CN112031737B - 用于采油井口泡沫隔离去除硫化氢的吹气式泡沫剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油开采有害气体去除领域，公开了用于采油井口泡沫隔离去除硫化氢的吹气式泡沫剂，按总质量100份计，其中各成分所占质量份如下：（1）表面活性剂发泡剂2.0‑4.0份；（2）稳泡剂1.0‑2.0份；（3）增粘剂1.0‑2.0份；（4）增强剂2.0‑4.0份；（5）化学脱硫剂3.0‑6.0份；（6）余量：去离子水。本发明跨领域奇思妙想，把消防领域里的泡沫隔离灭火技术创造性地引入石油开采领域的井场去除硫化氢工艺技术中，从根本上杜绝硫化氢的泄漏，确保井场工作人员免受危害；大大减少采油井口脱硫剂的用量；解决了因硫化氢超标而导致无奈封井的难题。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采有害气体去除领域，具体涉及一种用于采油井口泡沫隔离去除硫化氢的吹气式泡沫剂。
背景技术
在石油开采过程中，采油井里原油和水的混合液经常含有浓度不等的硫化氢。硫化氢是剧毒气体；若是油井施工导致硫化氢泄露，则会造成大气污染。
原油从油井引出后，有的直接进入管道，不会在油井施工现场泄露硫化氢气体，因此，去除硫化氢的工序就可以推后到集输站进行。有相当多的一部分油井，在单井采油时采出液不直接通过管道运走，而是从密闭的有压力的管道注入井场对大气开放的常压的缓冲罐里存放一段时间，硫化氢会有部分从原油中逸出而污染采油井场空气，危害工人健康，这种情况下就必须在井口采取去除硫化氢的措施，防止污染环境。
现在通常使用的采油井口去除硫化氢工艺技术，就是在原油进入缓冲罐前，采用化学脱硫法；根据原油中硫化氢浓度大小，加入适量的化学脱硫剂，使原油在缓冲罐里析出的硫化氢尽量减少，从而保证井口作业区硫化氢浓度低于允许的浓度，对作业工人不造成危害。
目前常用的化学脱硫剂主要有以下几种：
（1）氢氧化物脱硫剂：氢氧化钾和氢氧化钠可以有效地脱除原油中的硫化氢，但会形成稳定的碱性乳状液，增加下游脱水难度。氢氧化铵也可以用作原油脱硫剂，反应生成的铵盐比钠盐钾盐更易脱除，但温度高时容易有氨气挥发，易造成井场铜质设备零件腐蚀。
（2）甲醛脱硫剂：甲醛的脱硫效果很好，但时间长了，发生逆反应，重新生成硫化氢。另外，甲醛是对人有害的气体，也需要严加防范。
（3）强氧化物脱硫剂：过氧化氢可通过氧化作用很好的脱除原油中的硫化氢，但过氧化氢容易在金属催化条件下分解生成氧和水并产生大量的热；若控制不好，容易引起爆炸。
（4）氮基脱硫剂：现在常用的是被称为三嗪脱硫剂的三氮杂苯，综合效果比较好。
上述常用的脱硫剂都是在井口添加，不外乎在油管/套管间隙添加或者井口采油树出油管添加两种情况；由于作业连续进行，脱硫剂和原油汇合路程有限，时间很短；即便添加分散剂，也不能达到理想的充分混合，无法有效除掉原油里的硫化氢。因此，有些原油含硫化氢浓度比较高的油井较难处理，由于加入脱硫剂的数量不足或者混合不均匀，总有一些硫化氢挥发出来；如果井液含硫化氢浓度特别高，更难去除。很多油井花费巨资打成，但因硫化氢超标，不得不一关了之，造成极大的浪费。另外，由于加入脱硫剂是个连续的过程，脱硫剂的加入量累积起来数量大，费用也很高。
发明内容
本发明的基本设计思路是：针对目前常用的在采油井口加入药剂去除硫化氢的方法存在的弊病，借鉴消防实践中应用泡沫灭火剂隔绝空气可以迅速扑灭火灾的成熟技术，把在原油中加入硫化氢去除剂的工艺，改为在缓冲罐原油上面覆盖一层泡沫的工艺。这层泡沫既可以隔绝原油和空气，阻止原油中的硫化氢散逸到大气当中，又因泡沫中含有去除硫化氢的成分，把散逸到泡沫中的硫化氢捕捉消除。在上述采用泡沫隔离去除硫化氢的工艺中，泡沫剂的优劣是关系发泡是否成功的重要因素。本发明基于吹气式发泡方法，提供一种用于采油井口泡沫隔离去除硫化氢的吹气式泡沫剂。
本发明的技术方案是：用于采油井口泡沫隔离去除硫化氢的吹气式泡沫剂，按总质量100份计，其中各成分所占质量份如下：
（1）表面活性剂发泡剂2.0-4.0份；
（2）稳泡剂1.0-2.0份；
（3）增粘剂1.0-2.0份；
（4）增强剂2.0-4.0份；
（5）化学脱硫剂3.0-6.0份；
（6）余量：去离子水。
上述技术方案可以进一步优化为：
用于采油井口泡沫隔离去除硫化氢的吹气式泡沫剂，按总质量100份计，其中各成分所占质量份如下：
（1）表面活性剂发泡剂2.0份；
（2）稳泡剂1.0份；
（3）增粘剂1.0份；
（4）增强剂2.0份；
（5）化学脱硫剂3.0份；
（6）余量：去离子水。
用于采油井口泡沫隔离去除硫化氢的吹气式泡沫剂，按总质量100份计，其中各成分所占质量份如下：
（1）表面活性剂发泡剂3.0份；
（2）稳泡剂1.5份；
（3）增粘剂1.5份；
（4）增强剂3.0份；
（5）化学脱硫剂4.5份；
（6）余量：去离子水。
用于采油井口泡沫隔离去除硫化氢的吹气式泡沫剂，按总质量100份计，其中各成分所占质量份如下：
（1）表面活性剂发泡剂4.0份；
（2）稳泡剂2.0份；
（3）增粘剂2.0份；
（4）增强剂4.0份；
（5）化学脱硫剂6.0份；
（6）余量：去离子水。
所述表面活性剂发泡剂采用十二烷基硫酸钠。
所述稳泡剂采用十六醇。
所述增粘剂采用羧甲基纤维素。
所述增强剂采用苯丙乳液。
所述化学脱硫剂采用三氮杂苯。
同时，提供上述吹气式泡沫剂的发泡工艺如下：
(1)将十二烷基硫酸钠、十六醇、羧甲基纤维素、苯丙乳液、三氮杂苯及去离子水分别称量备用。
（2）将十二烷基硫酸钠、十六醇、羧甲基纤维素、苯丙乳液及三氮杂苯初步混合后，再加去离子水进一步混合均匀，得到吹气式泡沫剂。
（3）利用射吸泵吸射压缩空气的形成负压吸取吹气式泡沫剂，吹气式泡沫剂与压缩空气混合形成的气液混合物被注入吹气式泡沫发生器，得到气液泡沫。
与现有技术相比，本发明主要具有以下有益技术效果：
1.跨领域奇思妙想，把消防领域里的泡沫隔离灭火技术创造性地引入石油开采领域的井场去除硫化氢工艺技术中，形成井场泡沫隔离去除硫化氢的独特工艺，从根本上杜绝硫化氢的泄漏，确保井场工作人员免受危害。
2.吹气式泡沫剂性能优良，在井场泡沫隔离去除硫化氢的过程中，能够维持泡沫的半衰期在5000分钟以上，具有良好的持久性。
3.把去除硫化氢的目标对象从整个采出液全除改为缓冲罐采出液表面隔离去除，大大减少采油井口化学脱硫剂的用量，减少了后期原油脱水清洁的工作量，显著减少了生产成本。
4.针对当前采出液含硫化氢太多的部分油井采用化学脱硫剂去除硫化氢不能达标而导致无奈封井的难题，改用泡沫隔离去除方法可以迎刃而解。
5.应用范围广，除井场应用外，当采用罐车运输原油时，也可在车载油罐内进行泡沫隔离，以防止运输路途中硫化氢的泄露。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例描述的碳酸氢钠、十八水硫酸铝、十二烷基硫酸钠、羧甲基纤维素、明胶及三氮杂苯均来源于市售产品，这些产品在市场上很容易买到。三氮杂苯的CAS号为68505-69-1。
实施例1
用于采油井口泡沫隔离去除硫化氢的吹气式泡沫剂，按总质量100份计，其中各成分所占质量份如下：
（1）表面活性剂发泡剂2.0份；
（2）稳泡剂1.0份；
（3）增粘剂1.0份；
（4）增强剂2.0份；
（5）化学脱硫剂3.0份；
（6）余量：去离子水。
实施例2
用于采油井口泡沫隔离去除硫化氢的吹气式泡沫剂，按总质量100份计，其中各成分所占质量份如下：
（1）表面活性剂发泡剂3.0份；
（2）稳泡剂1.5份；
（3）增粘剂1.5份；
（4）增强剂3.0份；
（5）化学脱硫剂4.5份；
（6）余量：去离子水。
实施例3
用于采油井口泡沫隔离去除硫化氢的吹气式泡沫剂，按总质量100份计，其中各成分所占质量份如下：
（1）表面活性剂发泡剂4.0份；
（2）稳泡剂2.0份；
（3）增粘剂2.0份；
（4）增强剂4.0份；
（5）化学脱硫剂6.0份；
（6）余量：去离子水。
实施例4
在实施例1、2及3记载的技术方案基础上，表面活性剂发泡剂采用十二烷基硫酸钠，其发泡力很强。
实施例5
在实施例4记载的技术方案基础上，稳泡剂采用十六醇。
实施例6
在实施例5记载的技术方案基础上，增粘剂采用羧甲基纤维素。
实施例7
在实施例6记载的技术方案基础上，增强剂采用苯丙乳液，其附着力很好。
实施例8
在实施例7记载的技术方案基础上，化学脱硫剂采用三氮杂苯，其能高效脱除硫化氢且成本低廉。
实施例9
在实施例8记载的技术方案基础上，该吹气式泡沫剂的的发泡工艺如下：
(1)将十二烷基硫酸钠、十六醇、羧甲基纤维素、苯丙乳液、三氮杂苯及去离子水分别称量备用。
（2）将十二烷基硫酸钠、十六醇、羧甲基纤维素、苯丙乳液及三氮杂苯初步混合后，再加去离子水进一步混合均匀，得到吹气式泡沫剂。
（3）利用射吸泵吸射压缩空气的形成负压吸取吹气式泡沫剂，吹气式泡沫剂与压缩空气混合形成的气液混合物被注入吹气式泡沫发生器，得到气液泡沫。
为更好的说明本发明的突出效果，现将实验室实验及油井现场试验情况简介如下：
1.实验室实验：
从油田现场提取含有硫化氢的原油,将其分为两等份，分别置于两个三角烧瓶，约占三角烧瓶容量的二分之一。对这两个三角烧瓶，其中一个三角烧瓶在原油表面加入厚度20-30㎜的含有化学脱硫剂的气液泡沫，另一个三角烧瓶不加气液泡沫；静置10分钟，塞上瓶塞；然后放置1小时，测试三角烧瓶内部空气的硫化氢浓度。结果显示：加气液泡沫的三角烧瓶内部空气硫化氢浓度接近为零（测不出），未加气液泡沫的三角烧瓶内部空气硫化氢浓度超标。
2.油井现场试验：
胜利油田油井现场，在原油缓冲罐原油表面覆盖气液泡沫层厚度10cm至30cm。结果显示：原油缓冲罐5内部空气硫化氢浓度接近为零（测不出）；另外通过测算，与现有技术相比，化学脱硫剂的用量可以节约50%-60%，大大降低了去除硫化氢的成本。
Claims (1)
1.采油井口泡沫隔离去除硫化氢的方法，其特征在于，采用如下步骤：
（1）将十二烷基硫酸钠、十六醇、羧甲基纤维素、苯丙乳液、三氮杂苯及去离子水分别称量备用；
（2）将十二烷基硫酸钠、十六醇、羧甲基纤维素、苯丙乳液及三氮杂苯初步混合后，再加去离子水进一步混合均匀，得到吹气式泡沫剂；
（3）利用射吸泵吸射压缩空气的形成负压吸取吹气式泡沫剂，吹气式泡沫剂与压缩空气混合形成的气液混合物被注入吹气式泡沫发生器，得到气液泡沫；
（4）在原油缓冲罐原油表面覆盖气液泡沫层厚度10cm至30cm；
所述吹气式泡沫剂按总质量100份计，其中各成分所占质量份如下：
（1）表面活性剂发泡剂2.0-4.0份；所述表面活性剂发泡剂采用十二烷基硫酸钠；
（2）稳泡剂1.0-2.0份；所述稳泡剂采用十六醇；
（3）增粘剂1.0-2.0份；所述增粘剂采用羧甲基纤维素；
（4）增强剂2.0-4.0份；所述增强剂采用苯丙乳液；
（5）化学脱硫剂3.0-6.0份；所述化学脱硫剂采用三氮杂苯；
（6）余量：去离子水。
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