原油在热采时地层温度可达到200℃以上。稠油中的有机硫化物会发生水热裂解反应,从而产生H2S。鉴于H2S对人体、对环境、对采油设备的危害,很有必要对孤岛稠油水热裂解规律进行研究。认识稠油发生水热裂解反应中产生H2S的机理及反应条件,可以为稠油热采过程中H2S的治理提供依据。本文以胜利油田孤岛稠油为原料,研究了稠油在非催化条件下的水热裂解规律,考察了反应温度、加水量以及反应时间对裂解后稠油黏度、族组成和硫含量的影响,重点研究了稠油水热裂解过程中H2S的生成规律。同时,研究了岩层矿物和几种过渡金属离子对稠油水热裂解的催化作用,并筛选出了对稠油水热裂解催化作用效果最好的金属离子Ni2+,考察了Ni2+对稠油水热裂解反应中H2S浓度的影响;选取几种有代表性的硫醇、硫醚和噻吩作为硫源,研究不同种类的硫化物对稠油水热裂解过程中H2S气体的贡献,并重点考察了反应温度和浓度对二苄基硫醚水热裂解的影响。研究结果表明,稠油水热裂解反应的最佳条件是:反应温度260℃,加水量20wt%,反应时间30h。提高反应温度、增大加水量和延长反应时间会降低稠油的黏度,提高饱和分和芳香分含量,降低胶质和沥青质的含量,增大了稠油的脱硫率并导致水热裂解生成的气相中H2S浓度增大。当加入催化剂后,稠油的水热裂解反应得到促进,在实验中选用的各种过渡金属离子催化剂中,Ni2+的催化效果是最好的,与未添加的反应体系相比,稠油的降黏率增加了20%左右。同时发现,添加Ni2+的反应体系气体生成量变大,但气相中H2S浓度显著降低。在反应体系添加的几种硫化物中,二苄基硫醚对稠油水热裂解生成H2S的贡献最大。反应温度在260℃以上时,二苄基硫醚才会发生明显的裂解反应,当浓度从0wt%增大到5wt%时,体系中H2S最高浓度由1%增大到38%左右,说明浓度对二苄基硫醚的水热裂解的动力学影响很大。