在我國油氣資源“二次創(chuàng)業(yè)”過程中，高含硫油氣資源的開發(fā)已成為一個重要議題。其中，硫化氫（H?S）作為一種劇毒且強(qiáng)腐蝕性的氣體，不僅嚴(yán)重威脅人員安全與環(huán)境生態(tài)，還會對開采裝置和輸送管線造成腐蝕，增加生產(chǎn)事故風(fēng)險。

根據(jù)國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn) GB 17820—2012《天然氣》的規(guī)定，天然氣中硫化氫含量被劃分為三個等級：一類氣不超過6mg/m3，二類氣不超過20mg/m3，三類氣不超過350mg/m3。為落實(shí)該標(biāo)準(zhǔn)，提升含硫天然氣開采與處理過程的安全性與經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)對硫化氫含量的實(shí)時在線監(jiān)測顯得尤為關(guān)鍵。

傳統(tǒng)硫化氫檢測方法流程繁瑣、耗時較長，數(shù)據(jù)嚴(yán)重滯后于實(shí)際工況變化，難以滿足現(xiàn)代天然氣工業(yè)對實(shí)時性與準(zhǔn)確性的要求。為解決這一技術(shù)瓶頸，我司開發(fā)了基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜（TDLAS）技術(shù)的硫化氫在線分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)具備實(shí)時在線監(jiān)測、操作簡便、測量精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、一致性好、支持多組分同步分析以及抗交叉干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法的不足。

在樣氣預(yù)處理方面，針對開采天然氣中可能攜帶的液體雜質(zhì)，系統(tǒng)配置了渦旋冷凝器和氣液分離器，實(shí)現(xiàn)液體成分的有效分離。隨后，天然氣依次經(jīng)過精密過濾器與干燥器，進(jìn)一步去除微小顆粒物及殘留液滴。通過減壓閥與流量計調(diào)節(jié)，使氣體以穩(wěn)定的壓力和流速進(jìn)入分析氣室。完成檢測后，氣體被導(dǎo)入裝有飽和NaOH溶液的吸收池，其中高濃度硫化氫被充分吸收，處理后的天然氣經(jīng)由管道輸送至集中排放裝置進(jìn)行燃燒處理。

該硫化氫激光在線分析系統(tǒng)已在四川某高含硫氣田項目中連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)年。通過對系統(tǒng)進(jìn)行多次離線比對與在線測試，結(jié)果表明：基于TDLAS技術(shù)的在線分析儀測量結(jié)果準(zhǔn)確、精度高、響應(yīng)速度快，滿足現(xiàn)場對硫化氫濃度實(shí)時監(jiān)測的需求，同時具備維護(hù)成本低、操作便捷等特點(diǎn)。

實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)一步揭示，含硫氣井開采過程中硫化氫濃度波動較為復(fù)雜，傳統(tǒng)離線采樣分析難以全面反映其動態(tài)變化。采用激光在線氣體分析儀，不僅助力提升脫硫工藝的經(jīng)濟(jì)性與安全性，強(qiáng)化生產(chǎn)質(zhì)量管控，還可為研究天然氣中硫化氫的生成與遷移規(guī)律提供扎實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為我國在高含硫天然氣資源領(lǐng)域的持續(xù)開發(fā)提供技術(shù)支撐。