王道宝
中石化华北石油工程公司国际公司河南省郑州市473132
摘要：硫化氢是强烈的神经性毒物。对黏膜亦有明显的刺激作用。急性毒性：较低浓度即可引起呼吸道及眼黏膜的局部刺激作用，浓度愈高，全身作用愈明显，表现为中枢神经系统症状和窒息症状。含硫油气井钻井十分危险，必须严格遵守相关钻井控技术标准和规程，竭尽一切可能保证施工现场作业员工、周围居民以及其他在场人员的安全。鉴于此，本文主要分析油气田开发的硫化氢防护。
关键词：油气田开发；硫化氢；防护
1、硫化氢的危害
H2S气体是一种无色、剧毒、酸性易燃气体，浓度低时具有一种类似臭鸡蛋的味道；浓度较高的时候反而没有了任何气味（因为高浓度的硫化氢瞬间就可以麻痹人们的嗅觉神经），由于H2S是一种比空气重的气体，其相对密度为1.176，因而H2S气体经常聚集在地势相对低凹处。
硫化氢有剧毒性，是强烈的神经毒物，对神经、呼吸道和眼黏膜具有明显刺激作用，致死浓度为500ppm（ppm为1×10-6），毒害级别为高度危害等级(Ⅱ级)。硫化氢在低浓度时(1～20ppm)，可闻到臭鸡蛋气味，连续处于低浓度和瞬间高浓度时(>100ppm)，可使人的嗅觉钝化而感觉不出硫化氢的存在。
在低浓度(<20ppm)时，硫化氢对人的眼睛、鼻子、喉咙和呼吸系统有刺激作用，刺激的作用将慢慢呈现出来。中等浓度(20～100ppm)时，硫化氢对人的眼睛和呼吸系统有更严重的损坏，可能出现头疼、头晕、恶心、咳嗽、呕吐及呼吸困难等症状。高浓度(>100ppm)的硫化氢，可使人发生休克、抽搐、停止呼吸、昏迷及死亡，并立即呈现出这些症状。当硫化氢在空气中的体积浓度达到4.3%～46%的范围时，还会形成爆炸混合气体。
硫化氢的水溶液对各种材质都具有腐蚀作用，包括钢材、水泥和橡胶。在石油天然气开采中，硫化氢会对设备产生腐蚀作用。硫化氢对金属的腐蚀形式主要包括电化学腐蚀和氢脆。
硫化氢对金属的腐蚀能造成井下管柱的突然断裂并坠落井底、地面管汇和仪表的爆裂，对井口装置的破坏，甚至可能发生井喷失控或着火事故。另外，硫化氢能加速非金属材料的老化，地面设备、井口装置、井下工具中的橡胶、浸油石墨、石棉绳等非金属密封件在硫化氢环境中使用一定时间后，橡胶会产生鼓泡膨大，失去弹性，密封件失效。
2、我国含硫化氢油气田的特征及其成因
根据硫化氢的成因机理可将自然界中的硫化氢分为三大类（五种）成因类型:生物成因(生物降解、微生物硫酸盐还原)、热化学成因(热分解、硫酸盐热化学还原)和火山喷发成因等。我国含硫化氢的油气田分布十分广泛，目前已知在四川盆地、红海湾地区、鄂尔多斯高原、塔里木准噶尔等含油气盆地中发现了含硫化氢油气资源。根据相关资料研究，油气田中硫化氢的主要成因为生物成因和热化学成因形成。
目前，我国针对硫化氢防护工作发布了《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010）、《含硫油气田硫化氢监测与人身安全防护规程》（SYT6277-2005）、《含硫化氢油气生产和天然气处理装置作业安全技术规程》（SY6137-2012）等多项规范性文件，对硫化氢防护工作进行了要求，以保障人民生命财产安全。
3、油气田开发的硫化氢防护措施
3.1、优化油气田开发设备、设施的防硫化氢腐蚀性能
根据上文指出，硫化氢溶液会对包括钢材、水泥、橡胶在内的多种设备、设施产生腐蚀作用。因此，可利用缓蚀剂、防护涂层等办法对设备、设施进行强化。例如在钻杆、套管上可以注入酞胺类缓蚀剂来控制硫化氢的应力腐蚀。在钢材设备的表面涂渗铝涂层可以耐高温氧化，同时其化学性质稳定，
能够抵御硫化氢溶液的腐蚀，从而延长设备的使用寿命。
3.2、设置油气田硫化氢探测防护系统
硫化氢多存在于钻井井场的钻台上、方井井槽、泥浆振动筛、泥浆循环罐、喇叭口附近、或者油气生产区中易发生油气泄露的开排口、油品取样口等处。为了防止硫化氢对人体、开采设备等的危害和影响。需要在油气田开采中设置探测防护系统。
探测部分由智能探头（传感器）、数据采集器及联动报警装置组成。在硫化氢易聚集的区域设置智能探头，根据硫化氢的性质和容易中和产生硫离子的情况来看，探头应含有硫离子测量传感器，并通过屏蔽防腐蚀电缆连接数据采集器，数据采集器根据预设的报警值进行井中含硫预警、报警，从而为人员撤离预留足够的安全时间。报警装置由声光报警器、信号接收、处理器等组成。报警指示灯设置三种颜色，分别为绿色、黄色、红色，指示等级逐渐增高。绿色为安全状态。当硫化氢的浓度达到预警值时，指示灯呈黄色，并发出声音警报，警示周边工作采取措施。当达到报警值时，指示灯转为红色，并发出强光和高分贝报警信号。防护系统则按照硫化氢的去除方式，连接自动喷淋装置，去除井中的硫化氢物质。同时设置相应的高压空气压缩机与高压气瓶相连，为现场提供足够的呼吸气源。整个防护系统手动和自动两种形式，以便能够在突发状态下，通过人为的判断，第一时间进行防护处理。应随时检查呼吸气瓶内的压力，保证气压量能够保证5min以上的逃生时间。除此之外，钻井队应配备一定数量的便携式硫化氢探测仪、过滤式防毒面具和手持給氧器，放置在清洁易取的地区，进行临时防护作业。
3.3、完善硫化氢防护演习救援制度，养成良好的作业习惯
进行不定期的硫化氢泄露演习，按照硫化氢救援防护要求，应在硫化氢易聚集地设置明显的告警标识，并安装大功率的防爆排风扇进行硫化氢的疏散。当发生中毒的事故后，将人员快速撤离至上风向安全区域，保持呼吸顺畅，进行給氧，保持身体温暖，并卧床休息，眼睛受损者应尽快用清水清洗眼睛，密切观察中毒者的病情，做好记录，就近送往医院，并将撤离应急救治过程中的情况明确汇报给医护人员。为此需要加强油气田开发人员的自救和救援技能，掌握一定的医学常识。并且在危险区外安排救护人员随时待命，保持其能在危险发生的第一时间展开救援工作。除此之外，需要在井区内设置风向标，作业人员应养成随时转移到上风向位置工作的习惯。
3.4完善硫化氢防护培训制度
对于含硫油气开发区域，每一个作业人员必须取得硫化氢防护培训证件，针对钻井、井下作业、采油、集输等不同的培训对象，选择的培训内容、采取的培训措施以及达到的目标等要有所不同；即使同一培训对象在含硫地区与非含硫地区工作，培训目标更应有所区别。一方面，在含硫化氢环境中作业的人员或有可能接触到硫化氢的作业人员上岗前都要接受硫化氢防护培训。每个员工应了解硫化氢特性、危害，会自救与救护他人，会应用各项监测技术，能正确快速使用防护设备，熟悉应急响应的程序等等。另一方面，利用宣传栏、发放《硫化氢应急手册》、张贴标语等多种形式向员工及含硫作业区周围的群众宣传硫化氢方面的知识和应急预案。
总之，长久以来，硫化氢作为一种剧毒、高腐蚀性、易燃物质，对油气田的开发存在极大的危害。重庆境内就曾发生过由于硫化氢泄露造成超过200人的中毒死亡的特大安全事故。可见，强化对硫化氢的防护对油气田的安全开发至关重要。
参考文献：
[1]韩立强.油气田硫化氢泄漏风险状态下呼吸防护设备的优化配置[J].中国石油石化,2017(01):104-106.
[2]段瑞溪,王康,李文庆.海上油气田硫化氢处理技术[J].广东化工,2015,42(05):62+54.