钻井试气过程中硫化氢防护和中毒后现场急救

1、钻井试气过程中硫化氢防护和中毒后现场急救 延长油矿于1905年钻成中国陆上第一口井 延一井（井深81m），现在已有百年历史，2006年又开始了天然气勘探，在鄂尔多斯盆地钻成了第一口气井，从此开始了新的征程。 从地质特性看，鄂尔多斯盆地是一个整体升降、坳陷迁移、构造简单的大型多旋回克拉通盆地，基底为太古界及下元古界变质岩系，沉积盖层有长城系、蓟县系、震旦系、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、第三系、第四系等，总厚500010000m。主要油气产层是三叠系、侏罗系和奥陶系上古升界和下古生界。 从盆地构造特征看，西降东升，东高西低，非常平缓，每公里坡降不足1°。从盆地

2、油气聚集特征讲是半盆油，满盆气，南油北气、上油下气。具体讲，面积大、分布广、复合连片、多层系。 近年，在鄂尔多斯盆地油气勘探中，在某些层位或多或少的有硫化氢显示，而天然气对于百年老矿面来说，是一个新事物，所以做好员工安全教育、硫化氢防护以及中毒急救，增强全体人员的安全意识和素养，显得尤为重要。遏制严重的h2s中毒事故，杜绝因硫化氢而引发的事故所造成的人员伤亡和财产损失是我们的责任和义务。 1 硫化氢来源 1.1 油气井中h2s的来源 1.1.1石油中的有机硫化物热作用分解产生     h2s含量将随地层埋深增加而增加,在井深2600米，h2s含量在0.1

3、-0.5%之间，而超过2600米时含量超过2-23%，当地温超过200-250时，热化学作用将加剧而产生大量h2s。 1.1.2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     通过裂缝等通道，下部地层中硫酸盐层的h2s上窜而来。在非热采区，因底水运移，将含h2s地层水推入生产井而产生h2s。     某些深井泥浆处理剂高温热分解产生h2s。    厌氧菌作用于有机硫或无机硫 。 1.1.3钻井泥浆高温分解    磺化酚醛树脂100分解成h2s。

4、60;  三磺（丹煤、褐煤、环氧树脂）150分解产生h2s。     磺化褐煤130分解成h2s。     本质素硫酸铁铬盐180分解成h2s。    丝扣油高温与游离硫反应生成h2s。 1.1.4含硫的地层流体（油、气、水）流入井内 1.1.5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 1.1.6酸化作用 1.1.7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 1.1.8某些含硫原油或含硫水被用于泥浆系统 1.2 非油气井h2s的来源

5、 纸浆厂；橡胶制造业；食品加工厂；化粪池；下水道；沼气池；工业实验室等。 2 硫化氢的物化特性 硫化氢（hydrogen sulfide），分子式h2s，为无色、有“臭鸡蛋”气味的有毒气体，分子量34.08，熔点：82.9，沸点：61.8，相对密度（空气=1）：1.19，饱和蒸气压：2026.5kpa（25.5），临界温度：100.4，临界压力：9.01mpa，爆炸下限：4.3%，爆炸上限45.5%，引燃温度：260，最大爆炸压力：0.490mpa，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高温能引起燃烧爆炸。与浓硝酸、发烟硝酸或其它强氧化剂剧烈反应，发生爆炸。硫化氢比空气重，能在较底处扩散致相当

6、远的地方，遇明火迅速引着回燃。另外，它易溶于水，易溶于甲醇、乙醇类和石油溶剂以及原油中。有时可随水或油流至远离发生源处,而引起意外中毒事故。 3 钻井、试气作业中硫化氢的危害 3.1 硫化氢对人体的危害 硫化氢的急性毒作用可因其不同的浓度和接触时间而异。浓度越高则中枢神经抑制作用越明显，浓度相对较低时粘膜刺激作用明显。人吸入70150 mg/m3，出现呼吸道及眼刺激症状，吸25分钟后嗅觉疲劳,不再闻到臭气。吸入300 mg/m3，68分钟出现眼急性刺激症状，稍长时间接触引起肺水肿。吸入760 mg/m3分钟，发生肺水肿、支气管炎及肺炎,头痛、头昏、步态不稳、恶心、呕吐。吸入1000 mg/m3

7、，很快出现急性中毒,呼吸加快后呼吸麻痹而死亡。硫化氢对人体的危害见表3-1。 表3-1                   硫化氢对人体的危害   硫化氢在空气中 的浓度 (ppm) 暴露征兆和危害程度 0.13ppm-4.6ppm 可嗅到腐臭蛋气味，但会迅速消失 4.6ppm以上 刚接触有刺热感，但会迅速消失 10ppm（20ppm） 允许8h暴露值，即安全临界浓度值（tlv），超过安全临界浓度必须戴上防

8、毒面具。各国采用的安全临界浓度值不相同，osha标准为1010ppm，中国标准为20 ppm 50ppm 只允许直接接触10min 100ppm 刺激咽喉，引起咳嗽，在3-10min内就会损伤嗅觉神经并损坏人的眼睛，使人感到轻微头痛、恶心及脉搏加快。长时间可能使人的眼睛、咽喉受到破坏，接触4h以上可能导致死亡 200ppm 立即破坏嗅觉系统，眼睛、咽喉有灼烧感。长时间接触会使眼睛和喉咙遭到灼伤并可能导致死亡 500ppm 失去理智和平衡直觉，呼吸困难，2min-15min内呼吸停止，如果不及时采取抢救措施，可能导致中毒者死亡 700ppm 很快失去直觉，停止呼吸，如果不立即采取措施抢救，将导致

9、中毒者死亡 1000ppm 立即失去直觉，造成死亡或永久性脑损伤，智力损残 2000ppm 吸一口气立即死亡，抢救较困难 3.2 硫化氢对设备的危害 3.2.1腐蚀类型 3.2.1.1失重腐蚀     原理：h2s = h+ +hs-    hs- = h+ + s2-      fe+ h2s = fexsy+2h+     电化学腐蚀,必须在有水的情况下,生成物fexsy是一种疏松的物质，它使钢材产生蚀坑、斑点和大面积脱落，造成设备

10、变薄、穿孔、强度变低、甚至造成破裂。 3.2.1.2硫化物应力腐蚀(氢脆)  h2s在金属表面有水的条件下，也使金属表面的水中存在大量氢原子。这些氢原子在一般条件下绝大部分会结合成氢分子，但金属表面还存在一定浓度的氢原子，这些氢原子的一部分就渗入到金属的内部，在有缺陷的地方聚集起来，结合成氢分子。氢分子比氢原子所占空间大20倍，这使金属内部形成很大的内压，使软金属变硬，高强度钢变脆，延展性下降，出现破裂。 若是软钢材，当氢分子形成时产生很高的内压力，使钢材内部形成气泡即氢泡。 硫化物应力腐蚀开裂，指钢材在足够大的外加拉力或残余张力作用，与氢脆裂纹同时作用下发生的破坏。 3.2.2 h

11、2s对金属腐蚀的影响因素 3.2.2.1温度：失重腐蚀随温度升高加快应力腐蚀,25时最快。 3.2.2.2 ph值：ph值高, 腐蚀越慢或不腐蚀，如果溶液中含有氧或二氧化碳，对钢材的腐蚀也会加快。 3.2.2.3浓度：一般浓度越高腐蚀速度越快，但高于某一浓度时逐渐变慢。h2s达到氢脆的浓度与气体的压力有关。 3.2.2.4钢材自身的性能 根据金相组织，索氏体抗h2s腐蚀好，焊接口金属组织呈马氏体，缺陷多，易聚集氢分子，造成严重氢脆。因此，在h2s环境的钢材设备要尽量避免损伤表面或对设备进行冷加工，尽量减少残余应力。 就钢材硬度来说，要求硬度小于22 hrc。h2s易使原来比较软的金属变硬，而原

12、来较硬的金属变脆而破裂，所以，较硬的金属易受h2s的应力腐蚀。 还要看管材的表面状况，同时，考虑管材是否存在应力集中和内应力(避免冷加工,减少残余应力)。 3.2.3防腐措施 3.2.3.1油管、套管     选择防硫管材，低屈服强度（52.78kg/mm2以下）的油、套管比高屈服强度（56.3kg/mm2以上）更适合在含h2s井中使用。还可以采取在井内反循环加入缓蚀剂 3.2.3.2钻杆防腐 通过合理选材，对浅、中深井尽量使用无机械伤痕、未冷加工的低硬度钻杆；对焊接热影响区应先淬火，再回火调质处理，使之硬度小于22hrc；控制钻杆的使用环境，维持钻井液ph值为9

13、.5-11之间，即在钻井液中加入碱性物质naoh,ca(oh)2，以避免发生能将硫化氢从钻井液中释放出来的可逆反应；使用除硫剂； 还可以采取以下方法如，尽量使用油基泥浆，杜绝清水钻进；使用内涂层钻杆；使用除氧剂；随时对钻杆进行探伤；防止硫化氢侵入钻井液。 除此之外，还可以考虑到采用近平衡钻进，可以有效防止h2s出现；还可以根据井下可能遇到的温度,不采用在此温度下可能分解的泥浆处理剂；同时，避免使用含硫原油或含硫化物的泥浆添加剂。 4 硫化氢防护 认识硫化氢的特点，严防硫化氢的危害，加强硫化氢的安全监控管理，刻不容缓，责无旁贷。 4.1依法安全监督 生产经营单位生产、经营、使用、存储、运输、以及

14、处理硫化氢，必须严格遵守中华人民共和国安全生产法、中华人民共和国消防法和危险化学品安全管理条例等法律、法规，自觉接受安全生产监督管理局、质量技术监督局、公安消防、危险化学品管理、监督等部门的安全审核、安全检查。相关生产设备必须符合压力容器安全监察规程等有关规定，必须选用有合法资质单位的设备丛事硫化氢的生产、经营、使用、存储、运输、以及处理硫化氢。 4.2加强基础管理 建立生产经营单位的安全生产委员会，健全安全生产管理组织网络，明确单位法人代表人为安全生产工作的第一责任人，层层落实安全生产责任制和责任制签约考核。严格遵守各项安全管理规章制度、安全操作规程。做到管理制度到岗，安全责任到人，监控措施

15、到点，考核落实到位。制定和实施有行之有效的生产安全事故或者事件的应急处置预案。认真抓好管理和现场的安全检查，及时落实生产安全事故隐患的整改，做好日常记录。 4.3落实培训教育 硫化氢专职管理人员、上岗操作人员必须具有高度的安全责任心。必须经过定期的专业培训、复训和安全承诺教育，取得作业合格证书方可持证上岗操作。必须掌握安全管理规章制度、安全操作规程和相关安全知识。熟悉生产设备、作业场所、工作岗位的特点，以及存在的危险因素、防范措施和事故应急处理等。 4.4加强含硫化氢作业环境中硫化氢的监测 作业现场应配备固定式和便携式硫化氢监测仪器，实施24小时连续监测硫化氢浓度时，应采用固定式硫化氢监测仪，

16、探头数目可根据现场气样测定点的数量来确定，监测仪探头置于现场硫化氢易泄漏区域，主机应安装在控制室。同时，作业人员应在危险场所应佩带便携式硫化氢监测仪，用来监测工作区域硫化氢的泄露和浓度变化。 4.5含硫化氢环境中应用安全防护 在硫化氢浓度较高或浓度不清的环境中作业，均应采用正压式呼吸器，供气装置的空气压缩机应置于上风侧，作业环境应设立风向标，进行检修和抢险作用时，应携带硫化氢监测仪和正压式呼吸器。 5 硫化氢中毒临床表现 5.1 慢性中毒：长期反复吸入一定量的硫化氢可引起嗅觉减退，以及出现神经衰弱综合征和植物神经功能障碍。 5.2 急性中毒 急性硫化氢中毒一般发病迅速，出现以脑和（或）呼吸系统

17、损害为主的临床表现，亦可伴有心脏等器官功能障碍。临床表现可因接触硫化氢的浓度等因素不同而有明显差异。 急性中毒时多在事故现场发生昏迷，其程度因接触硫化氢的浓度和时间而异，偶可伴有或无呼吸衰竭。部分病例在脱离事故现场或转送医院途中即可复苏。到达医院时仍维持生命体征的患者，如无缺氧性脑病，多恢复较快。昏迷时间较长者在复苏后可有头痛、头晕、视力或听力减退、定向障碍、共济失调或癫痫样抽搐等，绝大部分病例可完全恢复。急性硫化氢中毒可分为三级，轻度中毒、中度中毒和重度中毒，不同程度的中毒，其临床表现有明显的差别。 5.2.1 轻度中毒 轻度中毒表现为畏光、流泪、眼刺痛、异物感、流涕、鼻及咽喉灼热感等症状，

18、检查可见眼结膜充血、肺部干性罗音等。此外，还可有轻度头昏、头痛、乏力症状。 5.2.2 中度中毒 中度中毒表现为立即出现头昏、头痛、乏力、恶心、呕吐、共济失调等症状，可有短暂意识障碍，同时可引起呼吸道粘膜刺激症状和眼刺激症状，检查可见肺部干性或湿性罗音，眼结膜充血、水肿等。 5.2.3 重度中毒 重度中毒表现为明显的中枢神经系统的症状，首先出现头晕、心悸、呼吸困难、行动迟钝，继而出现烦躁、意识模糊、呕吐、腹泻、腹痛和抽搐，迅速进入昏迷状态，最后可因呼吸麻痹而死亡。在接触极高浓度硫化氢时，可发生“电击样”中毒，接触者在数秒内突然倒下，呼吸停止，即“闪电型” 死亡。 6  硫化氢中毒现场急救  现场抢救极为重要，因空气中含极高硫化氢浓度时常在现场引起多人“闪电型”死亡，如能及时抢救可降低死亡率，减少转院人数减轻病情。 6.1中毒抢救，注意事项 6.1.1 保护好自己:进入毒气现场抢救中毒人员之前，应先戴上正压式呼吸器，以免抢救他人时自己中毒； 6.1.2 脱离危险区域:立即使患者脱离现场至空气新鲜处，有条件时立即给予吸氧，现场抢救人员应有自救互救知识，以防抢救者进入现场后自身中毒。同时抢救者不要盲目奔跑，大声呼叫，防止毒气