硫化氫的防護和處理目錄第一單元 硫化氫氣體的危害1第二單元 含硫化氫氣體井的井場布置及要求5第三單元 懷疑有硫化氫時應采取的措施6第四單元 鉆井過程中硫化氫氣體的處理10第五單元 含硫化氫地區作業的應急預案11第六單元 硫化氫的腐蝕特征和影響因素13第七單元 硫化氫中毒途徑及現場急救14第八單元 空氣呼吸器和硫化氫檢測器20第一單元 硫化氫氣體的危害一、概述由于人類對石油、天然氣及地熱能源的需要，要鉆探高壓深井，在這類鉆井中就可能鉆遇含有硫化氫的地層。目前，我國已開發的油田不同程度地含有硫化氫氣體，甚至有的油田含量極高。如四川石油管理局含硫化氫氣田約占已開發氣田的 78.6，其中臥龍河氣田含硫化氫高達10（體積比），華北油田晉縣趙蘭莊硫化氫氣田硫化氫含量高達92。在油田生產中可能遇到硫化氫的有鉆井、修井、采油、注水、集輸、原油處理、運輸及儲運等工藝過程。硫化氫是僅次于氰化物的劇毒物，是易致人死亡的有毒氣體。一旦硫化氫含量超標油氣井發生井噴失控，將導致災難性的悲劇。如華北油田的趙48井，試油起電纜，誘發井噴失控，硫化氫氣體大量噴出，當場6人死亡，數人中毒，造成20余萬人的大逃亡。四川的墊25井井噴失控，硫化氫氣體迫使方圓數千米內的百姓棄家逃難；硫化氫氣體不僅嚴重威脅著人們的生命安全，而且還會造成嚴重的環境污染，同時，它對金屬設備、工具也將造成嚴重的腐蝕破壞。天然氣中硫化氫氣體是客觀存在的，只要掌握了它的特性，有一套完善的硫化氫防護措施和管理制度，不僅可以實現優質安全鉆井生產，而且還可以通過一套回收裝置，為其他工業提供工業原料。因此，為確保人員的絕對安全，杜絕硫化氫中毒事故的發生，我們必須了解硫化氫氣體的來源和危害，掌握硫化氫氣體的預防及處理知識。二、硫化氫的物理化學性質據加拿大節能局的統計，在19761989年的14年中加拿大有30名工人死于硫化氫中毒。如果了解了這種氣體的性質，也許可以防止此類事故的發生。為了準確地檢測硫化氫的位置，你首先要了解這種氣體的物理化學性質，只有了解了硫化氫的性質，才能避免因直接與這種氣體接觸受到傷害。所有的氣體通常都是從以下7個主要方面描述的：顏色、氣味、蜜度。燃堡囫晚邀度j懈度（在水中）、沸點。硫化氫也不例外，通過上述幾方面內容的學習，我們可以全面準確地了解硫化氫。（1）顏色：硫化氫是無色、劇毒、酸性氣體，人的肉眼看不見。這就意味著你用眼睛是無法判斷是否存在。因此，這種氣體就變得更加危險。（2）氣味：硫化氫有一種特殊的令人討厭的臭雞蛋味，即使是低濃度的硫化氫，也可以損傷你的嗅覺。因此，用鼻子來檢測這種氣體會致命。（3）密度：硫化氫是一種比空氣密度大的氣體，其相對密度為1.176。因此它存在于地勢低的地方，像地坑、地下室、大容器里。如果你發現處在被告知有硫化氫的地方，那么你就應立刻采取自我保護措施。只要有可能，都要在上風向、地勢較高的地方工作。 （4）爆炸極限：當硫化氫氣體以適當的比例（4.3%46%）與空氣或氧氣混合，就會爆炸，造成另一種令人恐懼的危險。（5）可燃性：硫化氫易燃，燃燒時發出藍色火焰，并產生有毒的二氧化硫氣體，二氧化硫氣體會損傷人的眼睛和肺。（6）可溶性：硫化氫能在液體中溶解，這就意味著它能存在于某些存放液體（包括水、油、乳液和污水）的容器中。硫化氫的溶解度與溫度、氣壓有關。只要條件適當，輕輕地振動含有硫化氫的液體，可使硫化氫氣體揮發到大氣中。（7）沸點：液態硫化氫的沸點很低，因此我們通常看到的是氣態的硫化氫。小結：硫化氫的七種物理化學性質，使我們對這種氣體有了大致的了解。以上的知識，你可以知道硫化氫氣體的性質，避免硫化氫氣體中毒。三、硫化氫的來源明確硫化氫的物理性質和化學性質，有助于發現硫化氫的存在場所，而確切了解硫化氫在石油工業區特殊場所的具體位置，則是更有用的。硫化氫不僅僅存在于石油工業中，在許多工作場所，人們都能發現硫化氫。它存在于有碳氫化合物和硫化氫的任何地方。油氣田和油罐車含有大量的硫化氫，除了這些地方，在各式各樣的有機質中也有硫化氫，包括一些人們意想不到的地方，例如：船艙、礦坑、制漿廠、沼澤地、下水道等地方。硫化氫是有機質腐爛后的自燃產物。石油工業中有許多特殊場所有硫化氫氣體，能產生硫化氫氣的地方主要有：鉆井、修井、生產采油和煉廠。1鉆井對于油氣井中硫化氫的來源可歸結于以下幾個方面：（1）熱作用于油層時，石油中的有機硫化物分解，產生出硫化氫。一般地講，硫化氫含量隨地層埋深增加而增大。如井深 2600m，硫化氫含量在 0l05之間，而井深超過2600m或更深，則硫化氫將超過 223，地層溫度超過250，熱化學作用將加劇而產生大量硫化氫。（2）石油中的烴類和有機質通過儲集層中水的硫酸鹽的高溫還原作用而產生硫化氫。（3）通過裂縫等通道，下部地層中硫酸鹽層的硫化氫上竄而來。（4）某些鉆井液處理劑在高溫熱分解作用下，產生硫化氫。2修井在修井時循環罐和油罐是硫化氫的主要來源。循環罐、油罐和儲漿罐周圍有H2S氣體，這是由于修井時循環、自噴或抽吸井內的液體進入罐中造成的。硫化氫可以以氣態的形式存在，也可存在于井內的鉆井液中。注意：井內液體中的硫化氫可以由于液體的循環、自噴、抽吸或清洗油罐釋放出來。打開油罐的頂蓋、計量孔蓋和封閉油罐的通風管，都可能有H2S向外釋放，在井口、壓井液、放噴管、循環泵、管線中也可能有H2S氣體。3采油在采油作業中有9處極易與硫化氫氣體接觸的場所，其中有6處與實際操作直接有關。（1）水、油或乳劑的儲藏罐。（2）用來分離油和水、乳化劑和水的分離器。（3）空氣干燥器。（4）輸送裝置、集油罐及其管道系統。（5）用來燃燒酸性氣體的放空池和放空管匯。（6）提高石油回收率也可能會產生硫化氫。另有三處來源途徑與設備所在地有關。（1）裝載場所。油罐車一連數小時的裝油，裝卸管線時管理不嚴，司機沒有經過專門培訓，而引起硫化氫氣體泄漏。（2）計量站調整或維修儀表。（3）氣體輸入管線系統之前，用來提高空氣壓力的空氣壓縮機。4 .煉廠煉廠里釋放硫化氫的途徑歸為七種：密封件、連接件、法蘭、處理裝置（包括冷凝裝置）用P泄系統、取樣凡爾以及其他破裂部位。處理裝置是一種相當危險的地方。進入處理裝置去清洗處理塔、清除污垢或進行其他維修作業，都可能有硫化氫中毒的危險。也許仍有硫化氫殘留在處理裝置中，或呈液態留在底板上，或在容器的外殼上，或在罐體內壁的銹皮中。對容器中液體的輕微振動或擦洗容器壁上的積垢都會使硫化氫擴散。四、職業性安全暴羹極限，毒氣的強度等級硫化氫是一種有毒氣體，與它接觸可以使人從極微弱的不舒適到死亡。在這一課里，你將學到三種職業性直接暴露的安全極限，這些規定已經被用來保護工人的生命安全。你也將學習不同濃度（體積分數）的硫化氫氣體所造成的不同毒性影響，以及它的度量標準和自身應急的方法。職業性安全暴露極限的規定可以指導人們，為人們提供在有毒氣的工作場所中，可允許的暴露程度。硫化氫氣體的職業性直接暴露的安全規定如下：（1）10 ppm（x 10-6）限時加權平均值是日工作8小時的暴露安全極限。倘若不超過15 ppm（x 10-6）與 20 ppm（x 10-6）的安全暴露工作極限，工人們可以在限時加權平均值為10 PPP（x 10-6）的硫業氫氣體中暴露工作 8小時。（2）15 ppm（x 10-6）為短期暴露限制，日工作8小時內不能超過4次接觸，每次接觸不超過 15 min，每次間隔時間不少于60 min。（3）20 PPP（x 10-6）是最大暴露限制，沒有人能在 20 PPP（x 10-6）的硫化氫體中停留，在19 ppm（x 10-6）的硫化氫氣體中人們可停留很短的時間，并且必須按照職業性直接暴露的安全限制去做。下列是不同濃度（體積分數）的硫化氫氣體的毒性等級及其對人體的影響：lppm（x 10-6） 有明顯難聞的氣味10 ppm（x 10-6）暴露工作 8小時尚安全20 ppm（x 10-6） 暴露工作的最高限度100 ppm（x 10-6） 25 min內喪失嗅覺，咽喉腫痛、頭痛、惡心200 ppm（x 10-6）迅速失去知覺，眼痛、喉嚨痛500 ppm（x 10-6） 失去理智和平衡能力，215 min，呼吸困難必須做人工呼吸700 ppm（x 10-6） 立刻神志不清，大、小便失控，如不馬上搶救就會導致死亡1000 ppm（x 10-6） 知覺立刻喪失，如不立即搶救就會導致死亡或造成大腦的永久性損傷五、硫化氫對人體的危害硫化氫的毒性，幾乎與氰化氫同樣劇毒，較一氧化碳的毒性大56倍。一個人對硫化氫的敏感性隨其與硫化氫接觸次數的增加而減弱，第二次接觸就比第一次危險，依次類推。硫化氫被吸入人體。首先刺激呼吸道，使嗅覺鈍化、咳嗽，嚴重時將其灼傷。其次，刺激神經系統，導致頭暈，喪失平衡，呼吸困難，心跳加速，嚴重時，心臟缺氧而死亡。硫化氫進入人體，將與血液中的溶解氧產生化學反應。當硫化氫質量濃度極低時，將被氧化，對人體威脅不大，而質量濃度較高時，將奪去血液中的氧，使人體器官缺氧而中毒，甚至死亡。六、硫化氫對全屬材料的腐蝕 硫化氫溶與水形成弱酸，對金屬的腐蝕形成有電化學失重腐蝕、氫脆和硫化物應力腐蝕開裂，以后兩者為主，一般統稱為氫脆破壞。氫脆破壞往往造成井下管柱的突然段落、地面管匯和儀表的爆破、井口裝置的破壞，甚至發生嚴重的井噴失控或火災。七、硫化氫能加速非金屬材料的老化在地面設備、井口裝置、井下工具中，都有橡膠、浸油石墨、石棉繩等非金屬材料制作的。封件。它們在硫化氫環境中使用一定時間后，橡膠會產生鼓泡脹大，失去彈性；浸油石墨及6棉繩上的油被溶解而導致密封件的失效。八、硫化氫對鉆并液的污染j硫化氫主要是對水基鉆井液具有較大的污染，它會使鉆井液性能發生很大變化，如密度7降，PH值下降，粘度上升，以至形成不動的凍膠，顏色變為瓦灰色、墨色和墨綠色。 第二單元 含硫化氫氣體井的井場布置及要求由于硫化氫具有特殊的毒性，在鉆井過程中直接關系到人員和設備的安全，所以井場設備擺放正確與否，對安全鉆井的影響非常大。一、周圍邊界不受制約的井場邊界不受制約的井場，多是在陸地上。在進行鉆前工程前應從當地氣象資料中了解當3盛行風的方向。井場及鉆機設備的安放位置，應與盛行風的風向一致。井場周圍要空曠。勵在前后或左右方向能讓盛行風通過，并吹過鉆機設備。鉆機設備及井場布置見圖21。圖21 鉆機設備及井場布置示意圖這樣布局，鉆機的相對位置、地形和主風向取得一致，可以得到最大的安全效益。同時，施工過程中應注意以下幾點：（1）井場入口處要有防護設計，以便一旦發生硫化氫緊急情況時使用。井場要有一條輔助的安全通道以便遇到風向轉變，造成災禍時通行，井場所有入口處都要安裝適當的報警信號和旗幟。（2）井場所有設備的安放必須留有空間。鉆臺下井口裝置周圍禁止堆放雜物以便空氣流通，避免硫化氫在方井及其周圍積聚。在井架頂端、井場盛行風入口、防護室及井場入口等地應設置風向標。全體人員必須自覺地注意觀察風向，要養成在緊急情況下（如硫化氫含量超過10 ppm（ 106），鉆井人員向上風向疏散。（3）氣測車等輔助設備和機動車輛，應盡量遠離井口，至少在25米以外。井場值班室、工程室、地質室和鉆井液室等，應設置在井場盛行風的上風向。在上風向較遠處專門設置活動拖車式防護室。防護室要配備足夠的防毒面具、急救箱、擔架、氧氣袋和供氧呼吸設備。供氧呼吸設備能在空氣中含任何濃度硫化氫情況下，給鉆井工人以保護，當氧氣不足時還能發出警告宿號。所有防護器具應放在使用方便、清潔衛生的地方，并有專人定期檢查以保證這些器具處于良好的備用狀態，同時做好記錄。（4）在無風和微風的時候，應當用大的鼓風機或排風扇對一定風向吹風。在鉆臺上下、井降周圍、振動篩或其他硫化氫容易積聚、需要驅散的地方，都要考慮安裝這種鼓風機。（5）進入氣層前50米應將二層臺、鉆臺周圍設置的防風護套和其他圍布拆除。（6）發電機必須與井眼保持一段有效距離，這樣可以保證正常使用，否則遇到緊急情況，盯得不停止運轉。所有用電線路、裝置和照明應符合有關安全規定的要求。井場夜間必須有足夠的探照燈。（7）井場周圍的要害地方，要設立“不準吸煙”的標志牌。井眼、鉆臺和鉆井液池附近，都r準吸煙。（8）確保通訊24小時暢通，尤其是與上級調度的聯系不能中斷。在鉆入氣層前和醫院。回防部門取得聯系。（9）在井場硫化氫容易積聚的地方，特別是方井、鉆井液池、振動篩附近和鉆臺等常有井隊人員的地方，應安裝數臺硫化氫監測儀及音響報警器。鉆臺人員必須配備便攜式硫化氫監測器。（10）開鉆前應繪制一張包括距井口 2千米范圍內所有建筑物的地圖，在地圖上標明每幢建筑內通常有多少人，并列出他們的姓名。待開鉆后，還應與他們聯系，說明本地區的危險性以及出現緊急情況時必須搬家。二、周圍邊界受制約的并場井場周圍邊界受制約，往往是在沼澤地帶、海洋、市區或山區。在這種情況下，由于地理條件的限制，對井場布局除了周邊不受制約的井場外另作如下要求：（1）井場入口處必須有防護設計，以應付硫化氫緊急事故的發生。要有輔助的安全通道，以便遇到風向轉變造成災禍時通行。（2）防護室要與井眼有一定距離，應設在盛行風的上風方向。在海洋上，鉆井船的首尾部都要設立防護室。（3）報警信號、報警標志、風向標和風速儀等，要設在井架上、山頂上、桅桿上、鉆井平臺上等各個地點的人員都能看到的地方。（4）在很多情況下，振動篩、鉆井液池和鉆井液錄井車都是長期安放在井口旁的，這里一定要有警告標志，而且在布局時要有值班人員脫離危險的通道。在這個地方增設鼓風機也能減少危害。（5）危險區通風設備的動力應符合防暴要求。第三單元 懷疑有硫化氫時應采取的措施鉆探含有硫化氫存在的地層，不僅涉及人員生命安全，同時對保護環境，防止污染，減少設備和鉆具的腐蝕，都有著十分重要的意義。因此在懷疑有硫化氫存在的地層鉆探時應采取一定的安全措施，做到防患于未然。一、合理的鉆井設計當所鉆地層懷疑有硫化氫氣體存在時，在進行鉆井設計時就應該認真對待。合理的鉆井設計是安全、經濟鉆穿含硫化氫氣體地層的前提，所以在鉆井設計時應注意以下幾點：（1）在設計中應注明含硫化氫地層及其深度和估計含量，以提醒施工人員注意。（2）設計井身結構時，除正常鉆井應考慮的因素外，還應考慮在較大的過平衡下鉆進時，溢流關井和壓井施工時，裸眼地層能承受較大的井底壓力。（3）鉆開含硫化氫地層，設計的鉆井液密度應有較大的安全附加壓力當量值，以阻止硫化氫進入井筒。（4）井隊必須有足量的重鉆井液（密度超過正常鉆井液0.1gcm3以上）和加重材料儲備。重鉆井液的儲存量一般是井筒容積的12倍。（5）在鉆進含硫化氫地層后，要求鉆井液的pH值始終控制在9.5以上。（6）必須對井場周圍的居民住宅、學校、廠礦等進行勘測，并在設計上標明位置。在有硫化氫溢出井口的危險情況下，應通知上述單位人員迅速撤離。（7）必須制定一個完整的、后勤人員對井隊進行救援的計劃。二井控裝置的配備1、井控裝置的配備含硫化氫油氣田，井控裝置應包括以下6個部分：（1）以液壓防噴器為主體的鉆井井口裝置（包括四通、套管頭、過度法蘭等）。（2）以節流管匯為主的井控管匯（包括放噴管線、注水管線和滅火管線）。（3）鉆具內防噴工具（包括鉆具回壓閥，方鉆桿上、下旋塞閥等）。（4）以監測和預報地層壓力為主的井控儀器、儀表。（5）鉆井液凈化、鉆井液加重、起下鉆灌鉆井液設備。（6）適于特殊作業和并噴失控后處理事故的專用設備和工具（包括自封頭、不壓井起下鉆裝置、滅火設備等）。（7）井控裝置、管材及其配件必須具有良好的抗硫化氫性能。2井控裝置的安裝要求（1）根據地層的壓力梯度，按有關標準配備相應等級的防噴器組合及井控管匯等設備，其安裝固定、試壓應符合有關規定的要求。（2）鉆井井口和套管的連接，每條防噴管線的高壓區都不允許焊接，因為焊接時產生的內應力對硫化氫應力腐蝕尤其敏感。（3）放噴管線應裝兩條，其夾角為900，并接出井場100米遠，以保證風向改變時，至少有一條能安全使用。（4）壓井管線至少有一條在盛行風的上風方向，以便必要時放置其他設備。（5）井控裝置和管材在使用前應進行無損探傷，不允許有微小裂紋存在。三、合理選擇管材（1）鋼材。由于鋼材的強度越大，對硫化物應力腐蝕開裂越敏感。因而要求鋼的屈服極限不得大于655MPa，硬度最大為HRC22。若鋼材經調質處理，其屈服極限和硬度可以比上述規格略高。（2）非金屬材料。凡密封件選用的非金屬材料，應具有在硫化氫環境中能長期使用而不失效的性能。（3）硫化物應力腐蝕開裂主要是在鋼材受拉力時產生，并隨拉應力的增大，硫化物應力腐蝕開裂的時間縮短，因而其使用拉應力應盡量控制在鋼材屈服極限的60以下。（4）由于厚壁鉆桿可以降低內應力，延長其使用壽命，因而，在高壓含硫地區可采用厚壁鉆桿。四、工作人員的準備（1）每個工作人員應經過專門的培訓，明確硫化氫的特性及其危害。明確硫化氫存在的地區應采取的安全措施以及推薦的急救程序（見附錄）。（2）對井隊工作人員進行現有防護設備的使用訓練和防硫化氫演習。（3）在進入被懷疑有硫化氫存在的地區前，應先進行試驗，以確定其是否存在及其體積濃度。（4）當你正準備在一個被告知有硫化氫存在的環境中工作時，你必須對危險情況有全面的思想準備。你可以提前準備一個對付緊急情況、幫你及時逃生的策略。（5）井隊工人應相互關注。可能的話，應兩人結對工作，以互相照應。（6）所有工作人員應明確自身應急措施，如果發生硫化氫泄漏，必須：離開此地。打開警報器。戴上防毒面具。搶救受害者。使中毒者蘇醒。爭取醫療救援。（7）沒有戴上合適防毒面具的人，切記不要進入硫化氫可能積聚的封閉地區。而且，只Z離開安全區超過一胳膊遠的距離，就應戴上有救生繩的安全帶。而救生繩的另一端由安全的人抓著，以便發生意外時，將他拉出危險區。（8）應為在可能存在硫化氫地區內工作的工人身邊準備一些防護設施。（9）耳鼓膜穿孔的人不能戴上防毒面具在含硫化氫氣體的環境里工作，因為硫化氫可從鼓膜穿孔處進入其肺部。故對井隊工作人員進行體格檢查時應檢查其鰲膨團騾迅。（10）在鉆井液錄井過程中若發現硫化氫顯示時，應及時向鉆井監督報告。如果硫化氫。積濃度超標，應及時通知守護船停靠在上風方向待命。（11）在含硫化氫地層取心，當取心筒起出地面之前1020個立柱時，以及從巖心筒取巖心時，操作人員要戴好空氣呼吸器。運送含硫化氫的巖心時應密封好，并寫明巖心含硫化字樣。（12）鉆遇含硫化氫地層后，起鉆要使用鉆桿刮泥器，必要時工作人員要佩帶空氣呼吸器五、H2S防護演習為了訓練所有隊員在現場能高效地完成指定的緊急任務，應每天進行一次H2S防護習。一旦所有隊員的練習令人滿意，那么防護練習可每星期進行一次。當H2S報警器響時，應采取下列步驟：（1）所有必要人員都應戴上呼吸器，派特定人員檢查管道空氣系統上的呼吸空氣供應閥鉆井工人應按緊急計劃所指示的那樣采取必要的措施。（2）驅蟲式鼓風機應具有可操作性，并且所有明火都應熄滅。（3）利用互助系統，并按監督的指示進行工作。（4）如果有不必要的人員在井場，他們必須戴上呼吸器并離開現場，等待更進一步的（5）關掉井場入口處的大門，并派人巡邏。要把紅旗懸掛在大門上，它標志著鉆機附近度危險。（6）演習結束，則開始實施下列步驟：負責人將檢查呼吸壓縮機、串聯器、空氣管道，以判斷可能出現的任何毛病，并進行要的整改。給自持式呼吸器充氣以供下次使用，并檢查損壞、故障處。每個自持式呼吸器要合地存放起來。檢查軟管線的出口裝置是否損壞，故障部分要整改。H2S負責人要檢查由HZS傳感和檢測設備可能帶來的任何問題。手提式檢查儀器將用來檢查低洼區、空氣不流通區以及鉆機周圍地區有無H2S聚集。對全部防H2S設備檢查發現的問題都必須上報。（7）H2S條件下的工作情況要記錄到鉆井日報表中，內容應包括：日期；人員培訓情況；鉆井深度；持續的時間；氣象狀況；井場主要人員姓名；鉆臺上及安全區域內的活動情況；不完善的人員情況及設備；以后在H2S條件下工作所應注意的事項。（8）出現H2S情況后，應把H2S情況報告給地區負責人，并且對同一地區需要做好疏散準備的單位做出計劃安排。六、石油作業中防硫化氫設備配備標準（1）陸地鉆井。鉆井過程中，宜使用供氣系統，作業人員使用帶快速接頭的正壓式空氣呼吸器；配備正壓式空氣呼吸器及與空氣呼吸器氣瓶壓力相應的空氣壓縮機，呼吸器和壓縮機應有專人管理。鉆井隊應配備10套正壓式空氣呼吸器。井場應配備空氣鋼瓶（40L，15MPa），以作快速充氣用。鉆井現場在井口、鉆井液出口、除氣器口及其他硫化氫容易逸出部位應設置固定式多點硫化氫監測儀和4臺便攜式硫化氫監測儀。（2）海洋鉆井。在鉆井船或鉆井平臺上，一般應配備1520套空氣呼吸器。同時作業者也應為守護船提供適量的空氣呼吸器。在鉆井船或鉆井平臺應配備空氣鋼瓶（401，15MPa），以作快速充氣用。固定式探頭至少應安裝在喇叭口附近，鉆臺上、鉆井液池附近（鉆井液艙）。生活區、發電及配電房的抽風口處也應安裝。空氣呼吸器的存放位置為：平臺經理室45套；鉆井隊長室l2套；鉆井監督室1一2套；鉆臺56套；鉆井液池附近（鉆井液艙）2套；氣測房23套。便攜式硫化氫探測儀，探測濃度（體積分數）范圍 020 ppm（x 10-6和 0100ppm（10-6）各一套放在鉆井監督室或鉆臺上。醫務室應配有處理硫化氫中毒的醫療用品。復蘇器和氧氣瓶。（3）試油過程。試油過程中，應配備正壓式空氣呼吸器及與空氣呼吸器氣瓶壓力相應的空氣壓縮機。試油隊應配備6套正壓式空氣呼吸器，井場應配備空氣鋼瓶（40L，15MPa），以作快速充氣用。試油現場在井口、循環罐、油罐和儲漿罐區應設置固定式多點硫化氫監測儀。（4）集輸站。集輸站應配備正壓式空氣呼吸器及與空氣呼吸器氣瓶壓力相應的空氣壓縮機，正壓式空氣呼吸器配備數量應與當班人數相等，呼吸器和壓縮機應有專人管理。作業人員進入油氣進站區、低凹區、污水區及其硫化氫易于積聚的區域時，應佩戴正壓式空氣呼吸器。集氣站宜設置供氣系統及帶快速接頭的防毒面罩。集輸站應在硫化氫易于積聚的區域設置固定式多點硫化氫監測儀和報警設備。（5）天然氣凈化廠。作業人員進入天然氣凈化廠的脫硫、再生、硫回收、排污防空區域時，應配戴正壓式空氣呼吸器。天然氣凈化廠應配備正壓式空氣呼吸器及與空氣呼吸器氣瓶壓力相應的空氣壓縮機，正壓式空氣呼吸器配備數量應與當班人數相等。天然氣凈化廠應在硫化氫易于積聚的區域設置固定式多點硫化氫監測儀和報警設備。七、硫化氫探測報警系統報警器裝置應設置在井場各個不同的區域，以便一旦遇到硫化氫時，井場員工可以采取行動。應讓在井場或井場附近工作的所有員工了解各種報警信號的不同含義。為了建立一個通用的硫化氫報警系統，聲響報警器應是一種能發出短而尖銳的吠聲的電動報警器，同時它與固定式硫化氫探測裝置相連接。黃色的燈光報警信號應是旋轉式或是閃爍式的。所有設置在危險區的報警裝置應恰當地分級。因在井場工作員工之間潛在的語言障礙和誤解的可能性，每一員工都要被培訓，使其適應工作環境，以便對聲光報警系統做出反應。負責者在戴上呼吸器后到達指定的位置或工作區，非負責者在聽到第一次警報時，應戴好他們的呼吸器，到達預先指定的集合地點。在海上鉆機和平臺設置的燈光報警信號應有別于平臺外的其他光源。以免與航行輔助器和其他光源相混淆。硫化氫的警報位置應可見和可聽到：（1）司鉆操作臺（聲響、燈光）。（2）動力間（聲響、燈光）。（3）鉆井液房（聲響）。（4）生活區（每一層的聲響）。（5）每個建筑層的中心區（聲響、燈光）。（6）控制間。第四單元 鉆井過程中硫化氫氣體的處理現場把鉆遇酸性氣層的幾個主要顯示概括為鉆井液密度下降，粘度升高，氣泡多；鉆進時發生蹩跳，鉆速快或放空，泵壓下降，鉆井液池液面升高，有間隙井涌，有硫化氫氣味，起鉆時鉆井液是滿的，下鉆時鉆井液不斷外流。在鉆井過程中對硫化氫污染的處理有以下幾種方法：一、壓差法鉆井過程中遇到硫化氫氣體的最好措施是有足夠的靜壓頭以防止硫化氫氣體進入井內，這樣處理最安全、最經濟。對于含硫產層，安全余量可增大到 015 gcm3，以較大的井底壓差阻止硫化氫氣體進入井內。在高含硫地區即將鉆入油氣層和在油氣層中鉆進時，要嚴格執行高壓油氣層井控技術措施和有關規定。做到及時發現溢流早期顯示，迅速控制井口。盡快調整鉆井液密度充分發揮鉆井液除氣器和除硫劑的功能，及時將隨巖屑進入井內的硫化氫從鉆井液中除去。保持鉆井液中硫化氫含量在50 gcm3以下。在含硫化氫氣層或經過含硫化氫氣層進行起下鉆作業時，必須搞短起下鉆，以監測井底壓力。二、使用油基鉆井液增大井底壓差雖然可以防止地層中的硫化氫氣體侵入井內，但是不能阻止隨破碎巖石的鉆屑、氣體產生重力置換和通過井壁濾餅向井內擴散的硫化氫氣體進入井內。硫化氫氣體與水混合時，腐蝕性極大，易在金屬表面產生點蝕及硫化氫應力腐蝕破裂和氫脆。在2500C以下，干燥的硫化氫幾乎無腐蝕，所以碰到這些氣體時，一般使用油基鉆井液。在硫化氫氣體進入井筒時，油基鉆井液將大量吸收這類氣體。因為在井底進入井內的氣體，不至于大到在井底壓力條件下達到飽和的程度，所以這些氣體將進入到油基鉆井液的液相溶液中，而不是形成自由氣泡。硫化氫氣體在井筒中上升至相當高度時，仍然溶解于洗井液中，直到壓力減小至相當低時，它們才從油基鉆井液中分離出來。這樣可以降低硫化氫對鉆桿、套管及下井工具的應力腐蝕和氫脆破壞。三、防硫化氫腐蝕的水基鉆并液處理方法（1）維持一定的pH值，加成膜防腐蝕劑。當鉆井液受硫化氫氣體污染時，維持pH值大于9才能得到保護。這是因為硫化氫與鉆井液中的苛性鈉起作用而形成堿性鹽即硫化鈉與水：H2S NaOHNaHSH2ONaHSNaOH=Na2SH20隨著pH值的增加，以硫化氫表示的含硫百分數將降低到一個很低的水平，當pH值為9時，可降至06。值得注意的是這種反應是可逆的，也就是當硫化氫用苛性鈉處理后，一部分硫化氫變成硫化鈉而溶于鉆井液的水里是無害的。加進去的苛性鈉越多就有更多的硫化氫變成硫化鈉。然而，如果苛性鈉是不連續地添加或者遇到了更多的硫化氫，硫化鈉就會從溶液里脫出成為危險的硫化氫氣體。如果pH值降低，越來越多的硫化氫將從溶液里脫出。當遇到了硫化氫，就得強制性地保持鉆井液的高PH值。成膜防腐蝕劑（例如扣特415）不能阻止硫化氫造成氫脆，但可延緩鉆桿損壞的時間。控制PH值和使用成膜防腐蝕劑兩種措施，既可單獨使用，也可聯合使用，盡管不是萬無一失，但都可有效地防止硫化氫的嚴重腐蝕。這兩種措施最好與硫化物清除劑結合使用。（2）海綿鐵。海綿鐵是一種人造的多孔的鐵的氧化物，與硫化氫的反應為：Fe3O46H2S=3FeS24H2O2H2海綿鐵一般用作預處理措施，以便減輕含大量硫化氫的鉆井液對鉆具和人員健康的威脅。海綿鐵無顯著磁性，不會吸附在鉆桿或套管上。（3）氧化鋅和碳酸鋅。這兩種物質都可以從溶液中沉淀硫化物。加鋅鹽處理鉆井液時要先做實驗，以免對鉆井液性能產生意外影響。（4）鉻酸鹽。為了消除淡水或咸水中硫化物的污染，可用鉻酸鈉或鉻酸鉀處理。鉻酸鹽能有效地消除硫化物污染，但低度的鉻酸根離子可造成點蝕，應該避免。鉻酸鹽也能影響鉆井液的流動性，只有在清液中用它來除硫化物才是比較安全的。（5）用堿式碳酸銅來沉淀硫化物，生成硫化銅。硫化銅具有惰性且是不溶解的硫化物。因此用堿式碳酸銅從鉆井液中除去硫化氫是最經濟、最有效的一種方法。（6）一種為人員安全應急的、處理硫化氫的方法是在出口管處加 35的過氧化氫，溶解的硫化物被氧化。H2O2H2S=2H2OS四、放噴點火鉆井液中脫出的硫化氫氣體盡可能集中排放。井隊在現有條件下不能實施井控作業，放噴點火必須指派專人慎重進行。當硫化氫濃度（體積分數）超過安全臨界濃度（體積分數）時，點火人員應配戴防護器具。點火人員應在上風方向，離火口距離不得少于川米，需用點火槍遠程射擊。五、控制鉆柱浸泡時間嚴格限制在深部含硫地層用常規中途測試工具進行地層測試工作，若必須進行時，應減少鉆柱在硫化氫中的浸泡時間，當天然氣產量低于 28萬米3日，硫化氫含量低于 8 mgL時，浸泡時間最長為 1小時。當天然氣產量高于28萬米3日，硫化氫含量高于8 mgL時，浸泡時間最長為15分鐘。第五單元 含硫化氫地區作業的應急預案在進入含硫化氫地區作業前制定一個有效的應急預案是保證作業安全進行的前提。一旦作業區內硫化氫超標能保證有關人員的生命安全。一、制定應急預案的原則（1）制定預案前應對作業區內和可能涉及的范圍的環境、人員、設施進行調查。（2）預案應充分考慮公眾的利益。（3）預案所涉及的內容應符合所在國的有關標準。（4）預案應保存在有利于啟動的地方。二、預案應包括的內容（1）施工作業人員應急操作程序和應急預案啟動程序。（2）緊急情況發生時告知普通公眾及公共安全人員的步驟。（3）請求幫助及隨后將群眾從危險區域撤離的步驟。（4）包括一個呼叫名單及聯系電話，如：當地監督人員、公共安全部門、警察、急救中心、醫院、消防部門、提供備用設備的承包商等有關人員。（5）一份詳細說明硫化氫可能達到 10 ppm（10-6）的區域圖，圖中要包括私人住宅或居民區的位置，公共機構，如學校、商業區、道路或類似危險區可能會有人的地方。（6）對于危險區氣體有可能侵入的公共區域或設施內負責人的姓名與電話號碼。（7）預先通知危險區內居民的規定，通知應包括以下內容：硫化氫的危險與特點。緊急反應方案的必要性。硫化氫可能的來源。緊急情況通知給公眾的方式。緊急情況發生時所應采取的步驟。（8）預案中還應包括一些輔助信息，如：安全撤離路線。安全救生設施的位置。含硫化氫設施的位置。附近電話或其他通信設施的位置。特殊天氣和地形給予指導的程序。三、應急計劃流程圖應急計劃流程圖見圖22。第六單元 硫化氫的腐蝕特征和影響因素硫化氫不僅對人的生命易造成威脅，同時對鉆井設備、工具，包括各類管材都會造成很大的破壞。如四川石油管理局在雙龍構造上所鉆的雙11井，雙9井，天然氣中含硫化氫質量濃度分別為 489 gm3和 541gm3，且產層水含硫化氫為 356487mgL，兩井均在發生井噴的處理中，鉆具氫脆斷裂，無法壓井，而被迫完鉆。因此掌握硫化氫的腐蝕特征及影響因素是非常必要的。 一、硫化氫的腐蝕特征硫化氫的腐蝕類型主要有電化學失重腐蝕、氫脆和硫化物應力腐蝕破裂。1電化學失重腐蝕電化學失重腐蝕是指金屬和硫化氫水溶液接觸發生電化學反應，腐蝕過程中，金屬與介質之間有電子傳輸。在250oC以下，干燥的硫化氫幾乎無腐蝕。但在有水存在的濕硫化氫環境下，硫化氫溶解于水發生離解：H2SH+HS2H+S2在H2S溶液中，含有H+、HS一、S2 和H2S分子，它們對金屬的腐蝕是氫去極化作用過程：陽極反應：Fe一2eFe2+陰極反應：H+eHFe2+進一步與H2S反應：XFe2+YH2SFexSy2yHFexSy為各種結構硫化鐵的通式。這種腐蝕性的產物硫化鐵，不能阻止鐵離子通過。實際上疏松的硫化鐵與鋼鐵接觸形成了宏觀電池，硫化鐵是陰極，鋼鐵是陽極，因而加速了電化學腐蝕，這種腐蝕往往呈現出很深的局部潰瘍狀腐蝕。使金屬表面形成蝕坑、斑點和大面積腐濁，導致管材或設備壁厚減薄、穿孔、甚至造成破裂。一般來說這種腐蝕時間要長一些。2氫脆和硫化物應力腐蝕破裂氫脆是金屬在硫化氫作用下，由電化學反應過程產生的氫，滲入金屬內部，使材料變脆，但不一定引起破裂。如果脫離腐蝕介質，氫即可從金屬內部逸出，金屬的韌性會逐漸恢復，這一過程是可逆的。硫化氫應力腐蝕破裂是指硫化氫在離解時，所產生的HS吸附在金屬表面上，不但促使陰極放氫加速，而且同硫化氫分子一起阻止原子氫結合成氫分子，使氫原子積聚在金屬表面并加速氫原子向金屬內部滲透。當氫原子遇到裂縫、空隙、晶格層間錯斷、夾雜或其他缺陷時，就會在這些缺陷處結合成為氫分子，體積急劇擴大（氫分子所占空間比氫原子所占空間大20多倍），造成極大壓力，在拉應力的共同作用下，就會使鋼材破裂。硫化氫應力腐濁破裂是金屬在含硫化氫的環境中各固定應力兩者同時作用下產生的破裂，是一個不可逆的過程，在實際中氫脆和硫化氫應力腐蝕破裂是很難明確區分的。氫脆和硫化物應力腐蝕破裂邑呈脆性破壞，在形式上的特點是產生裂紋，巨裂紋的縱深比寬度大幾個數量級，裂紋有穿晶裂紋和晶間裂紋。這種破壞有如下特點：（1）破裂斷口平整無塑性變形。（2）在拉應力時才產生，且主裂紋的方向一般總是和拉應力方向垂直。（3）這種破壞，多發生在設備、工具使用不久后，發生低應力下破裂。（4）應力腐蝕破裂的破口多發生在導致應力集中的部位，如傷痕、焊件的焊縫等。（5）應力腐蝕屬于低應力下的破壞，這種斷裂多為突然斷裂，無任何先兆。二、硫化氫對金屬腐蝕破壞的影響因素1 硫化氫質量濃度的影響硫化氫的電化學失重腐蝕與水溶液中硫化氫質量濃度的關系如圖23所示。曲線表明，3 金屬自身的影響（1）金相組織：許多碳素鋼和低合金鋼的氫脆和硫化物應力腐蝕表明，其破裂敏感性主要決定于鋼材的金相組織，如果鋼材強度相同，索氏體中碳化物呈均勻在鋼鐵表面存在硫化鐵保護膜的情況下，硫化氫超過一定值時，腐蝕速度反而下降，高質量濃度的硫化氫不一定比低質量濃度的硫化氫腐蝕嚴重。2 pH值的影響在含硫化氫腐蝕介質中，PH值對硫化物應力開裂和電化學失重腐蝕影響很大，在 PH值6時，硫化物應力腐蝕開裂嚴重；PH值9，就很少發生硫化物腐蝕開裂。硫化氫電化學失重腐蝕隨pH值的降低而增加。球形分布者，抗硫性能最好，珠光體的抗硫性能次之。（2）硬度的影響：碳素鋼和低合金鋼的硬度越高，越容易在含硫化氫氣體中產生氫脆和硫化物應力腐蝕破裂。在硫化氫氣體中碳素鋼和低合金鋼的硬度應低于HRC22。（3）冷加工和焊接的影響：金屬的冷加工和焊接產生的異常組織和殘余應力，會增加氫脆和硫化物應力腐蝕破裂的敏感性。4溫度的影響由于失重腐蝕是一個化學反應過程，其反應速度一般是隨溫度升高而加快，反之，則減緩。因此，其腐蝕速率是隨溫度升高而增大，反之，溫度下降腐蝕變緩，在潮濕、高溫條件下，金屬腐蝕最快，而對硫化物的氫脆和應力腐蝕，最厲害是在某一溫度范圍（一般一50C900C）。因低溫（如一50C以下），氫擴散速度慢，這種腐蝕不明顯。而在高溫（如大于90）氫擴散速度太大，將從鋼材中逸出，大大減少了硫化物應力腐蝕。第七單元 硫化氫中毒途徑及現場急救硫化氫是一種劇毒的氣體，在石油天然氣的鉆探過程中又無法避免。因此，掌握硫化氫的中毒途徑及現場急救知識對于保障人身安全，實現安全生產都具有重要意義。一、引起中毒的途徑硫化氫中毒主要為口腔吸入、皮膚接觸。空氣中的硫化氫體積含量達0025 ppm（10-6），人們即可嗅到臭蛋味，隨濃度（體積分數）的增加臭蛋味增大，但當濃度（體積分數）超過20 ppm（10-6）時，由于嗅覺神經麻痹，臭味反而不易嗅到，這正是危險的時刻，往往會出現“閃電式”中毒死亡。硫化氫可與人體內部某些酶發生作用，抑制細胞呼吸酶活性，造成組織缺氧，對人體有全身毒性作用。急性中毒時出現意識不清，過度呼吸迅速轉向呼吸麻痹，很快死亡。慢性中毒一般為眼結膜的損傷，對人有局部刺激作用，這是由于硫化氫接觸濕潤的粘膜之后，形成硫化鈉，以及本身的酸性所致。長期接觸低濃度（體積分數）的硫化氫，可出現神經衰弱綜合癥和植物神經功能紊亂。二、救護技術在試圖進行任何救護之前，你自己必須首先離開毒氣區，按響報警器，戴上呼吸器，然后搶救受害者。采取這種方法是因為在你試圖將受害者救出毒氣區時，你不會希望自己成為第二個受害者。你應該有這樣的自我保護意識，當有人被H2S氣體擊倒，你一定不能立刻沖進去提供救護。你必須首先估計一下情況，然后根據救護技術和設備所需要用的工具，進行實際的安排。中毒者也許不得不被運到樓下，或從平臺上運下來。下列的基本技術可用來將一個受害者從H2S毒氣中撤離出來：（1）拖兩臂（見圖24）。作用：這種技術可以用來搶救有知覺或無知覺的個體中毒者。如果中毒者無嚴重受傷即可用兩臂拖拉法。兩臂拖拉法可用在水平地面。例如：人行道、戶外水平槽和低槽人行道，按規定要求進入限定地區的人員必須帶上全套防護裝置，以及所需的救護設備救護過程：救護人員從受害者背后靠近受害者，從背后將受害者扶起，并且用救護者的一條腿頂著受害者的背部將受害者支撐起來。然后，救護者兩臂從受害者胳膊窩下伸出，放在受害者兩臂上面，抓住受害者的前臂，救護人員然后將中毒者拉到安全地帶。（2）拖衣服（見圖25）。作用：這種救護方法可使一個人救護一個有知覺的中毒者。這種救護法的好處是，不用彎曲受害者的身體就可以立刻將一個受害者移開。救護過程：牢牢抓住受害者的衣服或襯衫領，將受害者拉到安全地帶。（3）兩人抬四肢法（見圖26），有時這種方法又被稱為“吊起”。作用：當有幾個救護人員時，這種方法就可被使用，中毒者可以是有知覺的，也可以是神志不清的。這種救護方法可以在一些受限的救護情況下采用。救護過程：兩名救護人員分別站在中毒者的后面，都面向一個方向。一名救護人員將手放入受害者的腋下，插入受害者兩臂上方，并抓住受害者的前臂，做法同兩臂拖拉法中一樣。另一名救護人員抓住受害者膝蓋后部，然后，兩名救護人員一起抬著走，先把受害者抬至安全地區。當救護人員戴著自給式呼吸器時，這種方法可以采用。需要抓住中毒者膝關節處的救護人員背向另一名救護人員，這樣就能很容易的抬起，受害者的頭部也不會碰到救護人員的呼吸器上。三、救護技術的實施大概地知道怎樣從含H。S氣體環境中找到中毒者并救出來。最好是有機會實際進行一下這些程序。因此在這一單元有關生命的課程里，你將有機會在安全的環境中得到訓練。你已經學過了三種救護技術：拖兩臂、拖衣服、兩個人抬四肢。你選用哪一種技術歸于中毒者所處的位置，中毒者受傷的程度，實際的救護人員數量，你必須改變救護方法來適應復雜的情況。自身救護如圖27。（二）離開毒氣區。了解H2S氣體的來源地。確定風向（如果中毒事件發生在室外）。身處在H2S毒氣帶900位置，避免中毒。（2）按報警器報警。按動報警器，并使報警器報警。如果報警器在毒氣區里，或附近沒有合適的報警系統，就大聲警告在毒氣區的其他人。（3）戴呼吸裝置。在安全地區，安置一個最近的設備，按照所要求的配戴程序戴好呼吸器。（4）救護中毒者。估計中毒情況（是否有一些不尋常的因素要考慮）。根據你所知道的中毒者狀態及地方，選擇一個合適的救護技術。如果有可能，要求幫助救護中毒者。仔細注意中毒者的狀態變化。（5）使中毒者復活：檢查中毒者的中毒情況。進行口對口人工呼吸直到：A內科醫生已對中毒者檢查過。B另一個人換班。C你的身體不能再繼續做了。D中毒者復活。（6）進行醫療幫助。對每一個受害者進行醫療幫助，不管他是否中毒倒下。繼續搶救使受害者復活，一直到醫療幫助人員到達。中毒者已經救活或送入醫院，以至他們能讓醫生診斷救護。你能否將這些過程應用于你可能偶然遇到的事故中。下例講述了一個在狹長地帶被毒氣擊倒的受害者，讀完這個事例，體會下列用來救護的6個步驟。（1）走出毒氣區。（2）報警。（3）戴呼吸器。（4）救護中毒者。（5）使中毒者復活。（6）取得醫療幫助。事件：你和另一個維修工人正在一個天然氣工廠里的兩根管線上檢查法蘭的連接，這個工廠距市中心很近，你們倆站在一個有非常矮的頂篷的回廊兩端。你站在距離你的伙伴幾英尺遠處，你的伙伴正在進行檢查，在你們中間，有一個開關控制一個報警的電鈴，自給式呼吸器放在距離你工作的回廊50英尺遠處。你的伙伴體重220lbs，靠在法蘭附近，突然，釋放出含有H2S的氣體將他擊倒。你將怎么辦？分析：第一步，撤離毒氣區。首先，你不能立刻沖上前去幫助你的伙伴，很明顯，H2S氣體的釋放來源于法蘭或襯墊的毀壞處。因毒氣泄漏發生在室內，因此不要擔心風向，但是它在一個受限制的空間，H2S氣體當然可以迅速擴散到各個方位。你要盡快地離開回廊。要使身體保持直立，因為密度大的氣體是先在地板水平面上擴散。第二步，報警。盡管在你和你倒下的朋友之間有一個報警開關，但不要試著去接觸它，因為這是在毒氣釋放處，并且你也沒戴任何呼吸設備。到回廊外面找一個最近的警報開關，大聲喊，去通知能聽到你聲音的任何人，讓他們立刻撤離。如果你弄響了警報器，就立刻離開毒氣區保護好你自己。第三步，戴呼吸器。自給式呼吸器被放置在附近一個安全室里，找到它，按照操作要求戴上呼吸器。第四步，救護中毒者。估計現場情況，假定中毒者失去知覺，這就意味著你不能靠他來給自己提供什么幫助。回廊的頂篷很低，你不能直起身走，這個因素將使你在救護過程中受限制，回廊狹窄，也限制著你的行動，使用任何擔架，甚至于多一個人，行動起來都很困難。最后，一定要記住，中毒者的體重要比你重，或者至少他的體重使得在這種情況下使用任何抬的技術都沒有用。選擇一個合適的方法：因為中毒者失去知覺，因此確認中毒者受傷的程度是很重的，為了安全，假設他可能受傷，采用拖拉衣服的搶救方法，就可以減少受傷處惡化的可能。