井站硫化氫氣的監(jiān)測(cè)與防護(hù)措施

楊云杰

（中國(guó)石油化工股份有限公司江漢油田分公司采氣一廠，重慶 408000）

1 井站硫化氫產(chǎn)生的危害

1）危害人體健康。眾所周知，硫化氫是一種無(wú)色氣體，具有一定刺激性與窒息性，低濃度接觸會(huì)刺激人們呼吸道與眼睛；而高濃度環(huán)境下影響人們整個(gè)身體健康，出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)或窒息等癥狀。雖然該氣體有臭雞蛋味，濃度太高的會(huì)麻痹人們嗅覺(jué)神經(jīng)卻無(wú)法察覺(jué)到其氣味，所以含量較高時(shí)不容易察覺(jué)，最終造成人們出現(xiàn)中毒死亡的事故。另外因硫化氫氣體有一定的危害性，國(guó)家職業(yè)安全暴露極限提出，日工作8小時(shí)其加權(quán)平均值保持在15mg/m3，這是暴露安全極限值要求；其中長(zhǎng)期與短期暴露限值分別是22mg/m3和30mg/m3。

2）腐蝕井站設(shè)備。井站設(shè)備中，金屬腐蝕形式包含電化學(xué)腐蝕、清脆及硫化物應(yīng)力開(kāi)裂，其引起井下管柱突然段落、地面管匯以及儀表爆裂，破壞井口裝置，甚至造成井噴失控或著火事故。此外，硫化氫也會(huì)加快金屬材料老化速度；硫化氫環(huán)境中使用非金屬密封件與錄井塑料管線如地面設(shè)備、井口裝置、井下橡膠、浸油石墨以及石棉繩等，橡膠會(huì)出現(xiàn)鼓泡長(zhǎng)大，彈性逐漸喪失，密封件失效以及塑料管線出現(xiàn)老化。

3）污染鉆井液。硫化氫會(huì)嚴(yán)重污染水基站井液，表現(xiàn)在密度減小后PH值降低、黏度增加、顏色變深以及鉆井液流變性減弱，為凍膠形成創(chuàng)造了條件。因而，石油勘探開(kāi)發(fā)中要注意硫化氫可能存在的條件，及時(shí)采取有效措施預(yù)防，以此降低該氣體對(duì)作業(yè)人員及設(shè)備造成的危害。

2 井站硫化氫氣體監(jiān)測(cè)方法

1）有效應(yīng)用硫化氫氣體監(jiān)測(cè)儀器。如果油氣井含有硫氣體，那么要依照SY/T6277-2005相關(guān)規(guī)定進(jìn)行鉆井。固定與便攜式監(jiān)測(cè)儀是比較常用的硫化氫氣體檢測(cè)設(shè)備，其中固定監(jiān)測(cè)儀用于監(jiān)測(cè)井場(chǎng)中易泄露硫化氫氣體及積聚場(chǎng)所氣體濃度；而便攜式監(jiān)測(cè)儀器常常用于檢測(cè)不固定場(chǎng)所含有的硫化氫氣體濃度。

2）快速化學(xué)分析監(jiān)測(cè)法。（1）標(biāo)準(zhǔn)碘量監(jiān)測(cè)法。油氣井開(kāi)發(fā)中，經(jīng)常使用該監(jiān)測(cè)方法檢測(cè)油井現(xiàn)場(chǎng)硫化氫體積分?jǐn)?shù)。原理在于用酸預(yù)處理鉆井液，轉(zhuǎn)化出鉆井液中硫化鈉中硫化氫氣體，其與醋酸鋅(ZnAC2)發(fā)生反應(yīng)形成白色沉淀物硫化鋅(ZnS)，該物質(zhì)溶解于酸內(nèi)并在標(biāo)準(zhǔn)碘液作用下，用硫代硫酸鈉(Na2S2O3)滴定過(guò)量碘液以此有效計(jì)算硫化氫氣體體積分?jǐn)?shù)。該方法準(zhǔn)確性高，其誤差控制不超過(guò)5%。（2）快速測(cè)定管法，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)硫化氫氣體時(shí)，該方法使用頻率大。其檢測(cè)原理在于先在細(xì)玻璃管中裝入硅膠，其吸附了醋酸鉛(PbAC2)與氯化鋇（BaCl2），在規(guī)定時(shí)間內(nèi)注入含硫化氫氣體，注入量控制在100ml，反應(yīng)生成硫化鉛(PbS)褐色氣體。實(shí)際檢測(cè)中，結(jié)合硅膠柱變色長(zhǎng)度檢測(cè)硫化氫體積分?jǐn)?shù)。油氣井鉆井液現(xiàn)場(chǎng)錄井中，用注射器在鉆井液出口槽面抽取100ml樣本，利用測(cè)定管對(duì)比硅膠柱變色長(zhǎng)度與標(biāo)準(zhǔn)尺，以此計(jì)算出硫化氫體積分?jǐn)?shù)。該檢測(cè)方法簡(jiǎn)單、易操作，且攜帶方便有很高的靈敏度。（3）醋酸鉛試紙法。硫化氫氣體預(yù)期反應(yīng)聲場(chǎng)褐色硫化氫氣體，比較標(biāo)準(zhǔn)比色板中該氣體體積分?jǐn)?shù)。使用該方法對(duì)井場(chǎng)與大氣環(huán)境中的硫化氫氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，屬于定性與半定量相結(jié)合的監(jiān)測(cè)技術(shù)。（4）硫化氫報(bào)警法。醋酸試紙與含硫化氫其發(fā)生反應(yīng)后試紙顏色發(fā)生改變，為了準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)硫化氫氣體體積分?jǐn)?shù)變化情況，加強(qiáng)反應(yīng)試紙與電路組合，應(yīng)用監(jiān)測(cè)設(shè)備做好體積分?jǐn)?shù)變化的監(jiān)測(cè)，同時(shí)發(fā)出報(bào)警并自動(dòng)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)指針到預(yù)定部位后監(jiān)測(cè)儀發(fā)出報(bào)警信號(hào)。碳酸鹽巖地層為主的錄井開(kāi)采中，該監(jiān)測(cè)儀器使用范圍廣，就是所謂的硫化氫傳感器。日常監(jiān)測(cè)時(shí)，井場(chǎng)傳感器安裝不能少于兩個(gè)，井口與脫氣器上分別安裝一個(gè)，再用專用線路及綜合錄井儀連接以此實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為報(bào)警裝置正常運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

3）有效監(jiān)測(cè)地層情況與壓力。鉆探工作中，單純硫化氫氣層比較少，大部分是與天然氣、油層共同存在的。各地區(qū)地層有不同的硫化氫含量，而且相同地區(qū)不同地層其硫化氫含量與危害性也是所有差異的。所以監(jiān)測(cè)硫化氫氣體時(shí)，準(zhǔn)去掌握井場(chǎng)地層及區(qū)域地質(zhì)特點(diǎn)是十分必要的。鉆井前，掌握周邊地區(qū)硫化氫出現(xiàn)異常，以此有效編制預(yù)案監(jiān)測(cè)硫化氫氣體。油井開(kāi)發(fā)中，全面分析錄井現(xiàn)有硫化氫氣體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，還要考慮油氣井地層壓力及項(xiàng)目參數(shù)等信息。尤其要注意高壓油氣層，結(jié)合壓力分析事先預(yù)報(bào)高壓層，結(jié)合壓力監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)鉆井液密度進(jìn)行調(diào)整，確保鉆進(jìn)液密度與技術(shù)規(guī)范要求保持一致，以此有效預(yù)防因硫化氫大量氣侵而引發(fā)井噴事故。

4）監(jiān)測(cè)鉆井液性能變化。鉆井時(shí)，硫化氫氣侵過(guò)程中會(huì)污染鉆井液，水基站井液受到的污染是最為嚴(yán)重的，其會(huì)導(dǎo)致井液性能出現(xiàn)以下改變：PH值與監(jiān)堿度降低、黏度增加、液體損失加大以及水基站井液顏色成為暗綠色。因而，鉆井液各項(xiàng)性能監(jiān)測(cè)特別是PH變化，也是監(jiān)測(cè)硫化氫氣體的重要監(jiān)測(cè)方法。

3 井站硫化氫氣體安全防護(hù)措施

1）合理選擇礦井位置。石油礦井要在人煙稀少的村鎮(zhèn)選址，嚴(yán)格依照石油天然氣開(kāi)采規(guī)定與安全技術(shù)流程，遠(yuǎn)離永久性建筑與鄉(xiāng)村民房。同時(shí)選址時(shí)，還要注意區(qū)域的通風(fēng)與空曠性，確保礦井前后環(huán)境空氣流暢。石油礦井中，安全進(jìn)出口不能少于2個(gè)，確保緊急情況下能夠及時(shí)疏散并搶救人員。另外井場(chǎng)內(nèi)要根據(jù)規(guī)定做好相關(guān)開(kāi)采設(shè)備擺放、電氣設(shè)備與用電輸送管線的布局設(shè)置。井場(chǎng)內(nèi)臨時(shí)安全區(qū)域不能少于3處，其要設(shè)置在通風(fēng)區(qū)域，大多是在季風(fēng)上風(fēng)口位置，以此為緊急情況避難提供保障。最后，配置完整的指示標(biāo)牌，寒冷季節(jié)進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，做好設(shè)備保溫處理，在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝通風(fēng)設(shè)備。

2）加強(qiáng)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)硫化氫氣體。油氣井場(chǎng)進(jìn)行開(kāi)采作業(yè)前，要在礦井循環(huán)池與井口等硫化氫易聚集區(qū)域安裝毒氣警告標(biāo)志。而在作業(yè)區(qū)域內(nèi)，防毒面具、空氣循環(huán)泵、可燃性與硫化氫氣體相關(guān)監(jiān)測(cè)報(bào)警器、便攜及固定式監(jiān)測(cè)報(bào)警儀等基礎(chǔ)設(shè)施的配置也很必要，其中在井場(chǎng)工作室、操作人員工作部位、方井與設(shè)備作業(yè)區(qū)域中依照規(guī)定安裝固定式報(bào)警器，而且報(bào)警儀以聲光報(bào)警器為主?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)區(qū)中，專業(yè)安全管理人員的配置也是非常重要的。另外，鉆井現(xiàn)場(chǎng)要在防污染與防塵的地方放置防護(hù)設(shè)備，還要及時(shí)更新養(yǎng)護(hù)防護(hù)器具。

3）加大人員培訓(xùn)力度。如果井場(chǎng)作業(yè)環(huán)境中含有硫化氫氣體，相關(guān)機(jī)構(gòu)要加強(qiáng)作業(yè)人員培訓(xùn)教育，便于人員深入了解該氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)及生命安全保護(hù)措施。機(jī)構(gòu)要注意情報(bào)的橫向交流，掌握國(guó)內(nèi)外動(dòng)向。首先，含硫化氫環(huán)境中上崗前作業(yè)人員要接受培訓(xùn)并通過(guò)考核獲得上崗證后才能上崗。其次，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員、監(jiān)督與管理人員通過(guò)培訓(xùn)后要具備以下能力：掌握硫化氫各類物理、化學(xué)特點(diǎn)與人體危害性；了解硫化氫監(jiān)測(cè)儀設(shè)備性能、使用與維護(hù)方法；了解人身安全防護(hù)裝置結(jié)構(gòu)與性能，靈活操作并維護(hù)；熟悉安全作業(yè)規(guī)定及流程；面對(duì)硫化氫泄漏及員工急性中毒事故，作業(yè)人員能夠采取自救與互救措施保護(hù)，還要熟悉井場(chǎng)作業(yè)應(yīng)急預(yù)案內(nèi)容。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，近些年，硫化氫中毒事件發(fā)生頻繁，特別是石油與化工行業(yè)，比如趙48井與羅家16H井發(fā)生的井噴事故。所以在“以人為本，健康、安全、環(huán)境為先”理念下，準(zhǔn)確檢測(cè)井場(chǎng)硫化氫毒害氣體濃度，采取有效技術(shù)手段做好作業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)，合理制定安全作業(yè)指導(dǎo)書(shū)與應(yīng)急預(yù)案，加強(qiáng)演練，在此基礎(chǔ)上保障生產(chǎn)的安全性，促進(jìn)人與環(huán)境實(shí)現(xiàn)和諧發(fā)展。