井场应急措施

3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准 3.1 阈限值 threshold limit concentration 几乎所有工作人员长期暴露都不产生不利影响的某种有毒物质在空气中的最大浓度。硫化氢的阈限值 为15mg/m3(10ppm)，二氧化硫的阈限值 为5.4mg/m3(2ppm)。 3.2 安全临界浓度 safety critical concentration 工作人员在露天安全工作8h可接受的硫化氢最高浓度参考海洋石油作业硫化氢防护安全要求（1989） 1.3条中硫化氢的安全临界浓度为30mg/m3(20ppm)。 3.2 危险临界浓度 dangerous threshold limit value 达到此浓度时，对生命和健康会产生不可逆转的或延迟性的影响参考海洋石油作业硫化氢防护安全要求（1989） 中硫化氢的危险临界浓度为150mg/m3(100ppm),3.4 氢脆 hydrogen embitterment 化学腐蚀产生的氢原子，在结合成氢分子时体积增大，致使低强度钢和软钢发生氢鼓泡、高强度钢产生裂纹，使钢材变脆。 3.5 硫化物应力腐蚀开裂 sulfide stress corrosion cracking 钢材在足够大的外加拉力或残余张力下，与氢脆裂纹同时作用发生的破裂。 3.6 硫化物分压 hydrogen sulfide factional pressure 在相同温度下，一定体积天然气中所含硫化氢单独占有该体积时所具有的压力。 3.7 含硫化氢天然气 nature gas with hydrogen sulfide 指天然气的总压等于或大于0 .4MPa（60psia)，而且该气体中硫化氢分压等于或高于0 .0003MPa；或硫化氢含量大于75mg/m3(50ppm)的天然气。有关酸性环境（含硫化氢和二氧化硫）的定义参见附录D。,5 井场及钻井设备的布置 5.1 井场布置应符合SY/T5466的要求。 5.2 钻前工程前，应从气象资料中了解当地季节的主要风向。 5.3 井场内的引擎、发电机、压缩机等容易产生引火源的设施及人员集中区域宜部署在井口、节流管汇、天然气火炬装置或放喷管线、液气分离器、钻井液罐、备用池和除气等容易排出或集聚天然气的装置的上风方向。 5.4 对可能遇到硫化氢的作业井场应有明显、清晰的警示标志，并遵守以下要求： a）井处于受控状态，但存在对生命健康的潜在或可能的危险（小于10ppm），应挂绿牌； b）对生命健康有影响（ 10ppm 30ppm ）之间，应挂黄牌； c）对生命健康有威胁（ 大于或可能大于30ppm ），应挂红牌；,5.5 在确定井位任一侧的临时安全区的位置时，应考虑季节风向。当风向不变时，两边的临时安全区都能使用。当风向发生900变化时，则应有一个临时安全区可以使用。当井口周围环境硫化氢浓度超过安全临界浓度时，未参加应急作业人员应撤离安全区内。 5.7 井场值班室、工程室、钻井液室、气防器材室等应设置在井场主要风向的上风方向。 5.8应将风向标设置在井场及周围的点上，一个风向标应挂在被正在工地上的人员及任何临时安全区的人员都能容易地看到的地方。安装风向标的可能的位置是：绷绳、工作现场的立柱、临时安全区、道路入口处、井架上、气防器材室等。风向标应挂在有光照的地方。,5.9在钻台上、井架底座周围、振动筛、液体罐和其他硫化氢可能集聚的地方应使用防爆通风设备（如鼓风机或风扇），以驱散工作场所所弥散的硫化氢。 5.10钻入含硫油气层前，应将机房、循环系统及二层台等处设置的防风护套和其他类似的围布拆除。寒冷地区在冬季施工时，对保温设施可采取相应的通风措施，以保证工作场所空气流通。 5.11应确保通信系统24h畅通。, 6 井用材料及设备,6.1 钻井设备的制造材料应具备抗硫应力开裂的性能。 6.3 b）维持钻井液的PH值为本9.511，以避免发生能将硫化氢从钻井液中释放出来的可逆反应。 6.4.4 在高含硫、高压地层和区域探井的钻井作业过程中，在防喷器上安装剪切闸板。, 8 应急管理,8.1 基本要求 8.1.1 在含硫油气井的钻井前，与钻井相关各级单位应制定各级防硫化氢的应急预案。 8.1.2 应急预案的内容包括但不限于： 应急组织机构。 应急岗位职责。 现场监测制度。 应急程序：报告程序；人员撤离程序；点火程序。 培训与演习。,8.2 应急预案编制内容 8.2.1 机构与职责：应包括钻井个相关方的组织机构和负责人，并明确应急现场总负责人及各方人员在应急中的职责。 8.2.2 应急响应 8.2. 2.1 当硫化氢浓度达到阈限值时，按应急程序应： a）立即安排专人观察风向、风速以便确定受侵害的危险区； b）切断危险区的不防爆电器的电源； c）安排专人佩戴正压式空气呼吸器到危险检查泄露点； d）非作业人员撤入安全区。,8.2 应急预案编制内容 8.2.2.2当硫化氢浓度达到的安全临界浓度时，按应急程序应： a）立即戴上正压式空气呼吸器； b）向上级（第一责任人及授权人）报告； c）指派专人至少在主要下风口100m、500m 和1000m处进行硫化氢监测，需要时监测点可适当加密； d）实施井控程序，控制硫化氢泄泄源； e) 撤离现场的非应急人员； f) 清点现场人员； g) 切断作业现场可能的着火源； h) 通知救援机构。,8.2.2.3当井喷失控时，按下列应急程序立即执行： a）由现场总负责人或指定人员向当地政府报告，协助当地政府做好井口500m范围内的居民的疏散工作，根据监测情况决定是否扩大撤离范围； b）关停生产设施； c）设立警戒区，任何人未经许可不得入内； d）请求救援。, 8.2.2.3当井喷失控时，井场硫化氢浓度达到危险临界浓度时，现场作业人员应按应急预案立即撤离井场。现场总负责人应按应急预案的通信表通知（或安排通知）其他有关机构和相关人员（也包括政府有关负责人）。由施工单位和生产经营单位按相关规定分别向其上级主管部门报告。,8.2.2.5 在采取控制和消除措施后，继续监测危险区大气中的硫化氢及二氧化硫浓度，以确定在什么时候方能重新安全进入。 8.3 油气井点火程序 8.3.1 含硫油气井井喷或井喷失控发生后，应防止着火和爆炸，按SY/T6426执行。 8.3.2 发生井喷后应采取措施控制井喷，如果井口压力有可能超过允许关井压力，需点火放喷时，井场应先点火后放喷。 8.3.3含硫化氢井喷失控后，在人员生命受到巨大威胁、人员撤离无望、失控井无希望得到控制的情况下，作为最后手段应按抢险作业程序对油气井井口实施点火。油气井点火程序的相关内容应在应急预案中明确。油气井点火决策人宜由生产经营单位代表或其授权的现场总负责人来担任，并列入应急预案中。,8.3.4 油气井点火程序的相关内容应在应急预案中明确。油气井点火决策人宜由生产经营单位代表或其授权的现场总负责人来担任，并列入应急预案中。 8.3.5 井场应配备自动点火装置，并备有手动点火器具。点火人员应佩戴防护器具，并在上风方向，离火口距离不少于10m处点火。 8.3.6 点火后应对下风方向尤其是井场生活区、周围居民区、医院、学校等人员集聚场所的二氧化硫的浓度进行监测。,SY/T6610-2005 7.9井口点火方案 7.9.1点火 若存在应点火的必要性，宜制定井口点火方案。授权决定点火人员（宜为生产经营单位现场代表），应在应急预案中明确。 只有在万不得已的情况下才决定点火，而且只有在下述情况相当明确时才能进行： a）危及生命和财产安全； b）现场控制已毫无希望。,在任何情况下，若时间允许，宜尽量报告上级主管需要点火。但如果人身安全受到威胁，生产经营单位现场代表毫不犹豫地作出点火决定。 如果井已点燃，硫化氢燃烧后会生成剧毒的二氧化硫（参见附录D），宜仔细监测二氧化硫的浓度。一旦作业区域二氧化硫超过5.4 mg/m3（2ppm），非基本人员应撤到安全区域，基本人员宜戴上适当的呼吸保护设备（见6.5）。,应急预案宜包括一定区域内二氧化硫的监测程序，和一旦该区域二氧化硫浓度超过27 mg/m3（10ppm），立即通知该区域内的所有人员撤离到安全区域的程序。 注意：当二氧化碳浓度过高或井内流体中存在其他非可燃气体时会导致无法点火。有时因大气状况也不建议采用点火。在公众警示与保护计划中宜考虑这些可能性。（见7.8）。 7.9.2点火预防措施 a）准备点火时，所有人员应停留在临时的安全区，或距井眼尽量远的安全地带。 b）只有资质人员才适于实施点火。,对人体危害的生理过程：,口腔呼吸道肺部血液全身各器官 刺激呼吸道，使嗅觉钝化、咳嗽，灼伤； 眼睛被刺痛，失明； 刺激神经系统，导致头晕，丧失平衡，呼吸困难； 心脏加速，严重时缺氧而死。 H2S中毒的分类： 1、急性中毒 2、慢性中毒,危险临界浓度：允许10分钟暴露 100PPm 死亡临界浓度：指吸一口气立即死亡 2000 PPm,硫化氢对人体的危害、急救与护理,中毒的早期抢救措施,（1）进入毒区前，抢救者首先戴上防毒面具。 （2）立即把中毒者抬至空气新鲜的地方。 （3）如果中毒者已经停止呼吸和心跳，应立即不停地进行人工呼吸和胸外心脏按压，直至呼吸和心跳恢复，有条件可用呼吸器。 （4）如果中毒者没有停止呼吸，保持中毒者处于休息状态，有条件可输氧气。,护理注意事项：,1、当呼吸和心跳完全恢复后，可给中毒者喂些兴奋 性饮料，如浓茶或咖啡，而且由专人护理。 2、若眼睛受到轻度损害，可用干净水彻底清洗，也可进行冷敷。 3、中毒者恢复心跳呼吸后，要注意休息一段时间。 4、冬天要注意保暖，夏季防中暑 5、对于中度中毒的病人，要将其头部侧向一侧，防止呕吐后发生误吸,心肺复苏步骤,、判断神志 、呼救（高声呼叫他人帮助抢救） 、放置体位（仰卧位） 、畅通呼吸道（仰头举颌法、清除口腔异物）,清除气道异物的方法,手指清除法 海姆利希法 背部扣击法,气道异物阻塞的通用手势,背部扣击法,畅通呼吸道仰头举颌法,按头后仰，下颌上抬 按头后仰，颈部上抬,5、判断呼吸（听、看、感觉） 6、人工呼吸 7、判断心跳（触摸颈动脉；心跳骤停的综合判断：意识丧失、面色苍白且很快转为紫绀、大动脉 搏动消失、血压测不到、听诊无心音、瞳孔散 大、呼吸断续呈叹气状，继之停止） 8、胸外心脏按压 9、电流除颤及药物应用（电流除颤一般用于触电患者） 10、安全转送医院，继续复苏,B(breathing)判断呼吸和人工呼吸,人工呼吸的方法： 1、一手按额，两指捏鼻。另一手托颈。 2、略深吸一口气，包严口部，迅速吹入。 3、松开鼻孔，观察，换气。,人工呼吸要点及注意事项,要保持呼吸道畅通的前提下进行。 一次吹气量约为800-1200毫升。 频率：12-15次/分钟。 吹气时，感到气道阻力，不可硬吹，应检查有无异物。,C、胸外按压的步骤和技术,定位。 肋骨交叉上方两指处。 2、姿势。 两手交叉，两臂伸直,3、下压深度：成人45cm 4、下压时间与上抬时间相等。 5、上抬时不能离开病人身体。 6、频率：80100次/分钟。 7、按压与人工呼吸比例： 单人时=15：2 双人时=5：1 8、按压效果的判断：触摸颈动脉。看瞳孔、面色、摸手足、量血压等。 9、多人轮换操作时，时间不要超过5秒钟。,硫化氢的检测 （一）、化学试剂法 （二）、电子监测仪法 一般价格贵，具有声光报警和H2S浓度显示功能，有的还能实现远距离探测。,硫化氢的来源和特性,H2S是硫和氢结合而成的气体。硫和氢都存在于动植物的机体中，在高温、高压及细菌作用下，经分解可产生H2S。油气井H2S主要来源于以下几个方面： 1.热作用于油气层时，油气中的有机硫化物分解，产生出H2S； 2.石油中的烃类和有机质通过储集层水中的硫酸盐的高温还原作用而产生H2S； 3.通过裂缝等通道，下部地层中硫酸盐层的H2S上窜而来。,4、钻井泥浆高温分解 A、磺化酚醛树脂100分解成H2S B、三磺（丹煤、褐煤、环氧树脂） 150 C、磺化褐煤130分解成H2S D、本质素硫酸铁铬盐180分解成H2S E、丝扣油高温与游离硫反应生成H2S 一般含H2S井禁用红丹丝扣油 5、酸化作用,6、含硫的地层流体（油、气、水）流入井内 7、某些洗井液中的添加剂（如木质磺酸盐）在 高温（170190度以上）时热分解。 8、石膏泥浆。被无水石膏侵污了的泥浆中的硫酸 盐类的生物分解。 9、某些含硫原油或含硫水被用于泥浆系统。,含硫化氢气田情况简介及危害,全世界各大产油国几乎都含有H2S气藏，据统计，美国南得克萨斯气田的硫化氢含量高达98%，加拿大阿尔伯达的气田硫化氢含量为81%,俄罗斯、伊朗、法国等国都有不同硫化氢含量的气田。因此，含硫化氢气藏的开发已成为天然气开采的重要组成部分。我国也有不少气田都含有H2S气体，部分气田H2S含量极高，如川东卧龙河气田三迭系气藏最高硫化氢含量达32%(493g/m3)，河北赵南庄气田硫化氢含量达92%。还有一些气田不仅H2S含量较高，还含有CO2等气体。,一、 含硫化氢气田情况简介及危害,我国现已开发的油气田不同程度地含有H2S气体，如四川局含H2S气田约占已开发气田的78.6%，其中卧龙河气田H2S含量高达10%（体积比），华北赵兰庄气田H2S含量高达92%。 H2S是仅次于氰化物的剧毒气体。一旦H2S气井发生井喷失控事故，将导致灾难性的悲剧。如华北油田的赵48井井喷失控，喷出大量纯H2S气体，造成6人死亡、数人中毒、20余万人大逃亡；四川的垫25井井喷失控，H2S气体迫使方圆数公里范围内的百姓弃家逃难。H2S气体不仅严重威胁人们的生命安全，污染环境，同时对金属设备、工具也将造成严重的腐蚀破坏。,H2S是一种无色、剧毒、强酸性气体，其相对密度为1.189，较空气重。H2S燃点为260，燃烧时呈蓝色火焰，产生有毒的SO2，当H2S与空气混合，浓度达4.3%-46%范围内时，就形成一种可燃混合物。,H2S的毒性较一氧化碳的毒性大五至六倍，几乎与氰化物同样剧毒。为防止井场大气含H2S对人体毒害，国内目前规定安全临界浓度为20mg/m3， H2S溶于水形成弱酸，对金属的腐蚀有电化学失重腐蚀、氢脆和硫化物应力腐蚀开裂。氢脆破坏往往造成井下管柱的突然断落，地面管汇和仪表的爆破、井口装置的破坏，甚至发生严重的井喷失控或着火事故。H2S能加速非金属材料的老化，并对钻井液造成污染，在对含H2S的气田进行勘探和开发时均应使用特殊的抗硫管材。,二、 国外含硫化氢气田井喷事故情况,含硫气井的开采是具有高度危险性的作业，世界各国在含硫气井开采过程中，井喷事故的发生层出不穷。1975年2月2日凌晨5时，美国丹佛市一个含硫气井发生泄漏，导致9人死亡。1980年阿拉伯湾海上钻井作业中发生硫化氢泄漏。当时现场作业人员非常恐慌，几个平台作业人员试图沿平台前支柱爬到水里，最后19人丧生，其中10人被发现时漂浮在被硫化氢云扫过的水面。而转移到平台的上风侧，并爬上高处直升机平台上的几个人则幸免于难。,1999年加拿大一个含硫井发生井喷，压井过程中采用传统压井方式，结果压井失败，导致2人死亡，Boots&Coots公司（一家得克萨斯井控公司）采用了阻止井内气流的顶部压井技术在燃烧同时压井，抑制硫化氢的喷出，使得该井喷问题得以解决。 美国得克萨斯州是含硫气井较多的地区，从其十个油气区历年来发生井喷的数据统计来看，迄今为止共发生井喷事故1206起，含硫气井事故96起，死亡144人，受伤16人。近10年来，得克萨斯州共发生井喷事故218起，其中含硫化氢气田的事故28起，占事故总数的12.8%，因此受伤的人数为28人，死亡3人。,由上可以看出，含硫化氢气田开发中安全生产问题是重中之重，其中包括发生井喷等事故的防范措施，井喷事故处理的应急方案，含硫化氢气田钻井开发中应对硫化氢等酸性气体的特殊技术和设备等一系列重要问题。,三、 国外含硫化氢气田开发中的安全措施,1. 纵向和横向的监管 1975年x国丹佛市含硫气井井喷事故发生后，政府等各部门吸取了教训，籍此推动了政府对能源企业的约束。此后，在丹佛的很多地方，甚至在草坪上和闹市区，都会看到写有“酸气”的警示牌。 在美、俄、澳等联邦制国家，对于环境安全监管采取的是纵向和横向监管相结合的办法。,一方面，宪法分权的原则使得各州或省政府有权负责其辖区内的全部经济活动，由此，油气钻井和天然气配售受州级政府监管；另一方面，又按照土地所有权归属划分具体矿产的监管主体，如监管钻采活动通常由州政府负责，但如果联邦政府是矿产所有者，则会由其派出相应的部门进行监管。 此外，公众利益也在油气开发生产过程中得到充分保护，其中一个重要环节就是公众协商。监管机构要求油气生产企业将建设项目提交给当地政府和可能收到影响的公众进行协商。而在项目审批中，有关方面将充分考虑公众协商的问题和建议。,2. 制定应急计划 在美国得克萨斯州，石油公司开采气井之前必须提供应急方案，其中包括对硫化氢扩散速度的严格测算，以及由此测算而得出的气井距居民区的安全距离。对于警示牌的安放位置和警示内容，得州的规定更始细致入微，甚至包括对字体、颜色的规范。 在密西根州，该州制定的钻探生产应急计划极为细致，要求申请人（即石油公司）必须提供一个完整的应急计划，为含硫化氢油气井周围的居民提供预警服务。其主要规定包含两大部分：,第一， 一旦发生硫化氢泄漏后应该采取的总体措施 （1） 建立一个联系人的列表，包括相关责任人的姓名、职责和联系方式，明确指出在必要的时候，谁负责命令点燃硫化氢气体。这一表格必须随时更新； （2） 明确规定在何种紧急情况下执行该应急计划； （3） 详细规定以何种程序执行应急计划。,第二， 根据含硫化氢油气井的时机情况制作相应资料 （1） 制定一份详细的地图，描述油气井所在地的居民住所、公共场所、公路和铁路。如果是一级硫化氢油气井，则地图所描述的区域半径应该是396米（1300英尺）。如果是二级硫化氢油气井，则地图所描述的区域半径应该是152米（500英尺）； （2） 建立一份详尽的列表，包括当地居民、企业、学校、宗教场所的地址，以及所有人员的住址和联系方式等； （3） 建立一份紧急电话列表，包括油气开发企业代表、钻探承包人代表、紧急情况协调人、医院、消防、环境部门的电话。,3 安全监管机构及条例、标准 为了保证开发和处理硫化氢气井人员的安全，美国许多机构都制定了安全操作规则与条例。这些机构包括： 美国职业安全与健康管理局（The Occupational Safety and Helth Administration，简写为OSHA） 国家职业安全与健康研究院（The National Institute For Occupational Safety and Helth ,简写为NIOSH） 美国国家标准研究院（The American National Standards Institute,简写为ANSI_） 美国地质调查局（The U.S Geological Survey ,简写为USGS） 克萨斯州铁路委员会（Texas Railroad Commission Rule36，简写为TRC Rule 36）,在以上这五个机构中，前四个为联邦政府机构，最后一个为州机构。州政府条例与联邦政府条例的最大区别是，大多数的州政府条例用以保护公众，而联邦政府的条例基本上用以保护操作人员并主要解决呼吸设备的选择和使用问题。例如得克萨斯铁路委员会制定的得克萨斯州铁路委员会条例36(TRC Rule 36），明确了不同浓度硫化氢暴露半径的计算方法，并根据这些暴露半径制定出对公众的保护措施。而国家职业安全与健康研究院制定的条例则包括对工作场地要求、医疗保健措施、个人保护设备、人员培训要求、监测、警报与人员撤离等一系列工作详细地列出了具体要求，以此保证井场作业人员的生命安全。,在这些机构制定的所有条例中，除了一些小的差别，入USGS有关于海上操作安全的规定等之外，其余皆大同小异。而且，犹豫设计生命安全问题，规则本身特别繁琐。,四、 国外含硫化氢气田环境监测和安全生产技术,1 含硫化氢气田开发中的环境监测 硫化氢监测问题是一个比较复杂的问题，涉及许多因素，如检测器的位置、空间、风向指标、警告指示、机械通风等。同时，对监测系统进行维护是十分重要的方面，主要是指对用于监测的各种检测装置或感应装置进行定期的检查和校正，各种设备都有推荐的校正周期。通过检查和校正，对监测系统进行维护，不仅可以使感应装置的任何敏感性变化得以及时补偿，还可保证系统所有部件正常工作，从而保证硫化氢开采的人身安全。,2、含硫化氢气田钻井技术 由于硫化氢气体的特殊性质，含硫化氢气田的钻井技术不同于普通气田。首先从井场布局上，要充分考虑到安全因素，美国石油学会推荐作法49详细地规定了打含硫化氢的井场布局。其次，作好酸性气井的井身设计是降低钻井成本和安全生产的重要手段。另外酸性气体钻杆的防腐措施，钻井泥浆和空气硫化氢含量的监测，钻杆测试，直到固井和完井的每一个环节都有针对硫化氢腐蚀的具体措施和技术手段，确保含硫化氢气田钻井的安全。,3、含硫化氢气田开采技术 国外开采高硫化氢气井的地面装置流程有多种形式，不同的气田有不同的地面流程。同时，在含硫化氢气井的生产测试、含硫化氢气井中硫的沉积及其预防方法、酸性气体的脱除等方面都总结了一套较为成熟的技术和做法，可供我们借鉴。,ICS 13.100 E 09 备案号:15533-2005,中华人民共和国石油天然气行业标准,SY/T,SY/T 62772005 代替SY 62771997,含硫化氢气田硫化氢监测与人身 安全防护规程,2005-03-19发布,2005-05-01实施,国家发展和改革委员会 发布,1 范围,本标准规定了含硫油气田勘探、开发生产过程中对硫化氢监测与人身安全防护应遵守的基本准则。 本标准适用于陆上含硫油气田。,3 人员培训,3.2 培训内容 在含硫化氢环境中的作业人员上岗前都应接受培训，经考核合格后持证上岗。 3.4 考核要求 现场作业人员、现场监督及管理人员经培训后均应达到以下要求： A）了解硫化氢的各种物理、化学特性及对人体的危害性； B）熟悉硫化氢监测仪的性能、使用和维护方法； C）熟悉各种人身安全防护装置的结构、性能，能正确使用和维护； D)熟悉进入含硫化氢环境作业的安全规定和作业程序； E）在发生硫化氢泄漏及人身急性中毒事故时，作业人员应会采取自救及互救措施； F）应熟