石油作业防硫化氢技术

硫化氢对人体造成的主要损害：

呼吸系统损害：
流涕、咽痒、咽痛、咽干、皮肤粘膜青紫、胸 闷、咳嗽剧烈、呼吸困难、有窒息感、支气管炎、 肺炎、肺水肿、急性呼吸道综合症等

心肌损害：心律失常、心肌炎
眼：双眼刺痛、流泪、畏光、充血、灼热、视 力模糊、角膜水肿

急性硫化氢中毒一般发病迅速，出现以脑和呼 吸系统损害为主的临床表现，亦可伴有心脏等器 官功能障碍。
硫化氢能在液体中溶解，在293K时1体积水溶解2.6体积的 可溶性 硫化氢。其溶解度与温度、气压有关。但化学性质不稳定 温度、振动、 减压？
液态的硫化氢的沸点很低，我们通常接触到的是气态 沸点 的硫化氢.沸点-60.20C，熔点 –82.90C
硫、二氧化硫
1、硫：是硫化氢、二氧化硫、硫矿的组成成分，又
分离器
储罐 水套炉
油气管道
⑦计量站、维修仪表 ⑧天然气压缩机
稠油热采
在油田的石油开采中，针对稠油粘度大等特征和各油藏 的构造可采取不同的采油工艺。 近几年来在一些稠油区块的开采中发现了硫化氢气体， 特别是实行蒸汽驱的区块，有的油田较高浓度的硫化氢全部 集中在蒸汽驱井内。 稠油中的含硫有机化合物，在热裂解可以为硫化氢的形 成提供丰富的硫的来源，硫的物质来源主要为稠油中的含硫 有机化合物、地层水中的硫酸根离子以及开采过程中注入的 外来物质，这些含硫有机化合物的热裂解可以为硫化氢的形 成提供丰富的硫的来源。
短时间
非常短暂的时间闻到 臭蛋味，灼烧眼睛， 刺激呼吸道，使人呕 吐
0.13~100ppm
稍长时间 0.13~100ppm
失去嗅觉，眩晕， 头痛，咳嗽
剧烈恶心、头痛，眼睛 和呼吸道剧烈灼烧，肺 部阻塞不畅，流感症状 迅速倒地，失去知觉， 瞬间呼吸停止，继而 心跳停止，“闪电型 死亡”
定义
5 、不良通风：通风无法有效地防止大量有毒或惰性气体 聚聚，从而形成危险。 6 、就地庇护所：指通过让居民在室内直至紧急疏散人员 到来或紧急情况结束，避免暴露于有毒气体或蒸气环境中 的公众保护措施。 7 、阈限值 : 几乎所有工作人员长期暴露都不会产生不利 影响的某种有毒物质在空气中的最大浓度。硫化氢为
稠油热采中硫化氢的来源
（1）地层水中的硫酸根离子 稠油区块种常见硫酸根离子，在高温作用下，地层水中的 硫酸根离子发生还原反应，为硫化氢的形成提供了硫的来源。 开采过程中注入的外部化学剂（如硫酸盐和亚硫酸盐等） 由于稠油及其油藏的特殊性，在开采过程中通常要加入各 种化学剂，如：洗油剂、除氧剂、除粒剂等。这些表面活性剂 大都是含硫化合物，在适宜的环境下，含硫化合物会发生热还 原或热分解作用，为硫化氢的形成提供来源。
第一部分
硫化氢的来源、性质和危害
硫化氢的定义
定义： 硫化氢（H2S）气体分子是由两个
氢原子和一个硫原子组成，它的分子量为
34.08 。它是一种剧毒、无色 ( 透明 ) ，比空气
重的气体。
硫化氢是无色、剧毒、酸性气体，人的肉眼看不见 颜色 衡量？
一 、 硫 化 氢 物 理 化 学 性 质
低浓度的硫化氢有一种特殊的令人讨厌的臭鸡蛋味 气味
描述气味？
密度 硫化氢是一种比空气重的气体，其相对密度为1.189
只要有硫化氢 硫化氢气体与空气或氧气混合，就会爆炸 就爆炸吗？ 爆炸极限
任何情况都比 空气重吗？
（4.3％～46％）
天然气：5%----15%
吗？
可燃性 燃烧就安全了 硫化氢易燃，燃烧时发出兰色火焰 2H2S+3O 2=2SO2+2H2O
15mg/m3(10ppm），二氧化硫为5.4mg/m3(2ppm)。
定义
8、安全临界浓度 : 工作人员暴露安全工作 8小时可接受 的最高浓度。硫化氢为30mg/m3(20ppm)。 9、危险临界浓度 : 达到此浓度时，对生命和健康会产 生不可逆转的或延迟性的影响。硫化氢为 150mg/m3(100ppm) 。
结论：
稠油区块硫化氢的形成与稠油热采有关。根据各油
田的开采情况，稠油热采方式和热采温度是形成硫化氢
的主要控制因素。蒸汽驱热采温度高形成硫化氢的含量 高，稠油热采的时间对硫化氢的形成有促进作用，稠油 热采持续时间长，含硫化氢或硫酸盐受热时间也越长， 持续的高温受热，原油中的含硫化合物热分解或地层水 的硫酸盐热还原也越充分，由此形成的硫化氢浓度也越 高，蒸汽驱热采时间越长、地层温度越高形成的硫化氢 浓度就越高。
二、 硫化氢气体的来源
硫化氢是动物有机物或植物等由于细菌作用而成， 所以硫化氢存在于原油和天然气、生活中以及各种共工 业和生物生产过程中产生。 目前，有 70 多种职业有机会接
触硫化氢。
1 、 硫 化 氢 的 形 成
生物化学成因 热化学成因 岩浆成因
石油作业中硫化氢气体的来源
钻井
井下
采油
采油采气
（2）油层矿物及金属离子的催化作用 油层中的无机盐矿物成分相当复杂，其中有很多金属 化合物，如这些化合物中的Ni、V、Fe、Mo等金属离子。 油层矿物对稠油水热裂解油催化作用，稠油中某些金属离 子矿物和油层砂对稠油水裂解反映有催化作用。
总之含硫化合物的热化学分解，硫酸盐热化学还原，
外来物质的加入是形成稠油热采硫化氢的主要来源。
10、含硫天然气：指天然气、凝析油或酸性系统中气体
总压等于或高于0.4MPa，而且该气体中硫化氢分压等于 或高于0.3KPa。
四、硫化氢对人体的影响
（1）、硫化氢进入人体的途径
硫化氢只有进入人体并与人体的新陈代谢 发生作用后，才会对人体造成伤害。硫化氢侵入 人体的途径主要为呼吸道吸入、皮肤吸收、消化 道吸收。
荐作法）

SY/T6137-2005（含硫化氢的油气生产和天然
气处理装置作业的推荐作法） SY/T6610-2005（含硫化氢油气井井下作业推 荐作法） SY/T6277-2005（含硫油气田硫化氢检测与人 身安全防护规程）


人员培训：
1、涉及潜在硫化氢的油气开采区域的管理 人员和现场操作人员 2、来访者和其他临时指派人员
2003 年 12 月 23 日，重庆开县川 东北气矿罗家16H井发生井喷
12.23事故的损失
死亡243人，遇难家庭190户，10175
人入院观察治疗，约6万人星夜紧急疏 散
赔偿金额共计3300万元 直接经济损失2亿6千万元
中华人民共和国石油天然气行业标准

SY/T5087-2005（含硫化氢油气井安全钻井推
加速，严重时，心脏缺氧而死亡。
（2）、硫化氢对人体造成的主要伤害
硫化氢对人体造成的主要损害：

中枢神经系统：
接触较高浓度的硫化氢后可出现头痛、头晕、
乏力、供给失调等症状，可发生轻度意识障碍。
接触高浓度的硫化氢后可出现头痛、头晕、
易激动、烦躁、意识模糊，可突然发生昏迷。
接触极高浓度的硫化氢后可发生电击样死亡。
脑和脊髓。接受、分 析、综合体内外环境 传来的信息，然后发 出指令。
硫化氢作用的主要靶器是中枢神经系统和呼吸
系统，也可伴有心脏等多器官的损害。
对硫化氢作用最敏感的组织是脑和粘膜接触部
位。
一个人对硫化氢的敏感性随其与硫化氢接触次
数的增加而减弱。
硫化氢被吸入人体,首先剌激呼吸道使嗅觉钝
化、咳嗽，严重时将其灼伤。其次，刺激神径 系统，导致头晕，丧失平衡，呼吸困难，心跳
三、标准中常用的术语和定义
1、呼吸区： 2、封闭设施 3、基本人员 4、立即威胁生命和健康的浓度 5、不良通风 6、就地庇护所 7、阈限值 8、安全临界浓度 9、危险临界浓度 10、含硫化氢天然气
定义
1、呼吸区：肩部正前方半径为152~229mm的半球型区 域。 2、封闭设施：一个至少有2/3的投影平面被密闭的三维 空间，并留有足够尺寸保证人员进入。建筑屋意味着2/3以上 的区域有墙、天花板和地板。 3、基本人员：进行正确的、谨慎的安全操作所需的人员 以及对硫化氢和二氧化硫状况进行有效控制所需的人员。 4、立即威胁生命和健康的浓度：达到此浓度会立即对生 命造成威胁，或对健康造成不可逆转的或滞后的不良影响， 或将影响人员撤离危险环境的能力。硫化氢为 450mg/m3(300ppm) 。二氧化硫为100ppm
注水
H2S
管道、酸洗
石油中硫化氢的主要来源
石 油 中 硫 化 氢 主 要 来 源
修井作业、措施井作业过程中可产生硫化 氢。
井下作业中硫化氢气体的来源
井下作业时循环洗井、循 环压井、抽吸排液、放喷排 液都会释放出硫化氢气体， 所以循环罐、油罐和贮液罐 周围有可能存在硫化氢气体 超标。 井下作业时，入井液中的硫酸盐进入地层，被 注意：油罐的顶盖，计量 孔盖和封闭油罐的通风管， 地层中的细菌分解会产生硫化氢。 都是硫化氢向外释放的途径。 在酸化、酸洗井过程中，地层和井筒中 在井口、压井液、放喷管、 的硫化物会与酸化、酸洗液发生反应产 循环泵、管线中也可能有硫 生硫化氢，如 FeS＋2HCL＝H2S ＋FeCL2
50ppm
硫化氢在 空气中浓度
暴露于硫化氢的典型特性
3~15分钟就会出现咳嗽、眼睛受刺激和失去嗅觉。在 5~20分钟过后，呼吸就会变样、眼睛就会疼痛并昏昏 欲睡，在1小时后就会刺激喉道。如果不撤离危险区就 会面临失去生命的危险
100ppm
300ppm
500ppm 700ppm 1000ppm
以上
明显的结膜炎和呼吸道刺激，立即危害生命和健康。
蒸汽吞吐和蒸汽驱是目前广泛应用的稠油 热采技术，但当该技术应用于生产时，由于高 温蒸汽对油层的加热，可能产生大量的次生硫 化氢
酸 洗
酸洗输油输气管道时也可产生硫化氢气体。酸
洗一个高30.48m、直径1.83m的容器时，约
0.45kg的硫化铁将产生含量大约为2250mg/m3
（1500ppm）的硫化氢。在对地层的酸化或酸压 时，地层中的某些含硫的矿石如硫化亚铁与酸液 接触也会产生硫化氢。 注水作业时，注入作业液中的硫酸盐被细菌 及微生物分解后，造成对地层的污染，在地层中 产生硫化氢气体，使硫化氢的含量增加。
石油中硫化氢的主要来源
石 油 中 硫 化 氢 主 要 来 源
采油、注水过程中可产生硫化氢。在注水 过程中，由于注入地层的水中含有硫酸盐， 在高温高压环境下地层中的细菌分解硫酸 盐会产生硫化氢。
石油中硫化氢的主要来源
这几类设备中都存硫化氢
①水、油或乳化剂的储存罐
②分离器 ③干燥器
④集油罐及管道
⑤放空池和放空管汇 ⑥原油装卸场所

硫化氢在 空气中浓度
暴露于硫化氢的典型特性
可以闻到有明显难闻的气味，达到6.9mg/m3(4.6ppm)时 就相当显而易见，随浓度的增加，嗅觉就会疲劳，气体 不再能通过气味来辨别
0.13ppm 10ppm 15pBaidu Nhomakorabeam 20ppm
有令人讨厌的气味，眼睛可能受到刺激，阈限值
美国政府工业卫生专家公会推荐的15分钟短期暴露 范围平均值。 在暴露1小时或更长时间后，眼睛有灼烧感，呼吸道 受到刺激，暴露安全工作8小时可接受的上限值。 暴露15分钟或15分钟以上的时间后嗅觉就会丧失， 如果时间超过1小时,可能导致头痛、头晕和（或）摇 晃。超过75mg/m3(50ppm)将会出现肺浮肿，也会对 人的眼睛产生严重刺激或伤害。
称硫磺，黄色易碎固体 ，广泛分布于地球上，还是构成 生命蛋白质的基本元素，决定着蛋白质的分子的立体结 构。
（1）物理性质 不溶于水；原子量32．06 ；分子式：S2，S4，S6和 S8
密度为1.8g/厘米3 ；熔点119℃ ；沸点 444℃ ；
（2）化学性质
标准中：FeS特性：自然、酸洗
空气中燃烧生成S02 ， S+O2=SO2； 可氧化 ； 除金与铂外可与所有金属化合 。 （3）硫的用途 制造肥料，制造SO2 ，制造硫酸 制造硫绝缘泡沫、硫化沥青铺路、硫基薄膜、灰 浆等
短期暴露后就会不省人事，如果不迅速处理就会停止 呼吸。头晕、失去理智和平衡感。需要迅速进行人工 呼吸和（或）心肺复苏。 意识快速丧失，如果不迅速营救，呼吸就会停止并导致 死亡。必须立即采取人工呼吸（或）心肺复苏。
知觉立刻丧失，将会产生永久性的脑伤害或脑死亡。 必须迅速进行营救，应用心肺复苏。
硫化氢环境对人体健康的影响：
科目：石油作业防硫化氢技术
任课教师：高淑华 任课班级：硫化氢培训班
胜利钻井职工培训中心
大庆
新疆
塔里木 吐哈 玉门 青海 长庆 冀东 华北 辽河 吉林
中原
河南
大港 胜利 江苏
四川
江汉
目前，我国已开发的油气田不同程度含有硫化氢，其中部 分油气田含量较高，因对其特性及危害认识程度不高，管 理和防范措施不到位，曾引发了硫化氢中毒事故，对职工 的生命安全构成了威胁。