油气田h2s讲义

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1、硫化氢防护,主要内容,第一章 概 述 第二章 H2S的来源和特性 第三章 H2S对人体的危害、急救与护理 第四章 H2S的检测与防护 第五章 含硫油（气）田设备的腐蚀与防腐 第六章 含硫油气田井场和生活区的安全问题,第一章 概 述 1 目的 遏制严重的H2S 中毒事故。 满足甲方的HSE要求。,国内高含硫油气田分布 在我国已经发现的陆上油田中，许多油田不同程度的含有硫化氢气体，有的含量很高如川局H2S气田约占已开发气田的78 . 6%，其中卧龙河气田H2S含量高达10%(体积比)。 华北油田晋县赵兰庄H2S气田, H2S含量高达92%. 因硫化氢而引发的事故所造成的人员伤亡和财产损失很多。,H

2、2S中毒案例,重庆开县12.23特大事故,罗家寨16-H井由四川石油管理局川钻12队承钻，位于重庆市开县高桥镇小阳村境内。 这是一口天然气开发水平井，设计井深4322米。2003年5月23日开钻. 2003年12月23日14时29分,钻至井深4049.68米。 21时55分,在起钻作业中，突然发生溢流，后造成井喷失控。,特大井喷事故发生后，富含硫化氢的天然气体从井内喷出，高达30余米，在夜空发出恐怖的嚣叫声，高于正常值6000倍的硫化氢“毒气” 如同一个从地下释放的魔鬼，迅速向四周扩散，扑向睡梦中的村庄、集镇。 6万多人被疏散转移，9.3万多人受灾。 截至2004 年1月4日22时，中毒死亡人

3、数为 243人， 4000多人入院治疗。 四川石油管理局赔付当地损失1.3亿人民币。 罗家寨16H井和该构造其他井长期未开工，直接影响 川气出川产能建设工程进度。,(1)井喷事故造成的直接灾害和损失,罗家寨16H井场,马总在现场指挥,武警战士正在户外清理遇难遗体,被硫化氢伤害的儿童,焚烧死禽 6899只,重庆开县井喷悲剧的罪魁祸首是制度性缺失？,公诉机关指控被告人吴华未依照公司应急工作手册中所确定的应急决策的基本原则，尽快组织实施点火。钻探公司印发的应急工作手册，正是吴华本人签发的。而吴华在法庭上称，应急工作手册没有经过公司讨论决定，公司没有通过相关会议来研究确认，只是内部的，以前从来没有使用

4、、宣讲过。由是观之，这一带有应急预案性质的“制度”真正效力亦要打上一问号。 制度的缺失令现场作业和指挥人员在处理问题时面临着艰难地抉择。被告人吴华就遭遇过这样的“两难”，一边是巨大的国家财产，一边是人民生命财产安全，点火与不点火可能都会造成难以估量的损失。四川石油管理局的一位工程师曾透露，他们在早年接受的教育就是：为了保护国家财产，有时甚至可以牺牲自己的生命。因此，万一点火引起爆炸毁掉上亿元的气井，现场指挥员谁也不敢说能承担这个责任。,川东钻探公司总结的8条原因和教训,1 钻遇高丰度，不均质，裂缝发育异常带，暴露储层段长414.68m。从发现溢流1.1m3到关井仅8min，井口便出现强烈喷势。

5、 2 高含硫高产量天然气水平井钻井工艺不成熟。使用泥浆密度为1.43g/cm3只能适用于直井压稳地层，不能适用于长段水平井。 3 起钻前循环观察时间不够，未能及时发现气侵溢流显示。从井底到地面循环需要的迟到时间为71-77min，钻进到4049.68m到起钻前连续循环时间只有32min。 4 起钻过程中灌泥浆不及时，灌入量不够。有时起9柱才灌一次，且由于钻杆内喷泥浆，灌入量没有及时调整。,5 撤了钻具内回压阀。由于钻具内回压阀影响MWD无线随钻测斜仪的使用，钻井院工程师要求撤掉。这是发生事故的直接原因。 6 关井失败。由于喷势迅猛，大方瓦冲出钻盘面，钻具被上顶2m，无法抢接回压凡尔。又因井口及

6、钻杆内喷泥浆至二层台，将顶驱冲得无法对准上部钻杆接头，力图抢接顶驱无效，后因钻具上冲撞击顶驱而着火，井队被迫采取关全封的办法，但未能剪断钻具，导致井喷失控。 7 井场地理位置复杂，由于处于四周是山的低洼地带，且夜间村民已经休息，增大了中毒机会和搜救逃生的难度。,（1）气层起钻作业中调校顶驱4小时20分钟后，直 接起钻未下钻循环观察后效。 （2）井口失控后在向井内灌注泥浆的过程中，井口 闸门没按照规定保持相应的开关状态。 （3）在人员紧急撤离井场前，未停泥浆泵，发电机， 柴油机，反映出处理应急的能力差，紧急情况 下的岗位操作、人员组织处于无序状态。 （4）没及时参加井控换证培训，泥浆出口无人坐岗

7、 观察溢流等。,8 井队基础管理工作薄弱，井控意识不强，队伍管理 有漏洞，井喷失控后的应急处理能力差。如：,四川威远23井，下入7（N-80）的技术套管，对丝扣连接不放心，在连接处电焊加固，而这口井含H2S，因井口压力大，很快就将焊口蹩破，井口被抬起，引起爆炸着火，火焰高达100米，3分钟后井架倒塌，烧了44天，损失1亿多元。,案例2,四川垫25井，井喷失控，H2S气体迫使数公里老百姓弃家而走。,1998年3月24日，四川局温泉4井，在川东开 江县，钻至1700米时发生溢流后关井，因表 层套管下得浅，井内的H2S气体窜入煤矿使11 人死亡，34人受伤，25口煤井停产。,华北油田赵48井，试油起

8、电缆，诱发井喷失控，纯H2S气体大量喷出，当场6人死亡，数人中毒，20余万人的大逃亡。,1997年，中原油田采油三厂在管道清洗中产生H2S气体，使工人张敬玺、技术员袁涛、司机王成3人相继中毒死亡。,1997年11月12日21时30分，新疆局采油一厂稀油作业区3号站在进行管线酸洗清水顶替过程中，由于管线破裂而泄露，在露天情况下，3名现场巡线职工在距破口15米处中毒死亡，其它人员乘车前去察看，5人相继中毒，到次日凌时30分，7人死亡，1人深度中毒。,1994年8月，克拉玛依油田某养鸡场在清理下水道过程中发生硫化氢中毒死2人。,偶然性 突发性 -地质情况的复杂和不确定性。 滞后性 -低浓度中毒时，开

9、始人无感觉或感觉不严重，等发觉时已经中毒到一定程度。,2 硫化氢气体中毒事故的特点,第二章 H2S的来源和特性,第二章 硫化氢的来源和特性,1 油气井中H2S的来源 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0.1-0.5%之间； 超过2600米时含量超过2-23%； 当地温超过200-250时，由于热化学作用将加剧而产生大量H2S.,（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

10、浆处理剂高温热分解产生H2S -动、植物尸体腐烂分解而成 -厌氧菌作用于有机硫或无机硫,（3）钻井泥浆高温分解 -磺化酚醛树脂100分解成H2S -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 一般含H2S井禁用红丹丝扣油,（4）酸化作用 （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（170190度以上）时热分解。 （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。 （8）某些含硫原油或含硫水被用于泥浆系统。,2 非油气井中

11、H2S的来源,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。,3 H2S分布规律,-随地层埋深的增加而增加； -多存在于碳酸盐-蒸发岩地层中，尤其存在于与碳酸盐伴生的硫酸盐沉积环境中； -平面分布上同一气田H2S含量差别大。,4 气藏分类（按含H2S ）,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 0.31.0% （4） 中含硫气藏 1.05.0% （5） 高含硫气藏 5.0%,5 H2S的特性,1）毒性-剧毒 HCN致死浓度300ppm，H2S的致死浓度为500ppm SO2、CO的致死

12、浓度为1000ppm。,2）颜色-无色气体，沸点为-60。,3）密度-相对密度1.176，比空气重，易在低洼处聚集（密 度为1.593Kg/m3）。,4）气味-在0.13-4.6ppm浓度范围内可闻到臭蛋味。当超过 4.6ppm时，嗅觉钝化。,5）爆炸性-当浓度在4.346%时，在空气中形成的混合气 体遇火爆炸（甲烷爆炸浓度为515%）。,6）燃烧性-燃点为260（甲烷为595），燃烧时为兰色 火焰,并生成危害人眼睛和肺部的SO2 H2S+O2=S+H2O+SO2,7）感染性-H2S的浓度8-12PPm时有刺激感，100 PPm时只能 呆几分钟，500 PPm时有窒息感，可致人眼、喉和呼吸道

13、发炎。,8）溶解性-易溶于水和油，20、1个大气压下，一体积水 可溶解2.9体积的H2S。,9）金属腐蚀性-H2S及其水溶液对金属有强烈的腐蚀作用， 尤其是溶液中含有CO2或O2时，腐蚀更快。,6 H2S的作用,通过特殊的制硫装置从H2S中回收硫磺，可以用于： -生产硫酸 -造纸 -合成纤维 -橡胶 -医药 -军事,第三章 H2S对人体的危害、急救与护理,-重量比浓度：H2S在1立方空气中的重量， mg/L、 g/L、g/m3,-体积比浓度： H2S在空气中的体积比用ppm表示 1ppm=1/1000000,1 H2S 浓度表示法,口腔 呼吸道 肺部 血液 全身 各器官； 刺激呼吸道，使嗅觉钝

14、化、咳嗽，灼伤； 眼睛被刺痛，严重时失明； 刺激神经系统，导致头晕，丧失平衡，呼吸困难； 心脏加速，严重时缺氧而死。,2 对人体危害的生理过程,安全临界浓度（TLV）- 10 PPm。 -Threshold Limitation Value 允许连续暴露 8小时而对人体不产生危害。 -国际标准:10 PPm，行标10mg/m3 （相当于14 PPm）。,危险临界浓度-100PPm ：允许10分钟暴露 死亡临界浓度-2000 PPm ：指吸一口气立即死亡。,3 H2S的几个重要浓度值,不同浓度的H2S对人体危害 （美国OSHA职业保护和保健法案）,4 H2S中毒的分类及抢救,中毒分类： 慢性中毒

15、（ H2S 浓度为50-100 PPm） 急性中毒 （H2S浓度大于100 PPm ）,中毒的早期抢救措施,（1）进入毒区前，抢救者首先戴上防毒面具。 （2）立即把中毒者抬至空气新鲜的地方。 （3）中毒者已经停止呼吸和心跳，应立即不停地进行人工呼吸和胸外心脏按压，直至呼吸和心跳恢复，有条件可用呼吸器。,（4）如果中毒者没有停止呼吸，保持中毒者处于休息状态，有条件可输氧气，并尽快送到医院。,护理注意事项,（1）当呼吸和心跳完全恢复后，可给中毒者喂些兴奋性饮料，如浓茶或咖啡，而且由专人护理。 （2）若眼睛受到轻度损害，可用干净水彻底清洗，也可进行冷敷。 （3）中毒者恢复心跳呼吸后，要注意休息一段时

16、间。 （4）冬天注意保暖，夏季防中暑 （5）对于中度中毒的病人，要将其头部侧向一侧，防止呕吐后发生误吸。,心肺复苏步骤,（1）判断神志 （2）呼救（高声呼叫他人帮助抢救） （3）放置体位（仰卧位） （4）畅通呼吸道（仰头举颌法、清除口腔异物）,清除气道异物的方法,手指清除法 海姆利希法 背部扣击法,海姆利希法,背部扣击法,畅通呼吸道仰头举颌法,按头后仰，下颌上抬 按头后仰，颈部上抬,（5）判断呼吸（听、看、感觉） （6）人工呼吸 （7）判断心跳（触摸颈动脉；心跳骤停的综合判断：意识丧失、面色苍白且很快转为紫绀、大动脉 搏动消失、血压测不到、听诊无心音、瞳孔散 大、呼吸断续呈叹气状，继之停止） （8）胸外心脏按压 （9）电流除颤及药物应用（电流除颤一般用于触电患者） （10）安全转送医院，继续复苏,判断呼吸和人工呼吸,人工呼吸的方法： （1）一手按额，两指捏鼻。另一手托颈。 （2）略深吸一口气，包严口部，迅速吹入。 （3）松开鼻孔