浅谈钻井作业中硫化氢的危害及预防中毒措施

浅谈钻井作业中硫化氢的危害及预防中毒措施

摘要：2003年12月23日四川重庆高桥镇罗家16号井发生井喷特大工业事故，大量H2S有毒气体从井底喷出，造成243人死亡，396人中毒住院，造成3万多附近村民紧急疏散，周围约五公里范围内被封闭。2005年长庆井下处某井，一名职工下到罐底清罐时，被H2S熏倒，同班2人发现后，立即配戴防毒面具去施救。在救人过程中，因配戴的是不防硫化氢的活性炭滤毒罐，也被硫化氢熏倒，造成3人死亡的重大工业事故。

H2S气体不仅严重威胁着人们的生命安全，造成环境恶性污染，同时，它对金属设备、工具及用具也将造成严重的腐蚀破坏。由于H2S腐蚀造成钻具断裂，以致使井下造成复杂事故，其损失是无法估量的。

因此，为确保人员的绝对安全，杜绝H2S井的井喷事故发生，我们必须要了解H2S的危害，掌握H2S气体的防护知识，预防H2S中毒，将H2S造成的危害控制到最低程度。这篇文章主要通过认识H2S的危害性，分析H2S在钻井作业中的主要来源，以及当有H2S存在时如何在钻井作业中检测预防，并进一步阐述一旦H2S中毒如何紧急抢救。

关键词：H2S 危害中毒措施

一、分析H2S的危害

谈到H2S的危害，我们必须先了解H2S的特性，因为

H2S自身特殊的性质，使得它对钻井工作人员及设备造成很大的危害。下面着重阐述H2S的特性、H2S对人体的危害及中毒症状以及H2S对设备的腐蚀危害。

(一)H2S的特性

H2S是一种可燃性气体，H2S燃点为260℃，燃烧时为蓝色火焰，并生成危及人眼睛和肺部的二氧化硫；H2S也是一种极易爆炸的气体，当H2S在空气中浓度达到4.3～46%时，形成的混合气体，遇火将产生强烈的爆炸；H2S还具有强烈的腐蚀性，人体吸入H2S后，可致人眼、喉、呼吸道发炎；H2S易溶于水和油，H2S及其水溶液对金属有强烈的腐蚀作用，如果溶液中同时含有CO2或O2，其腐蚀作用更快；H2S及其水溶液还能加速橡胶、油浸石墨等非金属材料的老化；最重要的是H2S剧毒性，H2S的毒性比CO大5—6倍，可与氰化物相比，是一种致命的气体。它对人体的致死浓度为500ppm，在正常条件下，对人的安全临界浓度是不能超过30PPm。

(二)H2S对人体的危害及中毒症状

•1、H2S对人体的危害。

H2S是一种神经毒剂，也是窒息性和刺激性气体。主要作用于中枢神经系统和呼吸系统，亦可造成心脏等多个器官损害，对其作用最敏感的部位是脑和粘膜。H2S 被吸入人体，通过呼吸道，经肺部，由血液运送到人体各个器官。首先刺激呼吸道，使嗅觉钝化、咳嗽，眼睛被刺痛，严重时将失明；刺激各个神经系统，导致头晕，丧失平衡，呼吸困难；心脏加速跳动，严重时，心脏缺氧死亡。H2S进入人体，将与血液中的溶解氧发生化学反应，当H2S浓度极低时，对人体威胁不大，当浓度较高时，将夺去血液中的氧，使人体器官缺氧中毒，甚至死亡。

2、H2S中毒时的症状

H2S中毒一般有两种，急性中毒和慢性中毒。

•第一，急性中毒。

•吸入高浓度的H2S气体会导致气喘，脸色苍白，肌肉痉挛；当H2S浓度大于700ｐｐｍ时，人很快失去知觉，几秒钟后就会窒息，呼吸和心脏停止工作，如果未及时抢救，会迅速死亡。而当H2S浓度大于2000ｐｐｍ时，人体只需吸一口气，就很难抢救而立即死亡。

•第二，慢性中毒

•人体暴露在低浓度H2S环境（如50－100ｐｐｍ）下，将会慢慢中毒，症状是：头痛、晕眩、兴奋、恶心、口干、昏睡、眼睛感到剧痛，连续咳嗽、胸闷或皮肤过敏等。长时间在低浓度H2S条件下工作，也可能造成人员窒息死亡。当

人受H2S伤害时，往往反映神智不清、肌肉痉挛、僵硬、随之重重的摔倒、碰伤和摔死。

H2S的中毒机制和毒性作用，随接触浓度和接触时间变化而不同。浓度越高则对中枢神经抑制作用越明显，浓度较低时对粘膜刺激作用明显。下面附不同浓度H2S 对人体的危害表，进一步说明H2S对人的危害性极大。

不同浓度H2S对人体危害表

(三)H2S对设备的腐蚀损害。

H2S的职业危害大部分是由H2S对设备腐蚀造成泄漏而引发的，在钻井作业中，H2S对油气田设备的腐蚀主要包括电化学腐蚀和硫化物的腐蚀破裂。钻具暴露在空气中或在井内钻井液中，受到硫化氢的腐蚀，发生电化学反应，放了出氢气，渗入钢材内部，体积增大，在金属内部产生很大应力，致使低强度钢和软钢发生鼓泡，高强度钢产生裂纹，使钢材变脆，再受外力断裂，产生“氢脆”现象。H2S腐蚀会造成钻具发生氢脆断裂而无法压井，被迫完钻。尤其在含硫油气田钻井中，硫化氢对油管、套管、钻杆腐蚀比较严重，其中由于钻杆受到拉、压、挤、扭、冲等复杂载荷的作用，且工作环境十分恶劣，造成钻杆的H2S腐蚀最为严重。

因此H2S对油田的管材设备和生产造成很大的影响和破坏。

经过以上分析我们发现，只要有钻井作业中有H2S存在，其必然对我们现场工作人员和钻井设备带来很大的危害，那么，钻井现场的H2S主要来自于哪里呢？下面我们重点介绍钻井作业中H2S的主要来源。

二、钻井作业中H2S的主要来源。

在钻井作业中，H2S主要来自于地层。原始有机质转化为石油和天然气的过程中会产生H2S。H2S贮藏在地层中，当我们进行钻井作业时将地层打开，地层内的H2S气体释放出来，进入井眼内，对井眼内的钻头、钻具和套管产生很强的腐蚀作用。同时H2S向上运移到达地面，如果没有预防措施或突然发生井喷失控，大量H2S从井里喷出，势必造成严重的灾难性事故。因此钻井现场必须有H2S预警装置，有预防设施，并且每一位现场职工都清楚H2S的危害性及紧急逃生路线，以防发生事故时，能够快速离开危险区域，杜绝事故的发生。

三、预防硫化氢中毒措施

硫化氢是一种剧毒性气体，对人的健康和生命构成严重的威胁，对生态环境造成损害。因此，在含硫气田进行钻井作业时，应严格执行SY/T 5087《含硫化氢油气井安全钻井推荐作法》的规定，采取预防措施，防止和减轻硫化氢溢出的危害。主要预防措施包括：