气相色谱法测定高含硫天然气中多种硫化合物

建立了用气相色谱仪和硫化学发光检测器检测高含硫天然气中硫化合物的方法。运用微流控制器解决了高浓度H2S对检测器的污染以及对其他硫化合物测定的干扰问题,只需一种标准物质就可快速经济地完成高含硫天然气中多种硫化合物测定。该方法根据标准物质的保留时间完成多种硫化合物的定性,并用外标法定量。用该方法进行高含硫天然气样品测定,硫含量和色谱峰面积呈明显的线性关系,线性相关系数r为0.999 7。测定质量浓度为2mg/m3以下的硫化合物时,测定结果的相对标准偏差小于6.1%;测定质量浓度为2mg/m3以上的硫化合物时,测定结果的相对标准偏差小于2.2%,满足高含硫天然气的分析需要。     

除硫剂性质的热力学研究

讨论了锌基和铁基除硫剂的溶解度和除硫反应完成后残存可溶性硫化物浓度这两个热力学性质的计算公式，列出了１０种锌基和铁基除硫剂在各自的适用ｐＨ范围内溶解度和残存硫化物浓度的计算值。     

燃料油中含硫化合物的形态及分布研究

以兰州石化公司重油催化裂化（RFCC）汽油和柴油为主要研究对象，综合利用各种分离富集手段并借助各种现代分析仪器对其中的含硫化合物的形态及分布进行了研究，确定了兰州石化公司生产的燃料油中含硫化合物的形态及分布。     

含硫原油加工中硫分布及传递

为了考察含硫原油在炼油厂全流程各装置的分布情况,对某炼油厂常减压蒸馏、催化裂化、焦化、加氢、重整等17套装置进行了全面的采样分析,得到了装置各部位的硫分布情况,给出了全厂硫元素含量分布图,分析了重点装置原料和产品的硫类型变化。研究结果对含硫原油的采购、混炼及炼油厂的防腐都具有重要的指导意义。     

高含硫气藏元素硫形成机理及硫沉积预测研究

高含硫气藏的开发过程中,随着气藏压力的不断下降,硫在地层天然气中的溶解度不断降低,在适当的条件下,单质硫就会从天然气中析出并沉积下来,从而堵塞地层孔隙,降低地层渗透率。因此,确定硫沉积的析出条件可以为高含硫气藏的开发方案设计提供重要依据,对指导高含硫气藏合理高效开发具有重要的指导意义。研究单质硫化学沉积和物理沉积机理,并提出硫沉积的判断条件,最后建立了达西和非达西渗流条件的硫沉积模型,并进行求解和分析。计算结果表明,对于距离气井一定位置处,随着生产时间的增加含硫饱和度也增加,硫沉积越严重;初始地层渗透率越低,硫沉积对地层造成的伤害越严重,硫沉积范围越大;渗流速度越大,对地层的伤害越严重。     

高含硫气藏硫沉积预测及实施除硫作业时机选择

高含硫气藏在开发过程中,随着气藏压力和温度的降低,元素硫将从气体中析出,从而堵塞天然气的渗流通道,当硫沉积严重降低地层有效孔隙空间及渗透率时,需要实施除硫作业。在考虑气体高速非达西不稳定流动、硫沉积、水动力对硫沉积冲刷与运移、硫沉积对储层危害（孔隙度、渗透率）的基础上,建立了预测硫沉积分布的气固耦合渗流模型。该模型与除硫工艺（溶硫剂）相结合,能够确定实施除硫工艺的时间,以及除硫后近井地带含硫饱和度随生产时间的变化。通过该研究可为高含硫气藏硫沉积预测提供有效方法。     

高含硫气井中的硫沉积规律

针对高含硫气井井筒硫析出、硫沉积预测难题,建立了高含硫气井井筒多相流动和传热数学模型,给出了多场耦合井筒硫析出、硫沉积判别准则和计算方法。计算结果表明,高含硫气井从井底至井口硫溶解度逐渐减小,呈非线性变化规律;井筒中伴随有硫析出,析出位置及析出量主要受温度梯度、压力梯度和硫化氢质量浓度等影响;井筒中的硫沉积主要受气体携带能力和局部流场扰动的影响。温度、压力下降越大,硫析出越早;在同一流压下,产气量越高,硫析出越早,析出量越大。该研究模拟了气井生产动态,给出了高含硫气井中的硫析出、硫沉积、压力及温度分布规律,计算结果可用于指导现场进行开发方案调整、生产参数优化,为制定硫沉积预防方案提供依据。     

单质硫和含硫矿物对固体沥青中芳烃化合物热演化过程的影响

前人研究表明,部分芳烃化合物比值参数与有机质成熟度具有良好的线性关系。为了明确常用芳烃化合物比值参数在不同含硫地质条件下的适用性,通过对四川盆地低熟固体沥青样品开展在单质硫和含硫矿物（黄铁矿、硫酸亚铁、硫酸铁和硫酸钙）存在条件下的加水热模拟实验,进而探讨上述含硫物质在固体沥青热演化过程中对其中所赋存的芳烃化合物的影响。研究表明：各类含硫物质均不同程度影响了芳烃化合物甲基化、甲基重排及去甲基化的进程和强度,随之改变了常用芳烃化合物比值参数的适用性及适用范围。但也存在一些在含硫环境下仍能稳定表征有机质成熟度的参数,如萘系化合物的1,2,3-TMN/2,3,6-TMN、菲系化合物的P/（P+∑MP）和甲基菲指数MPI、二苯并噻吩系化合物的4,6-DMDBT/3,6-DMDBT等参数,能够应用于含硫地质体中有机质成熟度的表征。     

含硫气藏元素硫沉积及防治对策研究

通过对西方发达国家在含硫气藏元素硫沉积及防治对策研究方面所获成果的系统分析,获得以下认识：元素硫沉积将严重影响含硫气井动态,甚至造成关井停产,具有巨大危害;当流体组分中硫化氢含量较高、凝析物（C5＋）含量较低,井底压力温度较高,或从井底到井口具有较大的温度压力变化时,近井地带和井筒节流部件附近极易发生硫沉积;目前主要采取向井中加入溶硫剂等事后措施防治硫沉积,而有关预防元素硫沉积危害的技术还有待进一步研究.     

高含硫气井井筒硫沉积预测

随着高含硫气藏的开发,析出的硫会对储层造成伤害,影响气井的正常生产,因此,准确预测硫的沉积对酸性气田的合理高效开发具有十分重要的意义。文中根据气、液、固三相流动规律,建立了高温高压高含硫气井井筒硫沉积预测模型,利用缔合模型的基本原理,建立包含温度、压力和流态3个变量的硫溶解度函数模型,用来预测硫在井筒中的析出位置;再利用缔合模型的相关理论解释硫元素在井筒中的溶解机理,以温度、压力和硫溶解度为变量,判断单质硫是否沉积、沉积位置,并对沉积量进行动态计算。以普光气田×井为例,计算得出硫溶解度和析出量随井筒的变化规律,其结果与实际情况吻合较好。     

高含硫气藏硫沉积预测模型

高含硫气藏随着开采的进行,元素硫会从天然气中析出,沉积到地层中的元素硫会堵塞孔道,减小流体流动有效空间,并降低地层渗透率,使得流动阻力增大,给气井的正常生产带来严重的伤害。文中给出了预测硫沉积的平面径向流模型及裂缝硫沉积模型,根据模型得出了硫沉积对储层的伤害规律,为合理开发这类油藏提供科学依据。     

高含硫气藏元素硫沉积的发展现状

文章对国内外相关文献进行了综合分析，归纳出元素硫的沉积机理以及元素硫沉积对地层的伤害，分析了两种元素硫沉积预测模型即Roberts模型和Nicholas Hands模型，讨论了硫溶解度的计算方法，总结了影响元素硫沉积的各种因素。     

高含硫气藏元素硫沉积对储集层的伤害

元素硫是高含硫气藏开发的有害物质。随着气井的投产，地层压力和温度沿径向不断降低，在气流达到或超过含硫饱和度时，元素硫将会从气流中析出，并在储集层岩石的孔隙或喉道中沉积下来，使得地层孔隙度和渗透率降低，严重时造成气井的停产甚至报废。在推导了元素硫沉积对储集层伤害的模拟模型基础上，分析了在高含硫气藏的开发过程中，元素硫沉积的特征及对储集层物性的伤害情况，发现元素硫在地层中的沉积主要在离井筒较近的范围之内，且沉积量沿径向由井筒向地层深处逐渐减小；沉积于孔隙的元素硫对储集层的伤害也主要在该区域之内，越靠近井筒伤害程度越严重，且随着生产时间的延长。对储集层的伤害程度加速。图4表1参6     

含硫化合物极压作用的分子模拟

采用量子化学方法,以二烷基二硫化物为模型化合物,分析了二乙基二硫化物与Fe(110)表面的化学反应历程。结果表明：当工况较温和时,二乙基二硫化物更容易先与Fe表面发生不可逆的化学吸附,以吸附/反应历程为主;当工况较苛刻时,C—S键、S—S键较易断裂,活性硫很容易与Fe表面反应,以分解/反应历程为主。FeS膜内部主要是化学键合作用,其键合能很大,能够在高温下存在于Fe表面;同时FeS膜内原子间的键合能比Fe原子间的低,表面的剪切运动主要克服键合能相对较弱的Fe和S原子间作用,而非键合能很强的Fe和Fe原子间作用,一定的剪切作用使表面可以做相对运动,从而避免了Fe金属表面的卡咬,发挥抗烧结作用。     

高硫低碳单井含硫气开发脱硫工艺的研究

本文在对某含硫气井现场实验的基础上,提出了NaOH-Fe2O3组合脱硫工艺和对该高硫低碳气进行处理的流程,分析了该法的经济性,提供了开发边远高硫低碳含硫气井可供选择的脱硫方法的基本思路。     

塔里木原油含硫化合物的地球化学意义

塔里木盆地30余个代表性原油芳烃组分的色质和色谱－原子发射光谱分析资料表明,不同成因原油的含硫化合物含量和分布明显不同。与陆相原油相比,海相原油以高二苯并噻吩系列(>20%)、高DBT/P(>0.35)为特征,其中,塔中局限性海湾相原油以这两参数值更高而与塔北台地相原油形成区别；在二苯并噻吩系列内分布上,它们的DBT少而DMDBT丰富,反映出成油母质沉积环境性质的差别。来源于不同岩性源岩的原油中苯并噻吩系列相对于二苯并噻吩系列的含量不同,在碳酸盐岩原油中较高。      

高含硫气田元素硫沉积及其腐蚀

高含硫气田在开发和维护过程中容易出现硫沉积并引发严重硫腐蚀,由此造成的管道堵塞、管道腐蚀穿孔、设备损毁失效都会严重影响油气田的正常生产。为此,分析了高含硫气田中元素硫的来源：①烃类硫酸盐的热化学反应;②高温高压下H₂S的缩聚反应;③硫烷的分解;④离子多硫化物的分解;⑤氧气对H₂S的氧化;⑥溶解在液态烃中的元素硫。阐述了硫沉积的发生机理：元素硫能溶解在酸性气体中,主要是溶解在硫化氢中。剖析了硫腐蚀机理：包括以元素硫的水解为基础的催化机理、水解机理、电化学机理和直接反应机理。探讨了硫腐蚀的影响因素：温度、压力、氯离子、硫的存在形式和流速等。最后建议：针对硫沉积区的特殊环境,开展多介质多相混合流体中管线的硫腐蚀机理研究,并建立其腐蚀模型。该研究成果可为高含硫油气田的安全有效开发提供参考。     

高含硫气田元素硫沉积研究进展

在高含硫气田开发过程中,随着温度和压力的不断降低,元素硫沉积现象频发。硫沉积严重则会造成井筒堵塞、关井停产,也会影响集输系统安全高效运行。目前关于高含硫气田元素硫沉积的研究大多是针对井筒,对集输系统的研究则起步较晚。文章阐明了井筒和集输系统元素硫沉积的机理,探析了影响元素硫沉积的主要因素,并综述了元素硫沉积预测方法研究现状和能否成功预测的关键技术点,最后展望了今后元素硫沉积的研究重点和发展趋势,以期为高含硫气田安全、高效生产提供一定的借鉴。     

高含硫气田不同井型元素硫沉积模型及应用研究

高含硫气藏在开发过程，随着压力的下降，必然会发生元素硫沉积，堵塞孔道，影响产能。根据元素硫溶解度与压力关系，利用稳定渗流理论，建立了元素硫析出的沉积模型。在对水平井流态分析的基础上，预测了高含硫气藏直井和水平井在开采初期，其含硫饱和度在不同产能下、不同井距处随时间的变化规律，为高含硫气藏科学合理开发，提供了一定的依据。