Свойства h2s

H₂S– бесцветный газ с запахом тухлых яиц, плотностьH₂Sв 1,19 раза выше плотности воздуха, поэтому он скапливается на пониженных участках (устьевые шахты и амбары для хранения БР).

H₂Sобразует взрывоопасную смесь с воздухом в концентрации от 4,3 до 45% (метан в концентрации от 5 до 15%). Температура воспламененияH₂S500^OF(260^OC), метана – 1000^OF(538^OC).H₂Sгорит синим пламенем, при этом выделяется другой токсичный газ –SO₂.H₂Sхорошо растворяется в пресной воде, образуя слабую сероводородную кислоту.

Опасные свойства h2s

Наиболее опасное свойство H₂S– это токсичность (таблица).

Кроме того, H₂Sможет вызывать сильную коррозию. Признаками такой коррозии являются точечная коррозия и растрескивание под действием напряжений, ведущие к эрозии и разрушению труб.

Обнаружение и определение содержания h2s

Наличие H₂Sв воздухе определяют с помощью электронных датчиков непрерывного контроля высокой чувствительности (регистрируютH₂Sпри массовой доле 0,0001% и менее). При этом решающее значение имеет правильное размещение датчиков.

Отбор и анализ проб БР начинают за 50 м до вскрытия H₂S-содержающего пласта.

Растворяясь в воде, H₂Sдиссоциирует в два этапа с образованием гидросульфид- и сульфид-ионов:

I: H₂S -> H⁺ + HS^- ( pH = 4÷11 )

II: HS^- -> H⁺ + S^-- ( pH > 11 )

Так как pH> 11 в БР почти не бывает, то относительно «безобидные» сульфиды практически отсутствуют, а водорастворимые гидросульфиды могут снова превратиться вH₂S:

HS^- + H⁺ ↔ H₂S

Для обнаружения H₂Sв БР используют «свинцовую» бумагу, т.е. полоски фильтровальной бумаги, пропитанныеPb(CH₃COO)₂:

Pb(CH₃COO)₂ + H₂S -> PbS + 2CH₃COOH

при этом бумага темнеет. Но этот метод позволяет только фиксировать наличие H₂Sи сульфидов. Наиболее удобен газоанализатор Гаррэта, позволяющий определить весь объемH₂Sи сульфидов, а также оценить эффективность поглотителяH₂S. Если в фильтрате не обнаружено водорастворимых сульфидов, значитH₂Sполностью удален из БР.

Влияние h2s на свойства бр и металл

Основные признаки поступления H₂Sв БР:

• понижение pH;

• увеличение вязкости до нетекучести и фильтрации (коагуляция);

• сближение значений СНС за 1 и 10 мин;

• высокая адгезия глинистой корки, сальникообразование, приводящее к прихвату;

• почернение бурильных труб, которое легко удаляется ветошью, смоченной дизтопливом.

Как уже отмечалось, H₂Sобладает высокой коррозионной активностью. Особенно опасно водородное «охрупчивание» металла. При «охрупчивании» образующийся в результате диссоциации сероводорода в воде атомарный водород диффундирует внутрь металла, резко изменяя его свойства. Повреждения металла при этом не имеют никаких внешних признаков и происходят не сразу. Существует так называемый инкубационный период, достигающий в зависимости от прочности стали и массовой долиH₂Sдо 10000 часов. Затем внезапно наступает разрушение металла, при этом слом – пиловидный.

Нейтрализация h2s в буровом растворе

Химические реагенты, применяемые для нейтрализации (удаления) всех сульфидов, содержащихся в растворенном виде (H₂S, ионыHS^-иS^--) называются «поглотителями сероводорода).

Идеальный поглотитель H₂Sдолжен отвечать следующим требованиям:

• реакция должна быть полной, кратковременной и прогнозируемой; продукты реакции всегда должны оставаться инертными для БР;

• быть эффективным для различных химических и физических параметров БР;

• избыточное количество поглотителя не должно отрицательно влиять на свойства БР;

• сам поглотитель и продукты его реакции не должны оказывать коррозирующего действия;

• быть не токсичным.

Ни один из существующих поглотителей не может считаться идеальным. Но ряд химических реагентов могут применяться в качестве эффективных поглотителей H₂S. Большинство из них обеспечивают удаление сульфидов из БР в результате образования нерастворимого осадка (водонерастворимого сульфида).