H2S预防和应急预案

H2S预防和应急预案1．1钻井过程中H2S的来源(1)某些钻井液处理剂在高温高热分解作用下，产生H2S。(2)钻井液中细菌的作用。(3)钻人含H2S地层，大量均S侵入井中。H2S气田多存在于碳酸盐岩一蒸发岩地层中，尤其在与碳酸岩伴生的硫酸盐沉积环境中，H2S更为普遍。一般地讲，H2S含量随地层埋深增加而增大。1．2含硫气田井场及钻机设备的布置(1)进行钻前工程前，应从气象资料中了解当地季节风的风向。(2)井场及钻机设备的安放位置应考虑季节风风向。井场周围要空旷，尽量在前后或左右方向能让季节风畅通。钻机设备及井场布置见图6—27。(3)测井车等辅助设备和机动车辆，应尽量远离井口，至少在25mm以外。(4)井场值班室、工作室、钻井液室等应设置在井场季节风的上风方向。(5)在季节风上风方向较远处专门设置消防器材室，配备足够的防毒面具和配套供氧呼吸设备。供氧呼吸设备在空气中含任何浓度H2S下，能给钻井人员以保护，当氧气不足时还能发出警告信号。所有防护器具应放在使用方便、清洁卫生的地方，并定期检查以保证这些器具处于良好的备用状态，同时作好记录。(6)在井架上、井场季节风AH处、消防器材室等地应设置风向标。一旦发生紧急情况(如H2S浓度超过安全临界浓度)，钻井人员可向上风方向疏散。(7)在钻台上、下和振动筛等H2S易聚积的地方，应安装排风扇，以驱散工作场所弥漫的硫化氢。(8)进入气层前50m应将二层台设置的防风护套和其它类似围布拆除。(9)井场所有用电线路、设备、照明器具和铺设和安装应符合SY5225—87中2．2“井场及钻井设施”和3．2“井场装置”的规定。(10)确保通讯系统畅通。1．3H2S的监测(1)在井场H2S容易积聚的地方，特别是方井、循环池、振动筛附近和钻台等常有井队人员的地方，应安装1lS监测仪及音响报警系统，且能同时开启使用。(2)当空中H2S含量超过安全临界浓度时，监测仪能自动报警，其音响应使井场工作人员听到。二层台应装设音响报警器。(3)含硫地区的井队，井场工作人员必须配备便携式H：S监测器。(4)蝎S监测仪器应进行周检和强检。(5)钻人气层时应加强对钻井液中H,S的测定。(6)在新构造上钻第一口探井时，应采取相应的H2S监测和预防措施。1．4井控设备的安装和材质1．4．1安装(1)根据地层和压力梯度配备相应压力等级的防喷器组合及井控管汇等设备，并按要求进行安装、固定和试压。(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。(3)放喷管线应装两条，其夹角为90‘，并接出井场100m以外(图6—27)，若风向改变时，至少有一条能安全使用。(4)压井管线至少有一条在季节风的上风方向，以便必要时放置其它设备(如压裂车等)作压井用。(5)井控设备(和管线)在安装、使用前应进行无损探伤。(6)井控设备(和管线)及其配件在储运过程中，需要采取措施避免碰撞和被敲打；应注明钢级、严格分类保管并带有产品合格证和说明书。1．4．2材质(1)钢材钢的屈服极限不大于655MPa，硬度最大为HRC22。若需使用屈服极限和硬度比上述要求高的钢材，必须经适当的热处理(如调质、固溶处理等)，并在含H2S介质的环境中试验，证实其具有抗H2S应力腐蚀开裂的性能后，方可采用。(2)非金属材料。凡密封件选用的非金属材料，应具有在H2S环境中能长期使用而不失效的性能。1．5含硫油气田钻井设计的特殊要求(1)在含硫地区的钻井设计中，应注明含硫地层及其深度和预计含量。(2)若预计H2S压力大于0．21kPa时，必须使用抗硫套管、钻杆等其它管材。(3)当井下温度高于93℃时，套管和钻铤可不考虑抗硫性能。(4)高压含硫地区可采用厚壁钻杆。(5)设计钻开含硫地层的钻井液密度，其安全附加密度在规定的油井标准O．05～0．10g／cm3、气井标准0．07～0．15g／cra3上选用上限值。(6)井队必须有足量的高密度钻井液(超过钻进用钻井液密度0．1g／cm3以上)和加重材料储备。高密度钻井液的储存量一般是井筒容积的1-2倍。(7)在钻开含硫地层后，要求钻井液的pH值始终控制在9．5以上，并选用相适应的加重材料。若采用铝制钻具时，pH值不得超过10．5。(8)严格限制在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H2S中的浸泡时间。(9)必须对井场周围2km以内的居民住宅、学校、厂矿等进行勘测，并在设计书上标明位置。在有H2S溢出井口的危险情况下，应通知上述单位人员迅速撤离。1．6含硫油气田钻井的安全操作(1)必须制定一个完整的对井队进行救援的计划，在进入气层前应和医院、消防部门取得联系。(2)在即将钻人含硫地层时，应对钻井队进行一次防H2S的安全培训，并向当班的各岗位人员发出警告信号。(3)在高含硫地区即将钻进油气层中时，以及发生井涌、井喷后，应有医生、救护车、技安人员在井场值班。(4)严格按设计钻井液密度配制钻井液。未经批准，不得修改设计钻井液密度。经随钻压力监测发现地层压力异常时，应及时调整钻井液密度以保持井内压力平衡。(5)做到及时发现溢流显示，迅速控制井口，并尽快调整钻井液密度压井。(6)利用钻井液除气器和除硫剂，将钻井液中H2S的含量控制在75mg／L以下，并随时对钻井液的pH值进行监测。(7)在油气层和油气层以上起钻时，前十根立柱起钻速度应控制在0．5m／s以内。(8)在油气层和钻过油气层进行下钻作业时，必须进行短程起下钻。(9)在含硫地层取心起钻，当取心工具离地面还有五柱时，钻台作业人员戴上防毒面具，直到取出岩心筒。(10)钢材，尤其是钻杆，其使用拉应力需控制在屈服极限的60％以下。(11)在油气层钻进时，若在井场动用电、气焊，必须采取绝对安全的防火措施，并按规定程序报批执行。(12)当在H2S含量超过安全临界浓度的污染区进行必要的作业时，必须配带防护器具，且至少有两人同在一起工作，以便相互救护。(13)井队在现有条件下不能实施井控作业而决定放喷点火时，点火人员应配带防护器具，并在上风方向，离火口距离不得少于10m，用点火枪远程射击。(14)控制住井喷后，应对井场各个岗位和可能积聚H-,S的地方进行浓度检测。只有在安全临界浓度以下时，人员方能进入。1．7H2S防护演习为了使在井场上的所有作业人员都能高效地应付H2S紧急情况，应当每天进行一次H2S防护演习。若所有人员的演习都令人满意了，该防护演习可放宽到每星期一次。当H2S报警器发出警报时，应采取下列步骤：(1)所有必要人员都要戴上呼吸器，井队的健康、安全与环境监督应检查管道空气系统上的呼吸空气供应阀，作业人员应按应急计划采取必要的措施。(2)平台上的鼓风机工况良好，并且所有明火都应熄灭。(3)保证至少两人在一起工作，防止任何人单独出入H：S污染区。(4)如果有不必要的人员在井场，他们须戴上呼吸器离开现场。(5)封锁井场大门，并派人巡逻。在大门口插上红旗，警告钻机附近有极度危险。(6)发出H2S情况解除信号后，井队的健康、安全与环境监督应做到：a．检查呼吸器、空气软管等，并判断可能出现的故障，进行必要的整改；b．给自持式呼吸器充气，以供下次使用；检查有无故障或损坏，必要时进行整改，每个自持式呼吸器要存放在方便、卫生的地方；c．检查H2S传感和检测设备、发现故障及时整改；d．用手提式检查仪检测低洼区、空气不通区，以及钻机周围有无晒S聚集；e．汇报各种H,S检测设备、防护设备等有无破损情况。(7)1-12S防护演习应记录在值班日志上，记录内容应包括：a．日期；b．培训；c．钻井深度；d．完钻所需时间；e．天气情况；f，参加练习的队员名单；g．在钻台或安全汇报点活动的简单描述；h．在演习过程中应注明队员的不规范操作或设备的故障，在日常钻井报告上也应注明每次H，S的防护演习情况。(8)演习后，对通知当地政府和警告井场附近的居民撤离现场的H2S应急计划进行讨论。1．8疏散一旦听到H：S报警器的声音，HSE监督将对情况作出评价，并决定将采取的行动。(1)一旦收到HSE监督的疏散通知，所有不必要的人员应迅速离开井场。(2)只要认为井场没有别的事情可做，则所有必要人员应转移到安全区域并疏散。(3)HSE监督必须通知紧急情况管理部门，必要时，应协助危险区域的居民疏散。(4)为保持井场安全，未经许可，无关人员不得进入井场。1．9H2S中毒的早期抢救与护理1．9．1HzS中毒的早期抢救(1)进入毒气区抢救伤员，必须先带上防毒面具。(2)迅速将中毒者从毒气区抬到通风且空气新鲜的上风地区。(3)如果中毒者已停止呼吸和心跳，应立即实施人工呼吸和胸外心脏按压，直至呼吸和心跳恢复正常，亦可使用呼吸器进行抢救。(4)如中毒者没有停止呼吸，应绝对保持中毒者处于放松状态，并给予输氧。随时保持中毒者的体温，不能乱抬乱背，应将中毒者放于平坦干燥的地方就地抢救。1．9．2一般护理知识(1)当呼吸和心跳恢复后，可给中毒者饮些兴奋性饮料和浓茶、咖啡，并专人护理。(2)如眼睛轻度损害，可用干净水清洗或冷敷。(3)那怕轻微中毒，也要休息几天，不得再度受晒S的伤害。因为被1lS伤害过的人，对H2S的抵抗力变得更低了。1．9．3人工呼吸(胸外心脏按压法及口对口吹气法)1．9．3．1胸外心脏挤压法当中毒者心脏与呼吸停止时，可用此法进行人工呼吸，若与口对口吹气法同时进行效果更好，操作方法如下：(1)将伤员抬到空气流通地方(注意防止受凉)，解开有碍呼吸的领扣、腰带，平放仰卧在有衣物垫的硬板上，拉开患者下颌，使口腔张开，以利呼吸。(2)救护者跨跪在患者的腰部，正确找准挤压点，两手相迭，手掌根部放在心口窝稍高一点的地方，即掌根放在胸骨底下X部位。(3)掌根用力向下(脊背方向)挤压，压出心脏内血液，每秒一次，压陷3～5cm，用力应均匀。(4)挤压后掌根很快放松，使伤员胸廊自动复原，血又充满心脏。如此反复挤压、放松，用力应适当，既有效挤压，又应避免内伤。1．9．3．2口对9吹气法(1)让中毒者仰卧，解开领口和腰带，将患者头部转向一边，清除患者口中粘痰、假牙、泥沙等异物。(2)将患者下腭用力向前张开，使之呼吸道畅通。(3)抬起下颁用一只手捏住患者鼻子，口对患者的嘴做深呼吸，吸出患者体内废气。(4)当吹气人患者体内时，看到患者胸部鼓起，证明呼吸道无阻塞。(5)吹足气后，将嘴移开，让其呼出体内的气，每3秒均匀吹一次。重复(3)一(5)动作，直至患者能自由呼吸为止。对严重旺S中毒者，在抢救过程中，上述两法最好同步进行抢救。一旦患者自由呼吸或确认患者已死，方可停止进行。1．10H2S防护技术培训钻井人员必须进行H2S防护技术培训，取得培训合格证书者，才允许在含硫地区从事钻井作业，培训内容如下：(1)了解H2S的物理化学性质和对设备、人体带来的危害，以及钻遇H2S可能产生的严重后果。a．H2S的物理化学性质：是一种无色、剧毒、强酸性气体。低浓度的H2S气体有臭蛋味。其相对密度为1．176，较空气重。H2S燃点250℃，燃烧时呈蓝色火焰，产生有毒的二氧化硫。H2S与空气混合，浓度达4.3％～46％时就形成一种爆炸混合物。b．H2S对人体的危害：H2S的毒性较一氧化碳大5～6倍，几乎与氰化氢同样剧毒。不同浓度的H2S对人体的危害不同，具体见表6—15。c．H2S对金属材料的腐蚀：H2S溶于水形成弱酸，对金属的腐蚀形式有电化学失重腐蚀、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。d．H2S能加速非金属材料的老化：在地面设备、井口装置、井下工具中有橡胶、浸油石墨、石棉等非金属材料制作的密封件，它们在H25环境中使用一定时间后，