钻井液中氧化除硫方法研究孟祥交，张洁*，陈刚（西安石油大学化学化工学院，陕西西安710065）2+摘要：研究了水基钻井液体系中双氧水、K2S2O8、(NH4)2S2O8氧化除硫效率，并考察了Fe离子及其投料方式、双氧水加量对双氧水除硫效率的影响。结果显示，在含硫化钠的钻井液中先后加入Fe2+离子、双氧水，其中H2O2与硫化钠的摩尔比例为2︰1时，其除硫效率可达到55%；K2S2O8、(NH4)2S2O8除硫效率均高于双氧水，K2S2O8除硫效率可达到86%。关键词：钻井液；氧化剂；除硫效率：TE245+.4文献标识码：A：1671-0460（2012）01-0018-03StudyonRemovingSulphideFromDrillingFluidbyOxidationMENGXiang-激ao,ZHANG激e,CHENGang（CollegeofChemistryandChemicalEngineering,Xi′anShiyouUniversity,ShannxiXi′an710065，China)Abstract:DesulfurationefficiencyofH2O2,K2S2O8and(NH4)2S2O8fordrillingfluidwerestudied.EffectsofFe2+,itsfeedingmodeandH2O2dosageonthedesulfurationefficiencyofH2O2wereanalyzed.TheresultsshowthatwhentheFe2+andH2O2areaddedinturnandthemolarratioofH2O2toNa2Sis2︰1,thedesulfurationefficiencyreachesto55%；ThedesulfurationefficienciesofK2S2O8and(NH4)2S2O8arehigherthanthatofH2O2,andthehighestdesulfurationefficiencyofK2S2O8is86%.Keyword:Drillingfluid;Oxidant;Desulfurationefficiency随着石油天然气的勘探和开发，含硫化氢油气田的开发已成为石油天然气开采的重要组成部分[1-3]。硫化氢是无色、有臭鸡蛋气味、剧毒、具酸性、强还原性、可燃烧的气体。硫化氢气体在钻井作业过程中具有极大的危害性。第一，毒性大，危害人身安全[4]；第二，腐蚀强、破坏钻井设备[5-7]，硫化氢溶于水形成弱酸，对金属的腐蚀形式有电化学腐蚀、氢鼓泡、氢诱发裂纹和硫化物应力开裂；第三，污染钻井液[8,9]，硫化氢气体的侵入会造成钻井液体系黏度上升、密度下降、滤失量增大，随着硫化氢气体的增加，钻井液的胶体特性逐渐被破坏，直至彻底失去稳定性，此时体系可能发生固—液分离现象，如果控制不当，甚至会造成井涌、井喷；第四，污染大气和水。为了实现安全钻井，必须控制和除掉钻井液中的硫化氢。钻井过程中普遍采用的H2S控制技术主要有：（1）控制钻井液pH值＞10，利用碱性钻井液随压力的升高而增大；（3）使用H2S化学清除剂。目前国内现场普遍使用的清除剂是碱式碳酸锌，但是碱式碳酸锌对H2S的吸收作用受钻井液pH值的影响较[10]大。本文对双氧水、K2S2O8、(NH4)2S2O8在钻井液中的除硫效率进行评价，并探讨了Fe2+离子及其投料方式、双氧水加量对双氧水除硫效率的影响。1实验部分1.1实验仪器GJSS－B12K型高速搅拌机（青岛海通达专用仪器厂）；电子天平；SHZ-D循环水式真空泵（巩义市英峪予华仪器厂）。1.2药品及材料碘化钾（R级，开封化学试剂总厂）；硫代硫酸钠（AR，西安化学试剂厂）；碘（AR级，河北肃宁县发达石油助剂厂）；无水碳酸钠（AR，天津化学试剂厂）；双氧水（H2O2，30%，分析纯，天津富宇精细化工有限公司）；硫化钠（AR，天津市博迪化工有限公司）；K2S2O8（AR，西安化学试剂厂）；中和入侵的酸性H2S气体反应，抑制电化学反应发生，减小腐蚀、氢脆的破坏性；（2）使用油基钻井液，H2S易溶于油，溶解度收稿日期：2011-11-03作者简介：张洁（1963-），女，江西九江人，博士，教授，从事油气田化学教学与科研工作。电话：（029）88382693，E-mail:zhang激e@xsyu.edu。第41卷第1期孟祥交，等：钻井液中氧化除硫方法研究19润土（由长庆油田钻井公司提供）。2实验方法2.10.1mol/LNa2S2O3·5H2O标准溶液的配制及标定I2液，用硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色，然后加入淀粉指示剂，溶液变为蓝色，继续滴定到蓝色消失并且半分钟内不退色，记录消耗硫代硫酸钠溶液的量，计算除硫效率。2CVVCE1-100%2CVVC211先煮沸500mL蒸馏水并冷却至室温。称取221式中:V—滴定前加入I2液的量，mL；V1—加入氧化剂的钻井液中消耗硫代硫酸钠的体积，mL；V2—未加入氧化剂的钻井液中消耗硫代硫酸钠的体积，mL；C1—硫代硫酸钠溶液浓度，mol/L；C2—I2液...