H2S預(yù)防和應(yīng)急預(yù)案1．1鉆井過程中H2S的來源(1)某些鉆井液處理劑在高溫高熱分解作用下，產(chǎn)生H2S。(2)鉆井液中細(xì)菌的作用。(3)鉆人含H2S地層，大量均S侵入井中。H2S氣田多存在于碳酸鹽巖一蒸發(fā)巖地層中，尤其在與碳酸巖伴生的硫酸鹽沉積環(huán)境中，H2S更為普遍。一般地講，H2S含量隨地層埋深增加而增大。1．2含硫氣田井場及鉆機(jī)設(shè)備的布置(1)進(jìn)行鉆前工程前，應(yīng)從氣象資料中了解當(dāng)?shù)丶竟?jié)風(fēng)的風(fēng)向。(2)井場及鉆機(jī)設(shè)備的安放位置應(yīng)考慮季節(jié)風(fēng)風(fēng)向。井場周圍要空曠，盡量在前后或左右方向能讓季節(jié)風(fēng)暢通。鉆機(jī)設(shè)備及井場布置見圖6—27。(3)測井車等輔助設(shè)備和機(jī)動(dòng)車輛，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離井口，至少在25mm以外。(4)井場值班室、工作室、鉆井液室等應(yīng)設(shè)置在井場季節(jié)風(fēng)的上風(fēng)方向。(5)在季節(jié)風(fēng)上風(fēng)方向較遠(yuǎn)處專門設(shè)置消防器材室，配備足夠的防毒面具和配套供氧呼吸設(shè)備。供氧呼吸設(shè)備在空氣中含任何濃度H2S下，能給鉆井人員以保護(hù)，當(dāng)氧氣不足時(shí)還能發(fā)出警告信號。所有防護(hù)器具應(yīng)放在使用方便、清潔衛(wèi)生的地方，并定期檢查以保證這些器具處于良好的備用狀態(tài)，同時(shí)作好記錄。(6)在井架上、井場季節(jié)風(fēng)AH處、消防器材室等地應(yīng)設(shè)置風(fēng)向標(biāo)。一旦發(fā)生緊急情況(如H2S濃度超過安全臨界濃度)，鉆井人員可向上風(fēng)方向疏散。(7)在鉆臺上、下和振動(dòng)篩等H2S易聚積的地方，應(yīng)安裝排風(fēng)扇，以驅(qū)散工作場所彌漫的硫化氫。(8)進(jìn)入氣層前50m應(yīng)將二層臺設(shè)置的防風(fēng)護(hù)套和其它類似圍布拆除。(9)井場所有用電線路、設(shè)備、照明器具和鋪設(shè)和安裝應(yīng)符合SY5225—87中2．2“井場及鉆井設(shè)施”和3．2“井場裝置”的規(guī)定。(10)確保通訊系統(tǒng)暢通。1．3H2S的監(jiān)測(1)在井場H2S容易積聚的地方，特別是方井、循環(huán)池、振動(dòng)篩附近和鉆臺等常有井隊(duì)人員的地方，應(yīng)安裝1lS監(jiān)測儀及音響報(bào)警系統(tǒng)，且能同時(shí)開啟使用。(2)當(dāng)空中H2S含量超過安全臨界濃度時(shí)，監(jiān)測儀能自動(dòng)報(bào)警，其音響應(yīng)使井場工作人員聽到。二層臺應(yīng)裝設(shè)音響報(bào)警器。(3)含硫地區(qū)的井隊(duì)，井場工作人員必須配備便攜式H：S監(jiān)測器。(4)蝎S監(jiān)測儀器應(yīng)進(jìn)行周檢和強(qiáng)檢。(5)鉆人氣層時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對鉆井液中H,S的測定。(6)在新構(gòu)造上鉆第一口探井時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的H2S監(jiān)測和預(yù)防措施。1．4井控設(shè)備的安裝和材質(zhì)1．4．1安裝(1)根據(jù)地層和壓力梯度配備相應(yīng)壓力等級的防噴器組合及井控管匯等設(shè)備，并按要求進(jìn)行安裝、固定和試壓。(2)鉆井井口和套管的連接，每條防噴管線的高壓區(qū)都不允許焊接。(3)放噴管線應(yīng)裝兩條，其夾角為90‘，并接出井場100m以外(圖6—27)，若風(fēng)向改變時(shí)，至少有一條能安全使用。(4)壓井管線至少有一條在季節(jié)風(fēng)的上風(fēng)方向，以便必要時(shí)放置其它設(shè)備(如壓裂車等)作壓井用。(5)井控設(shè)備(和管線)在安裝、使用前應(yīng)進(jìn)行無損探傷。(6)井控設(shè)備(和管線)及其配件在儲運(yùn)過程中，需要采取措施避免碰撞和被敲打；應(yīng)注明鋼級、嚴(yán)格分類保管并帶有產(chǎn)品合格證和說明書。1．4．2材質(zhì)(1)鋼材鋼的屈服極限不大于655MPa，硬度最大為HRC22。若需使用屈服極限和硬度比上述要求高的鋼材，必須經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚?如調(diào)質(zhì)、固溶處理等)，并在含H2S介質(zhì)的環(huán)境中試驗(yàn)，證實(shí)其具有抗H2S應(yīng)力腐蝕開裂的性能后，方可采用。(2)非金屬材料。凡密封件選用的非金屬材料，應(yīng)具有在H2S環(huán)境中能長期使用而不失效的性能。1．5含硫油氣田鉆井設(shè)計(jì)的特殊要求(1)在含硫地區(qū)的鉆井設(shè)計(jì)中，應(yīng)注明含硫地層及其深度和預(yù)計(jì)含量。(2)若預(yù)計(jì)H2S壓力大于0．21kPa時(shí)，必須使用抗硫套管、鉆桿等其它管材。(3)當(dāng)井下溫度高于93℃時(shí)，套管和鉆鋌可不考慮抗硫性能。(4)高壓含硫地區(qū)可采用厚壁鉆桿。(5)設(shè)計(jì)鉆開含硫地層的鉆井液密度，其安全附加密度在規(guī)定的油井標(biāo)準(zhǔn)O．05～0．10g／cm3、氣井標(biāo)準(zhǔn)0．07～0．15g／cra3上選用上限值。(6)井隊(duì)必須有足量的高密度鉆井液(超過鉆進(jìn)用鉆井液密度0．1g／cm3以上)和加重材料儲備。高密度鉆井液的儲存量一般是井筒容積的1-2倍。(7)在鉆開含硫地層后，要求鉆井液的pH值始終控制在9．5以上，并選用相適應(yīng)的加重材料。若采用鋁制鉆具時(shí)，pH值不得超過10．5。(8)嚴(yán)格限制在含硫地層用常規(guī)中途測試工具進(jìn)行地層測試工作，若必須進(jìn)行時(shí)，應(yīng)減少鉆柱在H2S中的浸泡時(shí)間。(9)必須對井場周圍2km以內(nèi)的居民住宅、學(xué)校、廠礦等進(jìn)行勘測，并在設(shè)計(jì)書上標(biāo)明位置。在有H2S溢出井口的危險(xiǎn)情況下，應(yīng)通知上述單位人員迅速撤離。1．6含硫油氣田鉆井的安全操作(1)必須制定一個(gè)完整的對井隊(duì)進(jìn)行救援的計(jì)劃，在進(jìn)入氣層前應(yīng)和醫(yī)院、消防部門取得聯(lián)系。(2)在即將鉆人含硫地層時(shí)，應(yīng)對鉆井隊(duì)進(jìn)行一次防H2S的安全培訓(xùn)，并向當(dāng)班的各崗位人員發(fā)出警告信號。(3)在高含硫地區(qū)即將鉆進(jìn)油氣層中時(shí)，以及發(fā)生井涌、井噴后，應(yīng)有醫(yī)生、救護(hù)車、技安人員在井場值班。(4)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)鉆井液密度配制鉆井液。未經(jīng)批準(zhǔn)，不得修改設(shè)計(jì)鉆井液密度。經(jīng)隨鉆壓力監(jiān)測發(fā)現(xiàn)地層壓力異常時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整鉆井液密度以保持井內(nèi)壓力平衡。(5)做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)溢流顯示，迅速控制井口，并盡快調(diào)整鉆井液密度壓井。(6)利用鉆井液除氣器和除硫劑，將鉆井液中H2S的含量控制在75mg／L以下，并隨時(shí)對鉆井液的pH值進(jìn)行監(jiān)測。(7)在油氣層和油氣層以上起鉆時(shí)，前十根立柱起鉆速度應(yīng)控制在0．5m／s以內(nèi)。(8)在油氣層和鉆過油氣層進(jìn)行下鉆作業(yè)時(shí)，必須進(jìn)行短程起下鉆。(9)在含硫地層取心起鉆，當(dāng)取心工具離地面還有五柱時(shí)，鉆臺作業(yè)人員戴上防毒面具，直到取出巖心筒。(10)鋼材，尤其是鉆桿，其使用拉應(yīng)力需控制在屈服極限的60％以下。(11)在油氣層鉆進(jìn)時(shí)，若在井場動(dòng)用電、氣焊，必須采取絕對安全的防火措施，并按規(guī)定程序報(bào)批執(zhí)行。(12)當(dāng)在H2S含量超過安全臨界濃度的污染區(qū)進(jìn)行必要的作業(yè)時(shí)，必須配帶防護(hù)器具，且至少有兩人同在一起工作，以便相互救護(hù)。(13)井隊(duì)在現(xiàn)有條件下不能實(shí)施井控作業(yè)而決定放噴點(diǎn)火時(shí)，點(diǎn)火人員應(yīng)配帶防護(hù)器具，并在上風(fēng)方向，離火口距離不得少于10m，用點(diǎn)火槍遠(yuǎn)程射擊。(14)控制住井噴后，應(yīng)對井場各個(gè)崗位和可能積聚H-,S的地方進(jìn)行濃度檢測。只有在安全臨界濃度以下時(shí)，人員方能進(jìn)入。1．7H2S防護(hù)演習(xí)為了使在井場上的所有作業(yè)人員都能高效地應(yīng)付H2S緊急情況，應(yīng)當(dāng)每天進(jìn)行一次H2S防護(hù)演習(xí)。若所有人員的演習(xí)都令人滿意了，該防護(hù)演習(xí)可放寬到每星期一次。當(dāng)H2S報(bào)警器發(fā)出警報(bào)時(shí)，應(yīng)采取下列步驟：(1)所有必要人員都要戴上呼吸器，井隊(duì)的健康、安全與環(huán)境監(jiān)督應(yīng)檢查管道空氣系統(tǒng)上的呼吸空氣供應(yīng)閥，作業(yè)人員應(yīng)按應(yīng)急計(jì)劃采取必要的措施。(2)平臺上的鼓風(fēng)機(jī)工況良好，并且所有明火都應(yīng)熄滅。(3)保證至少兩人在一起工作，防止任何人單獨(dú)出入H：S污染區(qū)。(4)如果有不必要的人員在井場，他們須戴上呼吸器離開現(xiàn)場。(5)封鎖井場大門，并派人巡邏。在大門口插上紅旗，警告鉆機(jī)附近有極度危險(xiǎn)。(6)發(fā)出H2S情況解除信號后，井隊(duì)的健康、安全與環(huán)境監(jiān)督應(yīng)做到：a．檢查呼吸器、空氣軟管等，并判斷可能出現(xiàn)的故障，進(jìn)行必要的整改；b．給自持式呼吸器充氣，以供下次使用；檢查有無故障或損壞，必要時(shí)進(jìn)行整改，每個(gè)自持式呼吸器要存放在方便、衛(wèi)生的地方；c．檢查H2S傳感和檢測設(shè)備、發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)整改；d．用手提式檢查儀檢測低洼區(qū)、空氣不通區(qū)，以及鉆機(jī)周圍有無曬S聚集；e．匯報(bào)各種H,S檢測設(shè)備、防護(hù)設(shè)備等有無破損情況。(7)1-12S防護(hù)演習(xí)應(yīng)記錄在值班日志上，記錄內(nèi)容應(yīng)包括：a．日期；b．培訓(xùn)；c．鉆井深度；d．完鉆所需時(shí)間；e．天氣情況；f，參加練習(xí)的隊(duì)員名單；g．在鉆臺或安全匯報(bào)點(diǎn)活動(dòng)的簡單描述；h．在演習(xí)過程中應(yīng)注明隊(duì)員的不規(guī)范操作或設(shè)備的故障，在日常鉆井報(bào)告上也應(yīng)注明每次H，S的防護(hù)演習(xí)情況。(8)演習(xí)后，對通知當(dāng)?shù)卣途婢畧龈浇木用癯冯x現(xiàn)場的H2S應(yīng)急計(jì)劃進(jìn)行討論。1．8疏散一旦聽到H：S報(bào)警器的聲音，HSE監(jiān)督將對情況作出評價(jià)，并決定將采取的行動(dòng)。(1)一旦收到HSE監(jiān)督的疏散通知，所有不必要的人員應(yīng)迅速離開井場。(2)只要認(rèn)為井場沒有別的事情可做，則所有必要人員應(yīng)轉(zhuǎn)移到安全區(qū)域并疏散。(3)HSE監(jiān)督必須通知緊急情況管理部門，必要時(shí)，應(yīng)協(xié)助危險(xiǎn)區(qū)域的居民疏散。(4)為保持井場安全，未經(jīng)許可，無關(guān)人員不得進(jìn)入井場。1．9H2S中毒的早期搶救與護(hù)理1．9．1HzS中毒的早期搶救(1)進(jìn)入毒氣區(qū)搶救傷員，必須先帶上防毒面具。(2)迅速將中毒者從毒氣區(qū)抬到通風(fēng)且空氣新鮮的上風(fēng)地區(qū)。(3)如果中毒者已停止呼吸和心跳，應(yīng)立即實(shí)施人工呼吸和胸外心臟按壓，直至呼吸和心跳恢復(fù)正常，亦可使用呼吸器進(jìn)行搶救。(4)如中毒者沒有停止呼吸，應(yīng)絕對保持中毒者處于放松狀態(tài)，并給予輸氧。隨時(shí)保持中毒者的體溫，不能亂抬亂背，應(yīng)將中毒者放于平坦干燥的地方就地?fù)尵取?．9．2一般護(hù)理知識(1)當(dāng)呼吸和心跳恢復(fù)后，可給中毒者飲些興奮性飲料和濃茶、咖啡，并專人護(hù)理。(2)如眼睛輕度損害，可用干凈水清洗或冷敷。(3)那怕輕微中毒，也要休息幾天，不得再度受曬S的傷害。因?yàn)楸?lS傷害過的人，對H2S的抵抗力變得更低了。1．9．3人工呼吸(胸外心臟按壓法及口對口吹氣法)1．9．3．1胸外心臟擠壓法當(dāng)中毒者心臟與呼吸停止時(shí)，可用此法進(jìn)行人工呼吸，若與口對口吹氣法同時(shí)進(jìn)行效果更好，操作方法如下：(1)將傷員抬到空氣流通地方(注意防止受涼)，解開有礙呼吸的領(lǐng)扣、腰帶，平放仰臥在有衣物墊的硬板上，拉開患者下頜，使口腔張開，以利呼吸。(2)救護(hù)者跨跪在患者的腰部，正確找準(zhǔn)擠壓點(diǎn)，兩手相迭，手掌根部放在心口窩稍高一點(diǎn)的地方，即掌根放在胸骨底下X部位。(3)掌根用力向下(脊背方向)擠壓，壓出心臟內(nèi)血液，每秒一次，壓陷3～5cm，用力應(yīng)均勻。(4)擠壓后掌根很快放松，使傷員胸廊自動(dòng)復(fù)原，血又充滿心臟。如此反復(fù)擠壓、放松，用力應(yīng)適當(dāng)，既有效擠壓，又應(yīng)避免內(nèi)傷。1．9．3．2口對9吹氣法(1)讓中毒者仰臥，解開領(lǐng)口和腰帶，將患者頭部轉(zhuǎn)向一邊，清除患者口中粘痰、假牙、泥沙等異物。(2)將患者下腭用力向前張開，使之呼吸道暢通。(3)抬起下頒用一只手捏住患者鼻子，口對患者的嘴做深呼吸，吸出患者體內(nèi)廢氣。(4)當(dāng)吹氣人患者體內(nèi)時(shí)，看到患者胸部鼓起，證明呼吸道無阻塞。(5)吹足氣后，將嘴移開，讓其呼出體內(nèi)的氣，每3秒均勻吹一次。重復(fù)(3)一(5)動(dòng)作，直至患者能自由呼吸為止。對嚴(yán)重旺S中毒者，在搶救過程中，上述兩法最好同步進(jìn)行搶救。一旦患者自由呼吸或確認(rèn)患者已死，方可停止進(jìn)行。1．10H2S防護(hù)技術(shù)培訓(xùn)鉆井人員必須進(jìn)行H2S防護(hù)技術(shù)培訓(xùn)，取得培訓(xùn)合格證書者，才允許在含硫地區(qū)從事鉆井作業(yè)，培訓(xùn)內(nèi)容如下：(1)了解H2S的物理化學(xué)性質(zhì)和對設(shè)備、人體帶來的危害，以及鉆遇H2S可能產(chǎn)生的嚴(yán)重后果。a．H2S的物理化學(xué)性質(zhì)：是一種無色、劇毒、強(qiáng)酸性氣體。低濃度的H2S氣體有臭蛋味。其相對密度為1．176，較空氣重。H2S燃點(diǎn)250℃，燃燒時(shí)呈藍(lán)色火焰，產(chǎn)生有毒的二氧化硫。H2S與空氣混合，濃度達(dá)4.3％～46％時(shí)就形成一種爆炸混合物。b．H2S對人體的危害：H2S的毒性較一氧化碳大5～6倍，幾乎與氰化氫同樣劇毒。不同濃度的H2S對人體的危害不同，具體見表6—15。c．H2S對金屬材料的腐蝕：H2S溶于水形成弱酸，對金屬的腐蝕形式有電化學(xué)失重腐蝕、氫脆和硫化物應(yīng)力腐蝕開裂，以后兩者為主，一般統(tǒng)稱為氫脆破壞。氫脆破壞往往造成井下管柱的突然斷落、地面管匯和儀表的爆破、井口裝置的破壞，甚至發(fā)生嚴(yán)重的井噴失控或著火事故。d．H2S能加速非金屬材料的老化：在地面設(shè)備、井口裝置、井下工具中有橡膠、浸油石墨、石棉等非金屬材料制作的密封件，它們在H25環(huán)境中使用一定時(shí)間后，