专利名称：蒸汽驱注入井驱油催化降粘及消减硫化氢的处理剂与应用的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种蒸汽驱注入井驱油催化降粘及消减硫化氢的处理剂与应用，具体是一种用于蒸汽驱注入井消减地层中硫化氢且同时具有驱油催化降粘三效合一的化学处理剂，以及利用该处理剂消减地层中硫化氢及驱油催化降粘的方法。
背景技术：
硫化氢是一种无色气体，比重为I. 1895，比空气重，常温时，硫化氢在水中的溶解度为3.864g/L，在油中的溶解度为3. 3g/L，高压下溶解度更大。当人吸入高浓度(1500mg/m3以上)时，中毒者会迅速失去知觉，伴剧烈抽搐，瞬间呼吸停止，继而心跳停止，被称为“闪电型”死亡。此外，硫化氢中毒还可引起流泪、畏光、结膜充血、水肿、咳嗽等症状。油田领域中，硫化氢的危害还表现在对金属的腐蚀，主要为氢脆破坏，氢脆破坏极易造成井下管柱的断脱、地面管汇和压力容器承压能力下降、发生泄露和爆炸事故，井口装置被破坏，引发严重的井喷失控或着火事故。另外，硫化氢还会与地面设备、井口装置、井下工具中的橡胶、石 墨等非金属材料发生反应。导致橡胶失去弹性；密封件的失效。可以导致井下采油管柱漏失、失效；对地面输油管线、压力容器腐蚀，引起金属材料塑性下降、承压能力降低而发生生产事故。油井日常生产中有以下几种途径会接触到产出液中硫化氢油井日常小修作业，工人井口放样和取样，清理分离器、三合一、缓冲罐时，管线或分离器放空时，更换或维修计量仪表时，都可能有H2S中毒的危险。根据现有技术文献“辽河油田油井硫化氢产生机理及防治措施”(《石油勘探与开发》2008. . 6P349-354)中介绍油井中产生硫化氢的主要原因是原油中硫醇、硫醚等有机硫化物在高温下反应生成硫化氢；地层中含硫矿物在高温下反应生成硫化氢；地层水中硫酸盐还原菌在油层条件下将硫酸盐还原成硫化氢。目前油田领域中国内外主要采取以下措施进行硫化氢消减控制含硫化氢套管气采取放空、定期洗井、进站进行后端脱硫处理；含硫化氢产出液采取建立脱硫站、使用防腐管材、压力容器进行内涂层。这些措施取得的效果并不理想。CN102153997A公开了一种油田用硫化氢治理剂及其治理硫化氢的方法。所述治理剂的重量百分比组成为硝酸盐10% -45%、亚硝酸盐5% -50%、水溶性微生物激活体系5% -10%和水45% -80%。治理油藏硫化氢时，在注水中投加硫化氢治理剂，注入地层；治理生产系统硫化氢时，在产液产气中投加治理剂，与产液产气混合。CN101235281A公开了一种用于油田消除稠油中硫化氢、将其消除在采出井口之前的稠油中硫化氢的防治方法。其中是先按重量百分比将5 30%碳酸锂、3 25%碳酸氢铵、3 20%氯化钠、2 15%辛烷基苯酚聚氧乙烯醚加入到30 60%的水中配制处理剂，然后在25°C、101325Pa的条件下(这种条件应是常温大气压下，即放空状态，不安全)，将所述处理剂从油套环形空间输入油井中，处理剂与稠油混合反应，硫化氢气体能降低到O IOPPM。CN101612516A公开了一种含铁硫化氢去除剂和气体中硫化氢的去除方法，所述含铁硫化氢去除剂为铁化合物的溶液，该溶液中的总三价铁离子浓度大于Omol/L且小于全部为二价/三价铁离子时产生结晶析出的浓度，溶液的pH值=I. 5 3. O。所述硫化氢去除方法是通过高压泵将上述硫化氢去除剂泵入射流泵的射流入口，待处理气体被吸入射流泵并与硫化氢去除剂充分混合并发生脱硫反应。CN102090420A公开了一种原油集输系统硫酸盐还原菌生成次生硫化氢生物抑制方法，其中抑制单井的生物抑制剂由50mg/L亚硝酸镍、20mg/L硼酸钠组成；抑制转油站的生物抑制剂由40-60mg/L亚硝酸镍、25mg腐植酸、10-20mg/L硼酸钠、20-30mg/L氢氧化钠电解质组成；抑制联合站的生物抑制剂由40-60mg/L亚硝酸镍、25mg腐植酸、10-20mg/L硼酸钠、20-30mg/L氢氧化钠电解质、95mg/L戊二醛杀菌剂组成；该方法是在原油集输过程中从 源头控制硫化氢的生成，具有抑制硫化氢时间长、成本低、无二次污染的特点，改善了原油集输系统作业场所工作环境。《辽河稠油热采现场硫化氢的防范与治理建议》(中国安全生产科学技术第5卷第2期，2009. 04P178-180)介绍了一种硫化氢井底吸收方法对无法点燃的套管气可以使用脱硫剂吸附来处理。硫化氢与重金属离子如铁、锌、铜结合后可以在数秒钟内形成沉淀，因此向储层中注入含铁、锌、铜等离子的化学试剂，它们可以在油藏中将硫化氢吸收，使气消失。不过这种方法的缺点在于形成的金属硫化物可能会影响储层的储集性能等。然而，上述现有技术记载的治理油井硫化氢的方法，重点都是在“治”，目前还没有从原油开采过程的源头即抑制硫化氢产生，使硫化氢在油层中就不能生成的方法。而且目前用于蒸汽驱的驱油剂多为磺酸盐类，加大了油层产生硫化氢的可能性；用于油层催化降粘的多为单效有机镍和无机过渡金属盐。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种新的用于蒸汽驱注入井消减地层中硫化氢且同时具有驱油催化降粘三效合一的处理剂。本发明的另一目的在于提供所述处理剂的应用，具体是利用所述处理剂用于蒸汽驱注入井消减地层中硫化氢且同时起到驱油催化降粘作用的方法。首先，本发明提供了一种新的蒸汽驱注入井驱油催化降粘及消减硫化氢的处理齐U，该处理剂包括硝酸镍；氢氧化钠；抗高温非含硫的氟碳表面活性剂。本发明的处理剂中，所述硝酸镍是用作氧化剂，使硫的化合价升高生成硫化镍固体，生成的硫化镍固体可以起到调剖的作用，有利于提高蒸汽波用体积；所述氢氧化钠稳定化合价升高后的硫，硝酸镍在油层的高温高压环境中可以起到对稠油的催化降粘作用(反应生成物均为水溶性产物，可以溶解在水中轻易的和原油分开，不会对原油生产产生不利影响，硫化镍固体可以起到调剖的作用，有利于提高蒸汽波用体积)；抗高温非含硫的氟碳表面活性剂起到驱油降粘作用，所述的抗高温非含硫的氟碳表面活性剂可以是所属领域中常规的氟碳表面活性剂，只要能起到驱油降粘效果即可，例如可以是氟碳表面活性剂TF3721 (该产品主要是进口，上海来果化工有限公司经销)；此外，氢氧化钠也消减硫化氢的同时，也有洗油作用，催化降粘后的原油更利于驱动，和表面活性物质共同作用，可提高原油采收率5%。从而，利用本发明的处理剂，可消减油层中的硫化氢，且同时起到驱油催化降粘作用。在本发明的一具体实施方案中，所述的处理剂是由硝酸镍、氢氧化钠、抗高温非含硫的氟碳表面活性剂与水配成而成的混合液中，硝酸镍质量浓度O. 1_2%，氢氧化钠质量浓度O. 1_2%，抗高温非含硫的氟碳表面活性剂质量浓度O. 2-4%。该浓度范围主要是依据物模实验所得到的硫化氢生成量，并从效果和经济等多方面因素考虑后而确定的，实际生产中根据不同的区块、地质条件、井况等条件可对该浓度进行适当调整，具体实施时还可根据注入井中的处理液量以及注入速度在所述范围内适当调整。所述水优选为软化水，可现场配制本发明的处理剂溶液。另一方面，本发明还提供了所述的处理剂在用于蒸汽驱注入井消减油层中的硫化氢及驱油催化降粘中的应用。在蒸汽驱过程中，将本发明的处理剂随蒸汽注入地层，可有效 消减油层中的硫化氢，将硫化氢的伤害降到最低，同时具有驱油催化降粘作用。另一方面，本发明还提供了一种蒸汽驱注入井消减油层中硫化氢及驱油催化降粘的方法，该方法包括将本发明所述的处理剂，在蒸汽驱过程中随蒸汽注入地层，消减油层中的硫化氢，同时起到驱油催化降粘作用。根据本发明的具体实施方案，本发明的蒸汽驱注入井消减油层中硫化氢及驱油催化降粘的方法中，所述处理剂的注入速度为70-100ml/分钟。该速度可根据蒸汽驱注入井的注蒸汽速度和设备注入能力在所述范围内适当调整，同时应保证处理剂的有效注入量。具体地，所述处理剂的注入方式为配合蒸汽连续注入，或是分段塞注入。本发明的处理剂可采用任何已知的设备输送注入。优选地，另一方面，本发明还提供了一种为实现上述方法而专门设计的处理液输送设备，该设备包括容置有所述处理液的处理液存储容器；处理液输送管线，该管线一端连通所述处理液存储容器，另一端用于连通蒸汽驱注入井的注汽管线；设置在所述输送管线上的柱塞泵；并且，在柱塞泵出口的输送管线上设置有单流阀。根据本发明的具体实施方案，所述处理液输送设备中，柱塞泵设置有两台，且是并列设置在所述输送管线上。本发明的设备中，所述处理液存储容器可设置有液位计。所述处理液输送管线上还可设置有必要的阀门等常规部件。与现有技术相比，本发明的有益效果是(1)在地层中抑制硫化氢的产生，可使蒸汽驱过程中不能生成硫化氢；(2)与硫化氢的生成物可作为稠油的催化降粘剂；(3)在生产井中没有硫化氢产生，消除采油工取样，巡井时的安全隐患，并使产硫化氢井安全环保达标，消除原油转运集输等过程中硫化氢对设备等的不利影响；(4)该方法所用原料均是商业化产品，原料价廉易得；(5)在消减硫化氢的同时，可以降低原油粘度，提高驱油效率，最终提高原油采收率。
图I为本发明一具体实施例的蒸汽驱注入井抑制油层生成硫化氢的处理液输送设备的结构示意图。
具体实施例方式下面通过具体实施例进一步详细说明本发明的方法的特点及使用效果，但本发明并不因此而受到任何限制。实施例I :请参见图I所示，本实施例的蒸汽驱注入井抑制油层生成硫化氢的处理液输送设备包括
用于容置处理液的处理液存储容器1，其中设置有液位计11 ;处理液输送管线2，该管线一端连通所述处理液存储容器1，另一端用于连通蒸汽驱注入井的注汽管线5 ;在输送管线上还设置有必要的阀门21 ；并列设置在所述输送管线上的两台柱塞泵3 ；并且，在柱塞泵出口的输送管线上设置有单流阀4。锦45-025-K260井蒸汽注入速度大约是110吨/天，即76公斤/分钟。将硝酸镍、氢氧化钠、氟碳表面活性剂TF3721、软化水现场配制成处理剂溶液，其中，硝酸镍质量浓度O. 5 %，氢氧化钠质量浓度O. 5 %，氟碳表面活性剂TF3721质量浓度1%。现场配制的处理剂溶液用高温高压点滴泵，按IOOml/分钟速度，配合蒸汽注入。对应生产井锦45-024-270侧井，对比前套管硫化氢浓度1350mg/m3，生产井日产油O. 5吨，50°C脱气原油粘度11640MPa. S，注入60天后，套管硫化氢浓度为300mg/m3，注入90天后，硫化氢浓度为Omg/m3，生产井日产油I. 5吨，50°C脱气原油粘度9769MPa. S，目前套管无硫化氢检出，增油84吨，生产正常。
权利要求
1.一种蒸汽驱注入井驱油催化降粘及消减硫化氢的处理剂，该处理剂包括 硝酸镍； 氢氧化钠； 抗高温非含硫的氟碳表面活性剂。
2.根据权利要求I所述的处理剂，该处理剂是由硝酸镍、氢氧化钠、抗高温非含硫的氟碳表面活性剂与水配成而成的混合液。
3.根据权利要求2所述的处理剂，其中，所述硝酸镍质量浓度0.1_2%，氢氧化钠质量浓度0. 1_2%，抗高温非含硫的氟碳表面活性剂质量浓度0. 2-4%。
4.权利要求I或2或3所述的处理剂在用于蒸汽驱注入井驱油催化降粘并消减油层硫化氢中的应用。
5.一种蒸汽驱注入井驱油催化降粘及消减硫化氢的方法，该方法包括 将权利要求I或2或3所述的处理剂，在蒸汽驱过程中随蒸汽注入地层，消减油层中的硫化氢，同时起到驱油催化降粘作用。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述处理剂的注入速度为70-100ml/分钟。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述处理剂的注入方式为配合蒸汽连续注入，或是分段塞注入。
全文摘要
本发明提供了一种蒸汽驱注入井驱油催化降粘及消减硫化氢的处理剂与应用，所述的处理剂包括硝酸镍、氢氧化钠以及抗高温非含硫的氟碳表面活性剂。其中硝酸镍用作氧化剂，使硫的化合价升高，不能生成硫化氢；氢氧化钠用于稳定化合价升高后的硫，使抑制硫化氢的反应不可逆，实现在油层中抑制硫化氢的生成；抗高温非含硫的氟碳表面活性剂起到驱油降粘作用。本发明还提供了该处理剂在用于蒸汽驱注入井抑制油层生成硫化氢中的应用，在蒸汽驱过程中，将所述的处理剂随蒸汽注入地层，可从源头上抑制油层中硫化氢的生成，在降低硫化氢伤害的同时起到驱油降粘作用。
文档编号C09K8/592GK102796504SQ201210285620
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月10日 优先权日2012年8月10日
发明者高玉军, 马春宝, 向延安, 孙红霞, 张义萍, 苏野, 文健, 刘广友, 杨忠武 申请人:中国石油天然气股份有限公司