硫化氢的来源、金属腐蚀、应急预案..

硫化氢（H2S）防护华北石油局职工培训中心袁德海地址：河南新乡洪门PerceptionofRiskTimeRulesandsafeguardsdevisedheremaybeviolatedwhenperceptionsdecayovertime时间严重事故风险感觉/知觉程度随时间推移,当风险意识减退时,所建立的法规和安全条例将被破坏.HSE管理体系事故三角形（冰山模型）死亡误工时事故财产损失或轻微受伤无伤害或损失的事故不安全行为和状态为防止人员死亡，应从众多的不安全行为和状态分析预防入手,即防止“万一”150’s100‘s1000’s10,000’s基本原因（病原体）不符合:任何能够直接或间接造成伤亡、职业病、财产损失、环境污染的事件；违背作业标准、规程、规章的行为；与管理体系要求产生的偏差。第一章硫化氢的来源和特性第二章硫化氢的腐蚀特征和影响第三章硫化氢对人体的危害、急救与护理第四章硫化氢的检测与防护第五章应急预案第六章含硫油气井作业中的安全问题•硫化氢的来源和二氧化硫的来源•硫化氢、二氧化硫危害、特征和特性•对受害者的救援技术和急救方法.•会使用和保养硫化氢,二氧化硫的检测仪器.•正确使用空气呼吸器.•限制空间的进入程序•紧急集合区的位置,危险区域,风向判断,及逃生路线的选择.•应急预案中的职责,对设备的影响,钻遇硫化氢之前对钻井液的处理.—现场监督人员概述硫化氢是一种广泛存在于自然界中的化学气体。在石油钻井行业中，高压、深井的钻探就会经常遇到含有硫化氢的地层。目前，在我国已经发现的陆上油田中，就有许多油田不同程度的含有硫化氢气体，主要有四川川东卧龙河地区、华北油田冀中凹陷、新疆地区、长庆油田等,（美国得克萨斯州含硫的气田高达98%，前苏联70%的油气田均含硫）有的含量甚至很高。比较典型的有：——四川石油管理局含硫化氢气田约占已开发气田的78.6%,其中卧龙河气田硫化氢含量10%；中坝气田硫化氢含量6.75—13.3%；川东罗家寨气田硫化氢含量6.7—16.6%。——华北油田晋县赵兰庄硫化氢气田,硫化氢含量高达63%。事故链接硫化氢是仅次于氰化氢的剧毒物，是极易致人死亡的有毒气体。全世界每年都有人因硫化氢中毒死亡，已成为职业中毒中仅次于一氧化碳中毒死亡的第二大杀手。据东方网2003年6月报道，2001年1月至2003年5月,仅上海市就发生职业硫化氢中毒事故11起，42人中毒,13人死亡,死亡人数占全部职业中毒事故死亡人数的61.9%。在油气钻探、开采中，一旦高含硫化氢油气井发生井喷失控，将导致灾难性的悲剧。塔河油田8区油藏H2S分布情况•该区域长25公里，宽15公里，方圆近380平方公里。•在该区域内有5处含硫区，最低的含硫量为2mg/m3,最高的含硫量为5000mg/m3；其中含硫量在50mg/m3以上的区域达100平方公里。•含硫量在2500mg/m3的区域有60平方公里，其中有近8平方公里的区域含硫量高达5000mg/m3。就是在这一高含硫区域内，目前分布着华北局西部公司的四个井队，他们是：TK832井的70137井队TK829井的60816井队TK831井的60817井队TK823井的60818井队事例：2001年，由华北局西部公司5010井队施工的沙91井和2003年7003井队施工的沙112井顺利完井。两个井位均位于塔河8区，施工区域硫化氢含量高达2500-5000mg/m3，是塔河油田含硫量最高的区域。两个井队从开钻直到完井均没有硫化氢外溢。后在采油时发现硫化氢，当地媒体是这样报道的“测得硫化氢浓度足以致人死亡”。据此推测，硫化氢浓度应在1000ppm以上。油气钻探开采中硫化氢气体是客观存在的，我们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，就完全可以保证人员的生命安全，杜绝硫化氢中毒事故的发生，实现优质安全钻井生产。因此，认识和了解硫化氢气体的来源和危害，掌握一套硫化氢气体的防护及处理知识就非常重要。第一讲硫化氢的性质一、什么是硫化氢？硫化氢是一种无色、剧毒、强酸性气体；其化学分子式是H2S，由两个氢原子和一个硫原子组成；其分子量为34.08。硫化氢的相对密度为1.176，较空气重，燃点为250度，燃烧时带蓝色火焰，并产生对眼和肺非常有害的二氧化硫气体。硫化氢是动物、有机物或植物等经细菌作用而生成。所以，它不仅在原油和天然气、下水道和污水中发现，也可在沼泽地发现以及在各种工业和生物生产过程中产生。当环境中有低含量（0.13克/m3）硫化氢时，就会有一种类似臭鸡蛋的气味，含量稍高时就会有令人恶心的气味。高含量时则无气味，很难被发觉，因为此时人的嗅觉神经已经很快被麻痹，从而失去嗅觉。因此绝对不能凭闻气味来检测硫化氢是否存在。二、硫化氢的特性所有的气体通常都是从以下七个主要方面描述的：颜色、气味、密度、燃点、沸点、燃爆极限和溶解度（在水中）。硫化氢也不例外，我们可以通过以下七个方面的学习来全面、准确的了解硫化氢的特性。1、颜色硫化氢是无色、剧毒、酸性气体，人的肉眼是看不见的。因此，用肉眼无法判断硫化氢的存在与否。2、气味低浓度的硫化氢有一种令人讨厌的臭鸡蛋味，可以损伤你的嗅觉。当闻到这种气味时，就意味着有硫化氢溢出，继而闻不到了，就意味着危险。因此，绝对不可以用鼻子来检测这种气体。0.13ppm-•西夏区发生硫化氢中毒事件•时间：2004.09.16•昨日，12名银川市西夏区兴泾镇农民工在西夏区某炼油厂内施工时，受到硫化氢气体的侵害，他们正在某炼油厂厂内施工时，突然带有臭鸡蛋味的气体弥漫整个施工现场，他们并没在意，继续干活。2小时后，有的民工出现不同程度地出现头晕、恶心、胸闷等症状。3、密度硫化氢是一种比空气重的气体，其相对密度为1.176。因此，它常聚集在地势低洼的地方，不易扩散。如地坑、地下室、大容器里等等。因此，工作时你应处于地势较高的上风头。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发生爆炸，造成令人恐惧的危险。5、可燃性硫化氢气体分子稳定性很高，在近1700℃时才能分解。完全干燥的硫化氢在室温下不与空气中的氧气发生反应，但点火时能在空气中燃烧，燃烧时产生蓝色火焰，并产生有毒的二氧化硫气体。6、沸点液态的硫化氢沸点很低，因此，我们通常讲的是气态的硫化氢，其沸点为61.8度，熔点为-82.8度。7、可溶性硫化氢气体能溶于水、乙醇及甘油中，但化学反应不稳定。硫化氢能在液体中溶解，就意味着它能存在于某些存放液体的（水、油、乳液、污水等等）容器中。硫化氢的溶解与温度、气压有关，只要条件适当，轻轻地震动含有硫化氢的液体，也可使硫化氢气体挥发到大气中。能溶于水,但溶解度随着温度的升高而下降.二氧化硫二氧化硫（SO2）是主要的大气污染物之一•无色气体。•强烈辛辣刺激性气体•比空气重，相对比重2.264•非常大的毒性,比硫化氢弱•易溶于水,1:40H2SO3•不助燃•有硫燃烧的剌激性气味，具有窒息作用，在鼻和喉粘膜上形成亚硫酸。•二氧化硫的阈限值5.4mg/m3(2ppm).•暴露浓度低于20ppm，会引起眼睛、喉、呼吸道的炎症，胸痉挛和恶心。•暴露浓度大于50ppm，会剌激鼻和喉，流鼻涕、咳嗽和反射性支气管缩小，大多数人不能在这种空气中承受15min以上。•来源：•主要来源于矿物质的燃烧，含硫矿石的冶炼、制取硫酸、磷肥等。•自然界产生的二氧化硫很少,主在是硫化氢在空气中氧化而生成的.•二氧化硫在空气中只能存留几天,除被水冲洗和地面物体吸收外,都被氧化成硫酸物和硫酸气溶胶,胶散射阳光,能见度降低,硫酸雾和酸性盐腐蚀金属和建筑材料和其它物品,并造成酸雨.•SO2是大气的主要污染物之一，全世界人为排放量每年约为1.5亿吨，矿物质燃烧占70%，SO2的排放90%以上集中在北半球的城市和工业区，造成了这些地区的大气污染问题。伦敦曾多次发生有煤烟引起的大气污染的烟雾事件，被称为伦敦烟雾。•SO2一般在大气中只存留几天，除被降水冲洗和地面物体吸收的部分外，都被氧化成硫酸物和硫酸盐气溶胶，硫酸盐可在大气中存留一个星期以上，能漂移1000公里以外造成远距离处的污染或广域污染。•SO2转变成的硫酸盐气溶胶能散射阳光，使能见度降低，硫酸雾和酸性硫酸盐腐蚀金属、建筑材料和其它物品，并造成酸雨，“十五”期间我国计划投入967亿元，用于治理SO2和酸雨污染防治，确保到2005年使控制区内的排放量比2000年减少20%。三、硫化氢的来源硫化氢是有机质腐烂后的自然产物，广泛存在于自然界中及多种生产过程中。如煤的低温焦化、含硫油气的开采和提炼、橡胶、皮革、硫化染料、动物胶加工等工业生产中都有硫化氢的产生；开挖沼泽地、沟渠、水井、下水道、涵洞、隧道以及清除垃圾、污物、粪便等作业，也常有硫化氢存在。据统计，目前有70多种职业涉及到硫化氢。在石油工业的生产中，硫化氢存在于各个环节，如钻井、试油、采油（采气）、油气集输、炼化等等。在这些环节中最容易产生硫化氢气体的地方主要有：钻井、修井、采油和炼厂等。（一）、钻井油气井中硫化氢的来源可以归纳为以下几个方面：1、热作用于油层时，石油中的有机硫化物分解，产生出H2S。2、石油中的烃类和有机质通过储集层水中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、某些钻井液处理剂在高温分解作用下，也会产生H2S。（1）磺化酚醛树脂达到100℃时可以分解成H2S。（2）三磺（丹煤、褐煤、环氧树脂）150℃时可以分解H2S。（3）磺化褐煤130℃时可以分解成H2S。（4）本质素硫酸铁铬盐180℃时可以分解H2S。（5）丝扣油高温与游离硫反应生成H2S。注意：一般含H2S井严禁使用红丹丝扣油。5、含硫的地层流体（油、气、水）流入井内。6、某些洗井液中的添加剂（如木质磺酸盐）在高温（170—190度以上）时热分解。7、石膏泥浆。被无水石膏浸污的泥浆中的硫酸盐类的生物分解。8、某些含硫原油或含硫水被用于泥浆系统。（二）、修井循环罐和油罐是修井时硫化氢的主要来源。循环罐、油罐和贮浆罐周围有硫化氢气体，这是由于修井时循环、自喷或抽吸井内的液体进入罐内造成的。硫化氢可以以气态的形式存在，也可以存在于井内的钻井液中。需要注意的是：井内液体中的硫化氢可以通过液体的循环、自喷、抽吸或清洗油罐释放出来。在井口、压井液、放喷管、循环泵及管线中也可能有硫化氢气体。打开油罐顶盖、计量孔盖和封闭油罐的通风管，这些都是硫化氢向外释放的途径。（三）、采油在采油作业中有九处极易与硫化氢气体接触的场所，其中有六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、提高石油采收率也可能产生硫化氢。此外，还有三处来源途径与设备所在地有关：1、油气装载场所。2、计量站调整或维修仪器。3、用来提高空气压力的空气压缩机。（四）、酸洗输油输气的管道在酸洗时也可以产生硫化氢气体。酸洗油气管道也是一种非常容易中毒的作业。酸洗一个高100英尺直径60英尺的容器时，一磅硫化铁可以使容器内硫化氢气体的浓度达到1500ppm。•1英尺=0.3048m•1磅=0.4536kg四、硫化氢的分布规律及气藏划分（一）、硫化氢的分布规律硫化氢虽然广泛存在于自然中，但其分布是有一定规律的，主要有以下三点：1、硫化氢含量随地层埋深的增加而增大。井深2600米时，硫化氢含量在0.1—0.5%之间，超过2600米或更深，硫化氢含量将超过2—23%。2、多存在于碳酸盐地层中，尤其存在于与碳酸盐伴生的硫酸盐沉积环境中。3、平面分布上同一油气田因客观情况的不同，硫化氢含量差别也很大。（二）、硫化氢的气藏划分按照硫化氢含量的多少，可将硫化氢气藏划分为以下五类：序号类别H2S含量1、无硫气藏小于0.0014%2、低含硫气藏0.0014—0.3%3、含硫气藏0.3—1.0%4、中含硫气藏1.0—5.0%5、高含硫气藏5.0%第二讲硫化氢的危害一、职业性安全暴露极限硫化氢是一种