硫化氢的防护和处理.doc

硫化氢的防护和处理目录第一单元 硫化氢气体的危害1第二单元 含硫化氢气体井的井场布置及要求5第三单元 怀疑有硫化氢时应采取的措施6第四单元 钻井过程中硫化氢气体的处理10第五单元 含硫化氢地区作业的应急预案11第六单元 硫化氢的腐蚀特征和影响因素13第七单元 硫化氢中毒途径及现场急救14第八单元 空气呼吸器和硫化氢检测器20第一单元 硫化氢气体的危害一、概述由于人类对石油、天然气及地热能源的需要，要钻探高压深井，在这类钻井中就可能钻遇含有硫化氢的地层。目前，我国已开发的油田不同程度地含有硫化氢气体，甚至有的油田含量极高。如四川石油管理局含硫化氢气田约占已开发气田的 78.6，其中卧龙河气田含硫化氢高达10（体积比），华北油田晋县赵兰庄硫化氢气田硫化氢含量高达92。在油田生产中可能遇到硫化氢的有钻井、修井、采油、注水、集输、原油处理、运输及储运等工艺过程。硫化氢是仅次于氰化物的剧毒物，是易致人死亡的有毒气体。一旦硫化氢含量超标油气井发生井喷失控，将导致灾难性的悲剧。如华北油田的赵48井，试油起电缆，诱发井喷失控，硫化氢气体大量喷出，当场6人死亡，数人中毒，造成20余万人的大逃亡。四川的垫25井井喷失控，硫化氢气体迫使方圆数千米内的百姓弃家逃难；硫化氢气体不仅严重威胁着人们的生命安全，而且还会造成严重的环境污染，同时，它对金属设备、工具也将造成严重的腐蚀破坏。天然气中硫化氢气体是客观存在的，只要掌握了它的特性，有一套完善的硫化氢防护措施和管理制度，不仅可以实现优质安全钻井生产，而且还可以通过一套回收装置，为其他工业提供工业原料。因此，为确保人员的绝对安全，杜绝硫化氢中毒事故的发生，我们必须了解硫化氢气体的来源和危害，掌握硫化氢气体的预防及处理知识。二、硫化氢的物理化学性质据加拿大节能局的统计，在19761989年的14年中加拿大有30名工人死于硫化氢中毒。如果了解了这种气体的性质，也许可以防止此类事故的发生。为了准确地检测硫化氢的位置，你首先要了解这种气体的物理化学性质，只有了解了硫化氢的性质，才能避免因直接与这种气体接触受到伤害。所有的气体通常都是从以下7个主要方面描述的：颜色、气味、蜜度。燃堡囫晚邀度j懈度（在水中）、沸点。硫化氢也不例外，通过上述几方面内容的学习，我们可以全面准确地了解硫化氢。（1）颜色：硫化氢是无色、剧毒、酸性气体，人的肉眼看不见。这就意味着你用眼睛是无法判断是否存在。因此，这种气体就变得更加危险。（2）气味：硫化氢有一种特殊的令人讨厌的臭鸡蛋味，即使是低浓度的硫化氢，也可以损伤你的嗅觉。因此，用鼻子来检测这种气体会致命。（3）密度：硫化氢是一种比空气密度大的气体，其相对密度为1.176。因此它存在于地势低的地方，像地坑、地下室、大容器里。如果你发现处在被告知有硫化氢的地方，那么你就应立刻采取自我保护措施。只要有可能，都要在上风向、地势较高的地方工作。 （4）爆炸极限：当硫化氢气体以适当的比例（4.3%46%）与空气或氧气混合，就会爆炸，造成另一种令人恐惧的危险。（5）可燃性：硫化氢易燃，燃烧时发出蓝色火焰，并产生有毒的二氧化硫气体，二氧化硫气体会损伤人的眼睛和肺。（6）可溶性：硫化氢能在液体中溶解，这就意味着它能存在于某些存放液体（包括水、油、乳液和污水）的容器中。硫化氢的溶解度与温度、气压有关。只要条件适当，轻轻地振动含有硫化氢的液体，可使硫化氢气体挥发到大气中。（7）沸点：液态硫化氢的沸点很低，因此我们通常看到的是气态的硫化氢。小结：硫化氢的七种物理化学性质，使我们对这种气体有了大致的了解。以上的知识，你可以知道硫化氢气体的性质，避免硫化氢气体中毒。三、硫化氢的来源明确硫化氢的物理性质和化学性质，有助于发现硫化氢的存在场所，而确切了解硫化氢在石油工业区特殊场所的具体位置，则是更有用的。硫化氢不仅仅存在于石油工业中，在许多工作场所，人们都能发现硫化氢。它存在于有碳氢化合物和硫化氢的任何地方。油气田和油罐车含有大量的硫化氢，除了这些地方，在各式各样的有机质中也有硫化氢，包括一些人们意想不到的地方，例如：船舱、矿坑、制浆厂、沼泽地、下水道等地方。硫化氢是有机质腐烂后的自燃产物。石油工业中有许多特殊场所有硫化氢气体，能产生硫化氢气的地方主要有：钻井、修井、生产采油和炼厂。1钻井对于油气井中硫化氢的来源可归结于以下几个方面：（1）热作用于油层时，石油中的有机硫化物分解，产生出硫化氢。一般地讲，硫化氢含量随地层埋深增加而增大。如井深 2600m，硫化氢含量在 0l05之间，而井深超过2600m或更深，则硫化氢将超过 223，地层温度超过250，热化学作用将加剧而产生大量硫化氢。（2）石油中的烃类和有机质通过储集层中水的硫酸盐的高温还原作用而产生硫化氢。（3）通过裂缝等通道，下部地层中硫酸盐层的硫化氢上窜而来。（4）某些钻井液处理剂在高温热分解作用下，产生硫化氢。2修井在修井时循环罐和油罐是硫化氢的主要来源。循环罐、油罐和储浆罐周围有H2S气体，这是由于修井时循环、自喷或抽吸井内的液体进入罐中造成的。硫化氢可以以气态的形式存在，也可存在于井内的钻井液中。注意：井内液体中的硫化氢可以由于液体的循环、自喷、抽吸或清洗油罐释放出来。打开油罐的顶盖、计量孔盖和封闭油罐的通风管，都可能有H2S向外释放，在井口、压井液、放喷管、循环泵、管线中也可能有H2S气体。3采油在采油作业中有9处极易与硫化氢气体接触的场所，其中有6处与实际操作直接有关。（1）水、油或乳剂的储藏罐。（2）用来分离油和水、乳化剂和水的分离器。（3）空气干燥器。（4）输送装置、集油罐及其管道系统。（5）用来燃烧酸性气体的放空池和放空管汇。（6）提高石油回收率也可能会产生硫化氢。另有三处来源途径与设备所在地有关。（1）装载场所。油罐车一连数小时的装油，装卸管线时管理不严，司机没有经过专门培训，而引起硫化氢气体泄漏。（2）计量站调整或维修仪表。（3）气体输入管线系统之前，用来提高空气压力的空气压缩机。4 .炼厂炼厂里释放硫化氢的途径归为七种：密封件、连接件、法兰、处理装置（包括冷凝装置）用P泄系统、取样凡尔以及其他破裂部位。处理装置是一种相当危险的地方。进入处理装置去清洗处理塔、清除污垢或进行其他维修作业，都可能有硫化氢中毒的危险。也许仍有硫化氢残留在处理装置中，或呈液态留在底板上，或在容器的外壳上，或在罐体内壁的锈皮中。对容器中液体的轻微振动或擦洗容器壁上的积垢都会使硫化氢扩散。四、职业性安全暴羹极限，毒气的强度等级硫化氢是一种有毒气体，与它接触可以使人从极微弱的不舒适到死亡。在这一课里，你将学到三种职业性直接暴露的安全极限，这些规定已经被用来保护工人的生命安全。你也将学习不同浓度（体积分数）的硫化氢气体所造成的不同毒性影响，以及它的度量标准和自身应急的方法。职业性安全暴露极限的规定可以指导人们，为人们提供在有毒气的工作场所中，可允许的暴露程度。硫化氢气体的职业性直接暴露的安全规定如下：（1）10 ppm（x 10-6）限时加权平均值是日工作8小时的暴露安全极限。倘若不超过15 ppm（x 10-6）与 20 ppm（x 10-6）的安全暴露工作极限，工人们可以在限时加权平均值为10 PPP（x 10-6）的硫业氢气体中暴露工作 8小时。（2）15 ppm（x 10-6）为短期暴露限制，日工作8小时内不能超过4次接触，每次接触不超过 15 min，每次间隔时间不少于60 min。（3）20 PPP（x 10-6）是最大暴露限制，没有人能在 20 PPP（x 10-6）的硫化氢体中停留，在19 ppm（x 10-6）的硫化氢气体中人们可停留很短的时间，并且必须按照职业性直接暴露的安全限制去做。下列是不同浓度（体积分数）的硫化氢气体的毒性等级及其对人体的影响：lppm（x 10-6） 有明显难闻的气味10 ppm（x 10-6）暴露工作 8小时尚安全20 ppm（x 10-6） 暴露工作的最高限度100 ppm（x 10-6） 25 min内丧失嗅觉，咽喉肿痛、头痛、恶心200 ppm（x 10-6）迅速失去知觉，眼痛、喉咙痛500 ppm（x 10-6） 失去理智和平衡能力，215 min，呼吸困难必须做人工呼吸700 ppm（x 10-6） 立刻神志不清，大、小便失控，如不马上抢救就会导致死亡1000 ppm（x 10-6） 知觉立刻丧失，如不立即抢救就会导致死亡或造成大脑的永久性损伤五、硫化氢对人体的危害硫化氢的毒性，几乎与氰化氢同样剧毒，较一氧化碳的毒性大56倍。一个人对硫化氢的敏感性随其与硫化氢接触次数的增加而减弱，第二次接触就比第一次危险，依次类推。硫化氢被吸入人体。首先刺激呼吸道，使嗅觉钝化、咳嗽，严重时将其灼伤。其次，刺激神经系统，导致头晕，丧失平衡，呼吸困难，心跳加速，严重时，心脏缺氧而死亡。硫化氢进入人体，将与血液中的溶解氧产生化学反应。当硫化氢质量浓度极低时，将被氧化，对人体威胁不大，而质量浓度较高时，将夺去血液中的氧，使人体器官缺氧而中毒，甚至死亡。六、硫化氢对全属材料的腐蚀 硫化氢溶与水形成弱酸，对金属的腐蚀形成有电化学失重腐蚀、氢脆和硫化物应力腐蚀开裂，以后两者为主，一般统称为氢脆破坏。氢脆破坏往往造成井下管柱的突然段落、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火灾。七、硫化氢能加速非金属材料的老化在地面设备、井口装置、井下工具中，都有橡胶、浸油石墨、石棉绳等非金属材料制作的。封件。它们在硫化氢环境中使用一定时间后，橡胶会产生鼓泡胀大，失去弹性；浸油石墨及6棉绳上的油被溶解而导致密封件的失效。八、硫化氢对钻并液的污染j硫化氢主要是对水基钻井液具有较大的污染，它会使钻井液性能发生很大变化，如密度7降，PH值下降，粘度上升，以至形成不动的冻胶，颜色变为瓦灰色、墨色和墨绿色。 第二单元 含硫化氢气体井的井场布置及要求由于硫化氢具有特殊的毒性，在钻井过程中直接关系到人员和设备的安全，所以井场设备摆放正确与否，对安全钻井的影响非常大。一、周围边界不受制约的井场边界不受制约的井场，多是在陆地上。在进行钻前工程前应从当地气象资料中了解当3盛行风的方向。井场及钻机设备的安放位置，应与盛行风的风向一致。井场周围要空旷。励在前后或左右方向能让盛行风通过，并吹过钻机设备。钻机设备及井场布置见图21。图21 钻机设备及井场布置示意图这样布局，钻机的相对位置、地形和主风向取得一致，可以得到最大的安全效益。同时，施工过程中应注意以下几点：（1）井场入口处要有防护设计，以便一旦发生硫化氢紧急情况时使用。井场要有一条辅助的安全通道以便遇到风向转变，造成灾祸时通行，井场所有入口处都要安装适当的报警信号和旗帜。（2）井场所有设备的安放必须留有空间。钻台下井口装置周围禁止堆放杂物以便空气流通，避免硫化氢在方井及其周围积聚。在井架顶端、井场盛行风入口、防护室及井场入口等地应设置风向标。全体人员必须自觉地注意观察风向，要养成在紧急情况下（如硫化氢含量超过10 ppm（ 106），钻井人员向上风向疏散。（3）气测车等辅助设备和机动车辆，应尽量远离井口，至少在25米以外。井场值班室、工程室、地质室和钻井液室等，应设置在井场盛行风的上风向。在上风向较远处专门设置活动拖车式防护室。防护室要配备足够的防毒面具、急救箱、担架、氧气袋和供氧呼吸设备。供氧呼吸设备能在空气中含任何浓度硫化氢情况下，给钻井工人以保护，当氧气不足时还能发出警告宿号。所有防护器具应放在使用方便、清洁卫生的地方，并有专人定期检查以保证这些器具处于良好的备用状态，同时做好记录。（4）在无风和微风的时候，应当用大的鼓风机或排风扇对一定风向吹风。在钻台上下、井降周围、振动筛或其他硫化氢容易积聚、需要驱散的地方，都要考虑安装这种鼓风机。（5）进入气层前50米应将二层台、钻台周围设置的防风护套和其他围布拆除。（6）发电机必须与井眼保持一段有效距离，这样可以保证正常使用，否则遇到紧急情况，盯得不停止运转。所有用电线路、装置和照明应符合有关安全规定的要求。井场夜间必须有足够的探照灯。（7）井场周围的要害地方，要设立“不准吸烟”的标志牌。井眼、钻台和钻井液池附近，都r准吸烟。（8）确保通讯24小时畅通，尤其是与上级调度的联系不能中断。在钻入气层前和医院。回防部门取得联系。（9）在井场硫化氢容易积聚的地方，特别是方井、钻井液池、振动筛附近和钻台等常有井队人员的地方，应安装数台硫化氢监测仪及音响报警器。钻台人员必须配备便携式硫化氢监测器。（10）开钻前应绘制一张包括距井口 2千米范围内所有建筑物的地图，在地图上标明每幢建筑内通常有多少人，并列出他们的姓名。待开钻后，还应与他们联系，说明本地区的危险性以及出现紧急情况时必须搬家。二、周围边界受制约的并场井场周围边界受制约，往往是在沼泽地带、海洋、市区或山区。在这种情况下，由于地理条件的限制，对井场布局除了周边不受制约的井场外另作如下要求：（1）井场入口处必须有防护设计，以应付硫化氢紧急事故的发生。要有辅助的安全通道，以便遇到风向转变造成灾祸时通行。（2）防护室要与井眼有一定距离，应设在盛行风的上风方向。在海洋上，钻井船的首尾部都要设立防护室。（3）报警信号、报警标志、风向标和风速仪等，要设在井架上、山顶上、桅杆上、钻井平台上等各个地点的人员都能看到的地方。（4）在很多情况下，振动筛、钻井液池和钻井液录井车都是长期安放在井口旁的，这里一定要有警告标志，而且在布局时要有值班人员脱离危险的通道。在这个地方增设鼓风机也能减少危害。（5）危险区通风设备的动力应符合防暴要求。第三单元 怀疑有硫化氢时应采取的措施钻探含有硫化氢存在的地层，不仅涉及人员生命安全，同时对保护环境，防止污染，减少设备和钻具的腐蚀，都有着十分重要的意义。因此在怀疑有硫化氢存在的地层钻探时应采取一定的安全措施，做到防患于未然。一、合理的钻井设计当所钻地层怀疑有硫化氢气体存在时，在进行钻井设计时就应该认真对待。合理的钻井设计是安全、经济钻穿含硫化氢气体地层的前提，所以在钻井设计时应注意以下几点：（1）在设计中应注明含硫化氢地层及其深度和估计含量，以提醒施工人员注意。（2）设计井身结构时，除正常钻井应考虑的因素外，还应考虑在较大的过平衡下钻进时，溢流关井和压井施工时，裸眼地层能承受较大的井底压力。（3）钻开含硫化氢地层，设计的钻井液密度应有较大的安全附加压力当量值，以阻止硫化氢进入井筒。（4）井队必须有足量的重钻井液（密度超过正常钻井液0.1gcm3以上）和加重材料储备。重钻井液的储存量一般是井筒容积的12倍。（5）在钻进含硫化氢地层后，要求钻井液的pH值始终控制在9.5以上。（6）必须对井场周围的居民住宅、学校、厂矿等进行勘测，并在设计上标明位置。在有硫化氢溢出井口的危险情况下，应通知上述单位人员迅速撤离。（7）必须制定一个完整的、后勤人员对井队进行救援的计划。二井控装置的配备1、井控装置的配备含硫化氢油气田，井控装置应包括以下6个部分：（1）以液压防喷器为主体的钻井井口装置（包括四通、套管头、过度法兰等）。（2）以节流管汇为主的井控管汇（包括放喷管线、注水管线和灭火管线）。（3）钻具内防喷工具（包括钻具回压阀，方钻杆上、下旋塞阀等）。（4）以监测和预报地层压力为主的井控仪器、仪表。（5）钻井液净化、钻井液加重、起下钻灌钻井液设备。（6）适于特殊作业和并喷失控后处理事故的专用设备和工具（包括自封头、不压井起下钻装置、灭火设备等）。（7）井控装置、管材及其配件必须具有良好的抗硫化氢性能。2井控装置的安装要求（1）根据地层的压力梯度，按有关标准配备相应等级的防喷器组合及井控管汇等设备，其安装固定、试压应符合有关规定的要求。（2）钻井井口和套管的连接，每条防喷管线的高压区都不允许焊接，因为焊接时产生的内应力对硫化氢应力腐蚀尤其敏感。（3）放喷管线应装两条，其夹角为900，并接出井场100米远，以保证风向改变时，至少有一条能安全使用。（4）压井管线至少有一条在盛行风的上风方向，以便必要时放置其他设备。（5）井控装置和管材在使用前应进行无损探伤，不允许有微小裂纹存在。三、合理选择管材（1）钢材。由于钢材的强度越大，对硫化物应力腐蚀开裂越敏感。因而要求钢的屈服极限不得大于655MPa，硬度最大为HRC22。若钢材经调质处理，其屈服极限和硬度可以比上述规格略高。（2）非金属材料。凡密封件选用的非金属材料，应具有在硫化氢环境中能长期使用而不失效的性能。（3）硫化物应力腐蚀开裂主要是在钢材受拉力时产生，并随拉应力的增大，硫化物应力腐蚀开裂的时间缩短，因而其使用拉应力应尽量控制在钢材屈服极限的60以下。（4）由于厚壁钻杆可以降低内应力，延长其使用寿命，因而，在高压含硫地区可采用厚壁钻杆。四、工作人员的准备（1）每个工作人员应经过专门的培训，明确硫化氢的特性及其危害。明确硫化氢存在的地区应采取的安全措施以及推荐的急救程序（见附录）。（2）对井队工作人员进行现有防护设备的使用训练和防硫化氢演习。（3）在进入被怀疑有硫化氢存在的地区前，应先进行试验，以确定其是否存在及其体积浓度。（4）当你正准备在一个被告知有硫化氢存在的环境中工作时，你必须对危险情况有全面的思想准备。你可以提前准备一个对付紧急情况、帮你及时逃生的策略。（5）井队工人应相互关注。可能的话，应两人结对工作，以互相照应。（6）所有工作人员应明确自身应急措施，如果发生硫化氢泄漏，必须：离开此地。打开警报器。戴上防毒面具。抢救受害者。使中毒者苏醒。争取医疗救援。（7）没有戴上合适防毒面具的人，切记不要进入硫化氢可能积聚的封闭地区。而且，只Z离开安全区超过一胳膊远的距离，就应戴上有救生绳的安全带。而救生绳的另一端由安全的人抓着，以便发生意外时，将他拉出危险区。（8）应为在可能存在硫化氢地区内工作的工人身边准备一些防护设施。（9）耳鼓膜穿孔的人不能戴上防毒面具在含硫化氢气体的环境里工作，因为硫化氢可从鼓膜穿孔处进入其肺部。故对井队工作人员进行体格检查时应检查其鳌膨团骡迅。（10）在钻井液录井过程中若发现硫化氢显示时，应及时向钻井监督报告。如果硫化氢。积浓度超标，应及时通知守护船停靠在上风方向待命。（11）在含硫化氢地层取心，当取心筒起出地面之前1020个立柱时，以及从岩心筒取岩心时，操作人员要戴好空气呼吸器。运送含硫化氢的岩心时应密封好，并写明岩心含硫化字样。（12）钻遇含硫化氢地层后，起钻要使用钻杆刮泥器，必要时工作人员要佩带空气呼吸器五、H2S防护演习为了训练所有队员在现场能高效地完成指定的紧急任务，应每天进行一次H2S防护习。一旦所有队员的练习令人满意，那么防护练习可每星期进行一次。当H2S报警器响时，应采取下列步骤：（1）所有必要人员都应戴上呼吸器，派特定人员检查管道空气系统上的呼吸空气供应阀钻井工人应按紧急计划所指示的那样采取必要的措施。（2）驱虫式鼓风机应具有可操作性，并且所有明火都应熄灭。（3）利用互助系统，并按监督的指示进行工作。（4）如果有不必要的人员在井场，他们必须戴上呼吸器并离开现场，等待更进一步的（5）关掉井场入口处的大门，并派人巡逻。要把红旗悬挂在大门上，它标志着钻机附近度危险。（6）演习结束，则开始实施下列步骤：负责人将检查呼吸压缩机、串联器、空气管道，以判断可能出现的任何毛病，并进行要的整改。给自持式呼吸器充气以供下次使用，并检查损坏、故障处。每个自持式呼吸器要合地存放起来。检查软管线的出口装置是否损坏，故障部分要整改。H2S负责人要检查由HZS传感和检测设备可能带来的任何问题。手提式检查仪器将用来检查低洼区、空气不流通区以及钻机周围地区有无H2S聚集。对全部防H2S设备检查发现的问题都必须上报。（7）H2S条件下的工作情况要记录到钻井日报表中，内容应包括：日期；人员培训情况；钻井深度；持续的时间；气象状况；井场主要人员姓名；钻台上及安全区域内的活动情况；不完善的人员情况及设备；以后在H2S条件下工作所应注意的事项。（8）出现H2S情况后，应把H2S情况报告给地区负责人，并且对同一地区需要做好疏散准备的单位做出计划安排。六、石油作业中防硫化氢设备配备标准（1）陆地钻井。钻井过程中，宜使用供气系统，作业人员使用带快速接头的正压式空气呼吸器；配备正压式空气呼吸器及与空气呼吸器气瓶压力相应的空气压缩机，呼吸器和压缩机应有专人管理。钻井队应配备10套正压式空气呼吸器。井场应配备空气钢瓶（40L，15MPa），以作快速充气用。钻井现场在井口、钻井液出口、除气器口及其他硫化氢容易逸出部位应设置固定式多点硫化氢监测仪和4台便携式硫化氢监测仪。（2）海洋钻井。在钻井船或钻井平台上，一般应配备1520套空气呼吸器。同时作业者也应为守护船提供适量的空气呼吸器。在钻井船或钻井平台应配备空气钢瓶（401，15MPa），以作快速充气用。固定式探头至少应安装在喇叭口附近，钻台上、钻井液池附近（钻井液舱）。生活区、发电及配电房的抽风口处也应安装。空气呼吸器的存放位置为：平台经理室45套；钻井队长室l2套；钻井监督室1一2套；钻台56套；钻井液池附近（钻井液舱）2套；气测房23套。便携式硫化氢探测仪，探测浓度（体积分数）范围 020 ppm（x 10-6和 0100ppm（10-6）各一套放在钻井监督室或钻台上。医务室应配有处理硫化氢中毒的医疗用品。复苏器和氧气瓶。（3）试油过程。试油过程中，应配备正压式空气呼吸器及与空气呼吸器气瓶压力相应的空气压缩机。试油队应配备6套正压式空气呼吸器，井场应配备空气钢瓶（40L，15MPa），以作快速充气用。试油现场在井口、循环罐、油罐和储浆罐区应设置固定式多点硫化氢监测仪。（4）集输站。集输站应配备正压式空气呼吸器及与空气呼吸器气瓶压力相应的空气压缩机，正压式空气呼吸器配备数量应与当班人数相等，呼吸器和压缩机应有专人管理。作业人员进入油气进站区、低凹区、污水区及其硫化氢易于积聚的区域时，应佩戴正压式空气呼吸器。集气站宜设置供气系统及带快速接头的防毒面罩。集输站应在硫化氢易于积聚的区域设置固定式多点硫化氢监测仪和报警设备。（5）天然气净化厂。作业人员进入天然气净化厂的脱硫、再生、硫回收、排污防空区域时，应配戴正压式空气呼吸器。天然气净化厂应配备正压式空气呼吸器及与空气呼吸器气瓶压力相应的空气压缩机，正压式空气呼吸器配备数量应与当班人数相等。天然气净化厂应在硫化氢易于积聚的区域设置固定式多点硫化氢监测仪和报警设备。七、硫化氢探测报警系统报警器装置应设置在井场各个不同的区域，以便一旦遇到硫化氢时，井场员工可以采取行动。应让在井场或井场附近工作的所有员工了解各种报警信号的不同含义。为了建立一个通用的硫化氢报警系统，声响报警器应是一种能发出短而尖锐的吠声的电动报警器，同时它与固定式硫化氢探测装置相连接。黄色的灯光报警信号应是旋转式或是闪烁式的。所有设置在危险区的报警装置应恰当地分级。因在井场工作员工之间潜在的语言障碍和误解的可能性，每一员工都要被培训，使其适应工作环境，以便对声光报警系统做出反应。负责者在戴上呼吸器后到达指定的位置或工作区，非负责者在听到第一次警报时，应戴好他们的呼吸器，到达预先指定的集合地点。在海上钻机和平台设置的灯光报警信号应有别于平台外的其他光源。以免与航行辅助器和其他光源相混淆。硫化氢的警报位置应可见和可听到：（1）司钻操作台（声响、灯光）。（2）动力间（声响、灯光）。（3）钻井液房（声响）。（4）生活区（每一层的声响）。（5）每个建筑层的中心区（声响、灯光）。（6）控制间。第四单元 钻井过程中硫化氢气体的处理现场把钻遇酸性气层的几个主要显示概括为钻井液密度下降，粘度升高，气泡多；钻进时发生蹩跳，钻速快或放空，泵压下降，钻井液池液面升高，有间隙井涌，有硫化氢气味，起钻时钻井液是满的，下钻时钻井液不断外流。在钻井过程中对硫化氢污染的处理有以下几种方法：一、压差法钻井过程中遇到硫化氢气体的最好措施是有足够的静压头以防止硫化氢气体进入井内，这样处理最安全、最经济。对于含硫产层，安全余量可增大到 015 gcm3，以较大的井底压差阻止硫化氢气体进入井内。在高含硫地区即将钻入油气层和在油气层中钻进时，要严格执行高压油气层井控技术措施和有关规定。做到及时发现溢流早期显示，迅速控制井口。尽快调整钻井液密度充分发挥钻井液除气器和除硫剂的功能，及时将随岩屑进入井内的硫化氢从钻井液中除去。保持钻井液中硫化氢含量在50 gcm3以下。在含硫化氢气层或经过含硫化氢气层进行起下钻作业时，必须搞短起下钻，以监测井底压力。二、使用油基钻井液增大井底压差虽然可以防止地层中的硫化氢气体侵入井内，但是不能阻止随破碎岩石的钻屑、气体产生重力置换和通过井壁滤饼向井内扩散的硫化氢气体进入井内。硫化氢气体与水混合时，腐蚀性极大，易在金属表面产生点蚀及硫化氢应力腐蚀破裂和氢脆。在2500C以下，干燥的硫化氢几乎无腐蚀，所以碰到这些气体时，一般使用油基钻井液。在硫化氢气体进入井筒时，油基钻井液将大量吸收这类气体。因为在井底进入井内的气体，不至于大到在井底压力条件下达到饱和的程度，所以这些气体将进入到油基钻井液的液相溶液中，而不是形成自由气泡。硫化氢气体在井筒中上升至相当高度时，仍然溶解于洗井液中，直到压力减小至相当低时，它们才从油基钻井液中分离出来。这样可以降低硫化氢对钻杆、套管及下井工具的应力腐蚀和氢脆破坏。三、防硫化氢腐蚀的水基钻并液处理方法（1）维持一定的pH值，加成膜防腐蚀剂。当钻井液受硫化氢气体污染时，维持pH值大于9才能得到保护。这是因为硫化氢与钻井液中的苛性钠起作用而形成碱性盐即硫化钠与水：H2S NaOHNaHSH2ONaHSNaOH=Na2SH20随着pH值的增加，以硫化氢表示的含硫百分数将降低到一个很低的水平，当pH值为9时，可降至06。值得注意的是这种反应是可逆的，也就是当硫化氢用苛性钠处理后，一部分硫化氢变成硫化钠而溶于钻井液的水里是无害的。加进去的苛性钠越多就有更多的硫化氢变成硫化钠。然而，如果苛性钠是不连续地添加或者遇到了更多的硫化氢，硫化钠就会从溶液里脱出成为危险的硫化氢气体。如果pH值降低，越来越多的硫化氢将从溶液里脱出。当遇到了硫化氢，就得强制性地保持钻井液的高PH值。成膜防腐蚀剂（例如扣特415）不能阻止硫化氢造成氢脆，但可延缓钻杆损坏的时间。控制PH值和使用成膜防腐蚀剂两种措施，既可单独使用，也可联合使用，尽管不是万无一失，但都可有效地防止硫化氢的严重腐蚀。这两种措施最好与硫化物清除剂结合使用。（2）海绵铁。海绵铁是一种人造的多孔的铁的氧化物，与硫化氢的反应为：Fe3O46H2S=3FeS24H2O2H2海绵铁一般用作预处理措施，以便减轻含大量硫化氢的钻井液对钻具和人员健康的威胁。海绵铁无显著磁性，不会吸附在钻杆或套管上。（3）氧化锌和碳酸锌。这两种物质都可以从溶液中沉淀硫化物。加锌盐处理钻井液时要先做实验，以免对钻井液性能产生意外影响。（4）铬酸盐。为了消除淡水或咸水中硫化物的污染，可用铬酸钠或铬酸钾处理。铬酸盐能有效地消除硫化物污染，但低度的铬酸根离子可造成点蚀，应该避免。铬酸盐也能影响钻井液的流动性，只有在清液中用它来除硫化物才是比较安全的。（5）用碱式碳酸铜来沉淀硫化物，生成硫化铜。硫化铜具有惰性且是不溶解的硫化物。因此用碱式碳酸铜从钻井液中除去硫化氢是最经济、最有效的一种方法。（6）一种为人员安全应急的、处理硫化氢的方法是在出口管处加 35的过氧化氢，溶解的硫化物被氧化。H2O2H2S=2H2OS四、放喷点火钻井液中脱出的硫化氢气体尽可能集中排放。井队在现有条件下不能实施井控作业，放喷点火必须指派专人慎重进行。当硫化氢浓度（体积分数）超过安全临界浓度（体积分数）时，点火人员应配戴防护器具。点火人员应在上风方向，离火口距离不得少于川米，需用点火枪远程射击。五、控制钻柱浸泡时间严格限制在深部含硫地层用常规中途测试工具进行地层测试工作，若必须进行时，应减少钻柱在硫化氢中的浸泡时间，当天然气产量低于 28万米3日，硫化氢含量低于 8 mgL时，浸泡时间最长为 1小时。当天然气产量高于28万米3日，硫化氢含量高于8 mgL时，浸泡时间最长为15分钟。第五单元 含硫化氢地区作业的应急预案在进入含硫化氢地区作业前制定一个有效的应急预案是保证作业安全进行的前提。一旦作业区内硫化氢超标能保证有关人员的生命安全。一、制定应急预案的原则（1）制定预案前应对作业区内和可能涉及的范围的环境、人员、设施进行调查。（2）预案应充分考虑公众的利益。（3）预案所涉及的内容应符合所在国的有关标准。（4）预案应保存在有利于启动的地方。二、预案应包括的内容（1）施工作业人员应急操作程序和应急预案启动程序。（2）紧急情况发生时告知普通公众及公共安全人员的步骤。（3）请求帮助及随后将群众从危险区域撤离的步骤。（4）包括一个呼叫名单及联系电话，如：当地监督人员、公共安全部门、警察、急救中心、医院、消防部门、提供备用设备的承包商等有关人员。（5）一份详细说明硫化氢可能达到 10 ppm（10-6）的区域图，图中要包括私人住宅或居民区的位置，公共机构，如学校、商业区、道路或类似危险区可能会有人的地方。（6）对于危险区气体有可能侵入的公共区域或设施内负责人的姓名与电话号码。（7）预先通知危险区内居民的规定，通知应包括以下内容：硫化氢的危险与特点。紧急反应方案的必要性。硫化氢可能的来源。紧急情况通知给公众的方式。紧急情况发生时所应采取的步骤。（8）预案中还应包括一些辅助信息，如：安全撤离路线。安全救生设施的位置。含硫化氢设施的位置。附近电话或其他通信设施的位置。特殊天气和地形给予指导的程序。三、应急计划流程图应急计划流程图见图22。第六单元 硫化氢的腐蚀特征和影响因素硫化氢不仅对人的生命易造成威胁，同时对钻井设备、工具，包括各类管材都会造成很大的破坏。如四川石油管理局在双龙构造上所钻的双11井，双9井，天然气中含硫化氢质量浓度分别为 489 gm3和 541gm3，且产层水含硫化氢为 356487mgL，两井均在发生井喷的处理中，钻具氢脆断裂，无法压井，而被迫完钻。因此掌握硫化氢的腐蚀特征及影响因素是非常必要的。 一、硫化氢的腐蚀特征硫化氢的腐蚀类型主要有电化学失重腐蚀、氢脆和硫化物应力腐蚀破裂。1电化学失重腐蚀电化学失重腐蚀是指金属和硫化氢水溶液接触发生电化学反应，腐蚀过程中，金属与介质之间有电子传输。在250oC以下，干燥的硫化氢几乎无腐蚀。但在有水存在的湿硫化氢环境下，硫化氢溶解于水发生离解：H2SH+HS2H+S2在H2S溶液中，含有H+、HS一、S2 和H2S分子，它们对金属的腐蚀是氢去极化作用过程：阳极反应：Fe一2eFe2+阴极反应：H+eHFe2+进一步与H2S反应：XFe2+YH2SFexSy2yHFexSy为各种结构硫化铁的通式。这种腐蚀性的产物硫化铁，不能阻止铁离子通过。实际上疏松的硫化铁与钢铁接触形成了宏观电池，硫化铁是阴极，钢铁是阳极，因而加速了电化学腐蚀，这种腐蚀往往呈现出很深的局部溃疡状腐蚀。使金属表面形成蚀坑、斑点和大面积腐浊，导致管材或设备壁厚减薄、穿孔、甚至造成破裂。一般来说这种腐蚀时间要长一些。2氢脆和硫化物应力腐蚀破裂氢脆是金属在硫化氢作用下，由电化学反应过程产生的氢，渗入金属内部，使材料变脆，但不一定引起破裂。如果脱离腐蚀介质，氢即可从金属内部逸出，金属的韧性会逐渐恢复，这一过程是可逆的。硫化氢应力腐蚀破裂是指硫化氢在离解时，所产生的HS吸附在金属表面上，不但促使阴极放氢加速，而且同硫化氢分子一起阻止原子氢结合成氢分子，使氢原子积聚在金属表面并加速氢原子向金属内部渗透。当氢原子遇到裂缝、空隙、晶格层间错断、夹杂或其他缺陷时，就会在这些缺陷处结合成为氢分子，体积急剧扩大（氢分子所占空间比氢原子所占空间大20多倍），造成极大压力，在拉应力的共同作用下，就会使钢材破裂。硫化氢应力腐浊破裂是金属在含硫化氢的环境中各固定应力两者同时作用下产生的破裂，是一个不可逆的过程，在实际中氢脆和硫化氢应力腐蚀破裂是很难明确区分的。氢脆和硫化物应力腐蚀破裂邑呈脆性破坏，在形式上的特点是产生裂纹，巨裂纹的纵深比宽度大几个数量级，裂纹有穿晶裂纹和晶间裂纹。这种破坏有如下特点：（1）破裂断口平整无塑性变形。（2）在拉应力时才产生，且主裂纹的方向一般总是和拉应力方向垂直。（3）这种破坏，多发生在设备、工具使用不久后，发生低应力下破裂。（4）应力腐蚀破裂的破口多发生在导致应力集中的部位，如伤痕、焊件的焊缝等。（5）应力腐蚀属于低应力下的破坏，这种断裂多为突然断裂，无任何先兆。二、硫化氢对金属腐蚀破坏的影响因素1 硫化氢质量浓度的影响硫化氢的电化学失重腐蚀与水溶液中硫化氢质量浓度的关系如图23所示。曲线表明，3 金属自身的影响（1）金相组织：许多碳素钢和低合金钢的氢脆和硫化物应力腐蚀表明，其破裂敏感性主要决定于钢材的金相组织，如果钢材强度相同，索氏体中碳化物呈均匀在钢铁表面存在硫化铁保护膜的情况下，硫化氢超过一定值时，腐蚀速度反而下降，高质量浓度的硫化氢不一定比低质量浓度的硫化氢腐蚀严重。2 pH值的影响在含硫化氢腐蚀介质中，PH值对硫化物应力开裂和电化学失重腐蚀影响很大，在 PH值6时，硫化物应力腐蚀开裂严重；PH值9，就很少发生硫化物腐蚀开裂。硫化氢电化学失重腐蚀随pH值的降低而增加。球形分布者，抗硫性能最好，珠光体的抗硫性能次之。（2）硬度的影响：碳素钢和低合金钢的硬度越高，越容易在含硫化氢气体中产生氢脆和硫化物应力腐蚀破裂。在硫化氢气体中碳素钢和低合金钢的硬度应低于HRC22。（3）冷加工和焊接的影响：金属的冷加工和焊接产生的异常组织和残余应力，会增加氢脆和硫化物应力腐蚀破裂的敏感性。4温度的影响由于失重腐蚀是一个化学反应过程，其反应速度一般是随温度升高而加快，反之，则减缓。因此，其腐蚀速率是随温度升高而增大，反之，温度下降腐蚀变缓，在潮湿、高温条件下，金属腐蚀最快，而对硫化物的氢脆和应力腐蚀，最厉害是在某一温度范围（一般一50C900C）。因低温（如一50C以下），氢扩散速度慢，这种腐蚀不明显。而在高温（如大于90）氢扩散速度太大，将从钢材中逸出，大大减少了硫化物应力腐蚀。第七单元 硫化氢中毒途径及现场急救硫化氢是一种剧毒的气体，在石油天然气的钻探过程中又无法避免。因此，掌握硫化氢的中毒途径及现场急救知识对于保障人身安全，实现安全生产都具有重要意义。一、引起中毒的途径硫化氢中毒主要为口腔吸入、皮肤接触。空气中的硫化氢体积含量达0025 ppm（10-6），人们即可嗅到臭蛋味，随浓度（体积分数）的增加臭蛋味增大，但当浓度（体积分数）超过20 ppm（10-6）时，由于嗅觉神经麻痹，臭味反而不易嗅到，这正是危险的时刻，往往会出现“闪电式”中毒死亡。硫化氢可与人体内部某些酶发生作用，抑制细胞呼吸酶活性，造成组织缺氧，对人体有全身毒性作用。急性中毒时出现意识不清，过度呼吸迅速转向呼吸麻痹，很快死亡。慢性中毒一般为眼结膜的损伤，对人有局部刺激作用，这是由于硫化氢接触湿润的粘膜之后，形成硫化钠，以及本身的酸性所致。长期接触低浓度（体积分数）的硫化氢，可出现神经衰弱综合症和植物神经功能紊乱。二、救护技术在试图进行任何救护之前，你自己必须首先离开毒气区，按响报警器，戴上呼吸器，然后抢救受害者。采取这种方法是因为在你试图将受害者救出毒气区时，你不会希望自己成为第二个受害者。你应该有这样的自我保护意识，当有人被H2S气体击倒，你一定不能立刻冲进去提供救护。你必须首先估计一下情况，然后根据救护技术和设备所需要用的工具，进行实际的安排。中毒者也许不得不被运到楼下，或从平台上运下来。下列的基本技术可用来将一个受害者从H2S毒气中撤离出来：（1）拖两臂（见图24）。作用：这种技术可以用来抢救有知觉或无知觉的个体中毒者。如果中毒者无严重受伤即可用两臂拖拉法。两臂拖拉法可用在水平地面。例如：人行道、户外水平槽和低槽人行道，按规定要求进入限定地区的人员必须带上全套防护装置，以及所需的救护设备救护过程：救护人员从受害者背后靠近受害者，从背后将受害者扶起，并且用救护者的一条腿顶着受害者的背部将受害者支撑起来。然后，救护者两臂从受害者胳膊窝下伸出，放在受害者两臂上面，抓住受害者的前臂，救护人员然后将中毒者拉到安全地带。（2）拖衣服（见图25）。作用：这种救护方法可使一个人救护一个有知觉的中毒者。这种救护法的好处是，不用弯曲受害者的身体就可以立刻将一个受害者移开。救护过程：牢牢抓住受害者的衣服或衬衫领，将受害者拉到安全地带。（3）两人抬四肢法（见图26），有时这种方法又被称为“吊起”。作用：当有几个救护人员时，这种方法就可被使用，中毒者可以是有知觉的，也可以是神志不清的。这种救护方法可以在一些受限的救护情况下采用。救护过程：两名救护人员分别站在中毒者的后面，都面向一个方向。一名救护人员将手放入受害者的腋下，插入受害者两臂上方，并抓住受害者的前臂，做法同两臂拖拉法中一样。另一名救护人员抓住受害者膝盖后部，然后，两名救护人员一起抬着走，先把受害者抬至安全地区。当救护人员戴着自给式呼吸器时，这种方法可以采用。需要抓住中毒者膝关节处的救护人员背向另一名救护人员，这样就能很容易的抬起，受害者的头部也不会碰到救护人员的呼吸器上。三、救护技术的实施大概地知道怎样从含H。S气体环境中找到中毒者并救出来。最好是有机会实际进行一下这些程序。因此在这一单元有关生命的课程里，你将有机会在安全的环境中得到训练。你已经学过了三种救护技术：拖两臂、拖衣服、两个人抬四肢。你选用哪一种技术归于中毒者所处的位置，中毒者受伤的程度，实际的救护人员数量，你必须改变救护方法来适应复杂的情况。自身救护如图27。（二）离开毒气区。了解H2S气体的来源地。确定风向（如果中毒事件发生在室外）。身处在H2S毒气带900位置，避免中毒。（2）按报警器报警。按动报警器，并使报警器报警。如果报警器在毒气区里，或附近没有合适的报警系统，就大声警告在毒气区的其他人。（3）戴呼吸装置。在安全地区，安置一个最近的设备，按照所要求的配戴程序戴好呼吸器。（4）救护中毒者。估计中毒情况（是否有一些不寻常的因素要考虑）。根据你所知道的中毒者状态及地方，选择一个合适的救护技术。如果有可能，要求帮助救护中毒者。仔细注意中毒者的状态变化。（5）使中毒者复活：检查中毒者的中毒情况。进行口对口人工呼吸直到：A内科医生已对中毒者检查过。B另一个人换班。C你的身体不能再继续做了。D中毒者复活。（6）进行医疗帮助。对每一个受害者进行医疗帮助，不管他是否中毒倒下。继续抢救使受害者复活，一直到医疗帮助人员到达。中毒者已经救活或送入医院，以至他们能让医生诊断救护。你能否将这些过程应用于你可能偶然遇到的事故中。下例讲述了一个在狭长地带被毒气击倒的受害者，读完这个事例，体会下列用来救护的6个步骤。（1）走出毒气区。（2）报警。（3）戴呼吸器。（4）救护中毒者。（5）使中毒者复活。（6）取得医疗帮助。事件：你和另一个维修工人正在一个天然气工厂里的两根管线上检查法兰的连接，这个工厂距市中心很近，你们俩站在一个有非常矮的顶篷的回廊两端。你站在距离你的伙伴几英尺远处，你的伙伴正在进行检查，在你们中间，有一个开关控制一个报警的电铃，自给式呼吸器放在距离你工作的回廊50英尺远处。你的伙伴体重220lbs，靠在法兰附近，突然，释放出含有H2S的气体将他击倒。你将怎么办？分析：第一步，撤离毒气区。首先，你不能立刻冲上前去帮助你的伙伴，很明显，H2S气体的释放来源于法兰或衬垫的毁坏处。因毒气泄漏发生在室内，因此不要担心风向，但是它在一个受限制的空间，H2S气体当然可以迅速扩散到各个方位。你要尽快地离开回廊。要使身体保持直立，因为密度大的气体是先在地板水平面上扩散。第二步，报警。尽管在你和你倒下的朋友之间有一个报警开关，但不要试着去接触它，因为这是在毒气释放处，并且你也没戴任何呼吸设备。到回廊外面找一个最近的警报开关，大声喊，去通知能听到你声音的任何人，让他们立刻撤离。如果你弄响了警报器，就立刻离开毒气区保护好你自己。第三步，戴呼吸器。自给式呼吸器被放置在附近一个安全室里，找到它，按照操作要求戴上呼吸器。第四步，救护中毒者。估计现场情况，假定中毒者失去知觉，这就意味着你不能靠他来给自己提供什么帮助。回廊的顶篷很低，你不能直起身走，这个因素将使你在救护过程中受限制，回廊狭窄，也限制着你的行动，使用任何担架，甚至于多一个人，行动起来都很困难。最后，一定要记住，中毒者的体重要比你重，或者至少他的体重使得在这种情况下使用任何抬的技术都没有用。选择一个合适的方法：因为中毒者失去知觉，因此确认中毒者受伤的程度是很重的，为了安全，假设他可能受伤，采用拖拉衣服的抢救方法，就可以减少受伤处恶化的可能。