人类对石(shi)油、天然气及地热能源的需要(yao),要钻探高压深井,在这类钻井中就(jiu)可能钻遇含有硫化氢(qing)的地层。目前,我国已开(kai)发的油气田不同程度地含有硫(liu)化氢气体,甚至有的油田含量极高。如(ru)四川局H2S气田约占已开发气田(tian)的78.6%,其(qi)中卧龙河气田H2S含(han)量高达10%(体积比);华北(bei)油田晋县赵兰庄H2S气田,H2S含量高达92%。H2S气体是仅次于氰化物的剧毒、易致人死亡的有毒(du)气体。一旦H2S气井(jing)发生井喷失控,将导致灾难(nan)性的悲剧。震惊中外的重庆“12.23”井喷特大事故,由于含H2S天(tian)然气的大量溢出,未能及(ji)时点火,造成周(zhou)围居民243人中毒死亡,数千中(zhong)毒治疗,数万人的大逃(tao)亡,其教训是十(shi)分沉重而令人心痛的。
那么,在石油勘探过(guo)程中,特别是在“三(san)高”地层(高温、高压、高含硫)钻探(tan)作业,如何做到安全高效完成(cheng)能源勘探作业?
comH2S是无色、剧(ju)毒、酸性气体;有一种令人(ren)讨厌的臭鸡蛋味,高浓度会让人瞬(shun)间失去嗅觉;(相对空(kong)气) 1.176 ,比空气重,因此,极容易聚集在低(di)凹处;当H2S浓度在(zai)4.3%—46%时,在空气中形成的混(hun)合气体遇火将产生强烈的爆炸;燃烧时产生兰色火焰,并生(sheng)成危害人眼睛和肺部的SO2 ;H2S易溶于水(shui)和油, H2S的溶解度随温度(du)升高溶解度下降;液态H2S的沸点很低,因次我们通常看(kan)到的是气态的H2S。
H2S的来源包括1)热作(zuo)用于油层时,石油中的有机硫(liu)化物分解产生H2S;2)石油中的烃类和有机(ji)物质通过储集层中水的硫酸盐的高(gao)温还原作用而产生H2S;3)通过裂(lie)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(li)剂在高温热分解下产生H2S产(chan)生H2S;5)在修井时循环罐和油(you)罐。硫化氢的来源在石油工业(ye)的整个流程中都伴随着(zhe)产生。硫化氢可以以(yi)气态的形式存在(zai),也可存在于井内(nei)的钻井液中。
硫化氢安全暴露(lu)极限毒气的强度等级(ji):描述H2S浓度有两种方式即体积(ji)比浓度和重量比浓度。体(ti)积比浓度:ppm表示。ppm浓度指百万(wan)分比浓度,即:1ppm=1/1000000。重(zhong)量比浓度:H2S在一立方空气中的重(zhong)量。单位为:g/m3或mg/m3 。体积(ji)比浓度与度重量比浓度(du)之间的换算:1ppm= 1.42g/m3。硫化(hua)氢气体的职业性直接暴(bao)露的安全归定: (1)阈(yu)限值: 几乎所有(you)工作人员长期暴露都不会产生不利影响(xiang)的某种有毒物质在空气(qi)中的最大浓度。硫化氢(qing)的阈限值为15mg/m3(10ppm);二氧化硫(liu)的阈限值为5.4mg/m3(2ppm)。(2)安全临界浓度:工作人员在露(lu)天安全工作8h可接受的硫化氢最高浓(nong)度为30mg/m3 (20ppm)。(3)危险临(lin)界浓度:达到此浓度时,对生命和(he)健康会产生不可逆转的或延迟性的影响(xiang),硫化氢的危险临界浓度为(wei)150mg/m3 (100ppm) 。
硫化氢对人体的危害:1)硫化氢是一种有毒气体,与它(ta)接触可以使人从极微弱(ruo)的不舒适到死亡。(2)H2S气体是(shi)仅次于氰化物的剧毒、易致人死亡的有毒气体。它的毒(du)性为一氧化碳的5-6倍。一个人(ren)对H2S的敏感性(xing)随其与H2S接(jie)触次数的增加而减弱,第二次(ci)接触就比第一次危险,依次类推。(3)硫化氢被吸入人体,通过(guo)呼吸道,经肺部,由血液运送到人体(ti)各个器官。首先刺激呼吸道,使嗅觉钝(dun)化、咳嗽,严重(zhong)时将灼伤;眼睛被(bei)刺痛,严重时将失明;刺(ci)激神经系统,导(dao)致头晕、丧失平衡,呼吸困(kun)难;心脏加速跳动,严重时心脏缺(que)氧而死亡。(4)H2S进入人体,将与血液(ye)中的溶解氧发生反(fan)应。当H2S浓度极低时,它被氧(yang)化,对人体威胁不大(da)。而H2S浓度较高时,将夺去血液中的氧,使(shi)人体器官缺氧而中毒,甚至死亡。