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HS有毒气体从井底喷出～造2 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HS熏倒～同班2人发现后～2 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。 HS气体不仅严重威胁着人们的生命安全～造成环境恶2 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HS腐蚀造成钻具断裂～以致使井下造成复2 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HS井的井喷事故2 发生～我们必须要了解HS的危害～掌握HS气体的防护知22 识～预防HS中毒～将HS造成的危害控制到最低程度。这22 篇文章主要通过认识HS的危害性～分析HS在钻井作业中22 的主要来源～以及当有HS存在时如何在钻井作业中检测预2 防～并进一步阐述一旦HS中毒如何紧急抢救。 2 HS 危害 中毒 措施 关键词:2 一、分析HS的危害 2 谈到HS的危害～我们必须先了解HS的特性～因为HS222 1 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HS的特性、HS对人体的危害及中毒症22 状以及HS对设备的腐蚀危害。 2 (一)HS的特性 2 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)HS对人体的危害及中毒症状 2 • 1、HS对人体的危害。 2 HS是一种神经毒剂～也是窒息性和刺激性气体。主2 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。HS被2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 2 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。HS进入人体～将与血液中的溶解氧发生化学反2 应～当HS浓度极低时～对人体威胁不大～当浓度较高2 时～将夺去血液中的氧～使人体器官缺氧中毒～甚至死亡。 2、HS中毒时的症状 2 HS中毒一般有两种～急性中毒和慢性中毒。 2 • 第一～急性中毒。 • 吸入高浓度的HS气体会导致气喘～脸色苍白～肌肉痉2 挛,当HS浓度大于700,,,时～人很快失去知觉～几秒2 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HS浓度大于2000,,,时～人体只需吸一2 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HS环境,如50,100,,,,下～将2 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HS条件下工作～也可能造成人员窒息死亡。当人2 受HS伤害时～往往反映神智不清、肌肉痉挛、僵硬、随之2 重重的摔倒、碰伤和摔死。 HS的中毒机制和毒性作用～随接触浓度和接触时间2 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HS2 3 对人体的危害表～进一步说明HS对人的危害性极大。 2 不同浓度HS对人体危害表 2 HS (ppm) 危 害 程 度 2 0.13，4.6 可嗅到臭鸡蛋味～一般对人体不产生危害。 4.6，10 刚接触有刺热感～但会很快消失。 10，20 我国临界浓度规定为20ppm～超过此浓度必须戴 防毒面具。 50 允许直接接触10分钟。 100 刺激咽喉～3，10分钟会损伤嗅觉和眼睛～轻微 头痛、接触4h以上导致死亡。 200 立即破坏嗅觉系统～时间稍长咽、喉将灼伤～导 致死亡。 500 失去理智和平衡～2，15分钟内出现呼吸停止～ 如不及时抢救～将导致死亡。 700 很快失去知觉～停止呼吸～若不立即抢救将是死 亡。 1000 立即失去知觉～造成死亡～或永久性脑损～智力 损残。 2000 吸上一口～将立即死亡～难于抢救。 (三)HS对设备的腐蚀损害。 2 HS的职业危害大部分是由HS对设备腐蚀造成泄漏22 4 而引发的～在钻井作业中～HS对油气田设备的腐蚀主要2 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。HS腐蚀会造成钻具发生氢脆断裂而无法压井～2 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HS腐蚀最为严重。 2 因此HS对油田的管材设备和生产造成很大的影响2 和破坏。 经过以上分析我们发现～只要有钻井作业中有HS存在～2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HS主要来自于哪里呢,下面我们重点介绍2 钻井作业中HS的主要来源。 2 二、钻井作业中HS的主要来源。 2 在钻井作业中～HS主要来自于地层。原始有机质转化为2 石油和天然气的过程中会产生HS。HS贮藏在地层中～当我22 们进行钻井作业时将地层打开～地层内的HS气体释放出来～2 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HS向上运移到达地面～如果没有预防措施或突2 然发生井喷失控～大量HS从井里喷出～势必造成严重的灾2 难性事故。因此钻井现场必须有HS预警装臵～有预防设施～2 5 并且每一位现场职工都清楚HS的危害性及紧急逃生路线～2 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: 制定防硫化氢应急预案。 1、 2、硫化氢防护的技术培训～了解硫化氢的性质、主要危害掌握检测防护知识及现场急救方法。 3、配备硫化氢监测报警器及正压式空气呼吸器。 4、在有可能产生硫化氢场所工作业时～应有人监护。 5、必须对井场一定范围以内的居民住宅、学校、厂矿等情况进行调查～并告之可能会遇到硫化氢溢出的危害～当这种危害发生时～应有可行的通信联系方法～通知上述人员迅速撤离。 6、进行日常安全检查。在每天开始工作之前～应由监督实行日常检查。应包括但不限于下述检查项目:已经或可能出现硫化氢的工作场地,风向标,硫化氢监测设备及警报(功能试验),人员保护呼吸设备的安臵,消防设备的布臵,急救药箱和氧气瓶。 6 (一)制订HS应急预案 2 为了使井场上的所有作业人员都能高效地应对H2S紧急情况～在含硫地区钻井时～应当每天进行一次H2S防护演习。若所有人员的演习都能达到规定要求～该防护演习可放宽到每星期一次。当H2S报警器发出警报时～应采取下列步骤: 1、所有必要人员都要戴上呼吸器～井队的HSE监督应检查空气供应阀～作业人员应按应急采取必要的措施,应急预案,。 2、如配备了鼓风机～要保证其工况良好。 3、保证至少两人在一起工作～禁止任何人单独出入H2S污染区。 4、如果有不必要的人员在井场～他们须戴上呼吸器离开现场。 5、封锁井场大门～并派人巡逻。在大门口插上红旗～警告钻机附近有极度危险。 6、发出H2S情况解除信号后～井队的健康、安全与环境监督应做到: 1,检查呼吸器空气软管等～并判断可能出现的故障～进行必要的整改; 2,给呼吸器充气～以供下次使用,检查有无故障或损坏～必要时进行维修和更换～呼吸器要存放在取用方便、卫生的地方, 7 3,检查H2S传感和检测设备、发现故障及时整改, 4,用手提式检查仪检测低洼区、空气不通区～以及钻机周围有无H2S聚集, 5,汇报各种H2S检测设备、防护设备等有无破损情况。 7、H2S防护演习应记录在值班日志上～记录内容应包括:日期、培训、钻进深度、完钻所需时间、天气情况、参加练习的队员名单、在钻台或安全汇报点活动的简单描述～在演习过程中应注明队员的不操作或设备的故障～在日常钻井上也应注明每次H2S的防护演习情况。 8、演习后～对通知当地政府和警告井场附近的居民撤离现场的H2S应急计划进行讨论。 近几年钻井行业中H2S中毒事故频发～总公司为了确保钻井现场生产安全～每年在各个项目部均安排进行井控(HS)2应急预案演练～通过演练～发现一些存在的问题并及时消项整改～以杜绝恶性事故的发生。其中08年10月16日在第一项目部30636的43-5井组织的井控(HS)演习更加贴近于2 现场实际～具有一定的代表性。该井在钻进过程中发生溢流～在节流循环过程中～监测到HS含量达到35PPm～泥浆工在2 监测的过程中中毒晕倒～抢救人员佩戴正压呼吸器抢救并送到当地医院救治。抢险人员佩戴正压呼吸器抢险～其余人撤离到安全地点。现场继续加强有毒有害气体监测～并对现场实施警戒～同时检查好消防器材～做好防火防爆工作。 8 这种演练目的明确～各个相关部门全力配合～有利于发现哪个环节容易出问题～以便在后期的工作中加强改进～彻底消除隐患。使得整个预案执行过程中畅通顺畅～将事故风险损失降低到最小程度。 (二)HS预防措施中～对相关人员的培训及要求 2 HS预防措施中～对人员的培训至关重要。所有在HS危22险区域进行参观、工作或执行特殊任务,如紧急情况的救援工作,的人员必须经过培训经考核合格后～方可进入指定的HS危险区域进行工作～培训考核不合格的人员禁止进入HS22危险区域～培训记录应该存档。 针对进入HS危险区域的人员一般有三种～针对不同对象2 要求是不同的。 1、对于外来人员～通过培训必须达到一级应急～让其了解HS危害及HS危险区域分级标准～当听到HS222检测仪报警时应该采取的行动和措施～并且一定要给外来人员指明HS紧急泄漏的逃生路线及逃生器材的使用。 2 2、对于在钻井现场经常进入HS风险区域的工作人2 员～必须能过通过培训让其达到二级应急标准～识别潜在的硫化氢危险～熟悉各种HS检测仪的安装位臵～报警2 设臵及维修要求～熟练掌握现场所配呼吸器材的使用方法～熟练掌握便携式检测仪的使用方法～熟练掌握检测仪报警时应该采取的行动和措施～还要掌握HS紧急泄漏2时的处理程序。现场工作人员还必须清楚安全色、安全标识及危险区域的划分,清楚进入工作场所路线、风向 9 指标等～并且当HS泄露时能够做到自我保护～清楚救护2 程序～将中毒人员紧急转移～迅速撤离。其实现场工作人员如果发现及时～行动迅速～就有可能将井关住～控制HS漫延～阻止事态进一步恶化。 2 3、对于执行特殊任务的人员～如应急救援人员、医疗人员、现场监督人员和安全人员等～除应该具备二级预防能力要求外～还应掌握一些跟职责有关的专业技能～同时对HS中毒人员能够在现场进行紧急抢救。 2 4、在培训中还要求在呼吸器、检测仪、急救方面的做到以下几点: (1)所有对呼吸器使用进行培训的人员都必须佩戴演练～确保呼吸器的正确、熟练使用。 (2)参加培训人员对便携式以及现场固定式检测仪的使用应该反复练习。 (3)参加急救培训的人员必须积极的参与抢救实战演习～确保在对中毒人员进行迅速、有效的抢救。虽然不是进行专门的急救培训～也应该对一些基本的急救常识进行讲解。 (4)对接受培训的人员应定期组织演练～使其保持相应的工作能力。 (三)进入HS危险区域的工作要求 2 当发生HS泄露后～必须做到以下几点～方可进入 2 HS危险区域: 2 1、报告上级主管部门批准 2、所有进入HS危险区域的人员应经培训合格～达2 到相应的能力要求 3、所有进入HS危险区域人员应该登记 2 10 4、对进入工作场所的通道、逃生路线、风向应该有专门的说明 5、配备校验合格的便携式HS检测仪 2 6、进入HS危险区域内要保持通讯畅通 2 7、工作区内设臵足够的警示标志 8、安全装备经过专业人员校验并放臵在合适的位臵～如正压空气呼吸器、自给式呼吸器、便携式报警仪、必要的警铃和救生绳等 进入HS危险区域有限空间工作的人员除做到上述2 几点外～还应该做到:安排人员监护,隔绝所有与有限的空间相连的管线,进入有限的空间作业前应该检测气体组分～检测合格后方可进行作业。 (四)钻井现场防HS的安全措施。 2 为了在第一时间检测出HS的浓度～使得HS对现场工22作人员及钻井设备的危害降低到最小程度～在现场必须提前做好一些防护措施。 1、井场及钻井设备的摆放应考虑当地季风风向～尽量让季风畅通～设臵风向标或飘带。 2、测井车等辅助设备和机动车辆应尽量远离井口～至少在25米以外。 3、井场值班室、工程室、泥浆室应在井场季风的上风 口。 4、配备足够的正压呼吸器～并放在使用方便、清洁的地方～定期检查～做好记录, 11 5、.配HS超标报警仪。第一级报警阀值应设臵在10,2 3,/,～但不启动报警音响～仅向施工人员提示HS的浓度2 3值,第二级报警值设臵在20,,/,。 6、在钻台上、下和振动筛等HS容易聚积的地方～应安2 排排风扇～及时驱散弥漫的HS。 2 7、技术干部负责对全队人员进行HS安全教育。 2 8、空气中HS含量接近20ppm时～工作人员必须配带2 正压呼吸器～且不能一人单独作业～以便于救护。 9、一旦发现HS含量超标～应迅速往上风口转移～确保2 安全。 10、选用有内涂层的钻杆～钻具内壁涂以塑料保护层～钻杆丝扣要全部进行无损检验～符合要求才能入井。 11、提高钻井液的PH值～使PH高于9.5以上～以抑制HS发生分解～造成钻具发生“氢脆”。 2 12、利用除气器和除硫剂～控制钻井液中HS的含量在2 3 50 mg/m以下～并随时对钻井液的PH值进行监测。 13、与HS接触的套管、井口、闸阀和管线～应采用有2 抗HS特性的钢材。 2 14、钻入气层时～钻井现场坐岗工、泥浆工、录井工应加密对钻井液中HS浓度的测定。 2 15、严格执行钻井液密度设计～当发现地层压力异常或出现溢流、井涌、井漏时～应关井及时调整钻井液密度或压 12 井～同时向有关部门汇报。 16、在油气层和钻过油气层进行起下钻作业前～应先进行短程起下钻,钻头在油气层中和油气层顶部以上300米内～起钻速度应控制在0.5m,s以内。 17、在含硫地层取芯起钻～当取芯工具离地面还有五柱时～钻台作业人员应戴防毒面具～直到取出岩芯。 四、硫化氢中毒后的救护措施。 由于HS含量高导致中毒者停止呼吸和心跳时～如果不2 立即采取措施进行抢救～帮助中毒者恢复呼吸和心跳～中毒者不会自动恢复呼吸和心跳～将会在短时间内死去。因此～必须采取正确方法对中毒者实施抢救。 (一)HS中毒的早期抢救措施 2 1、进入毒气区抢救中毒人员之前～自己应先戴上防毒面具～否则～自己也会成为中毒者。 2、立即把中毒者从HS分布的现场抬到空气新鲜的地2 方。 3、如果中毒者已经停止呼吸和心跳～应立即不停地进行人工呼吸和胸外心脏按压～直至呼吸和心跳恢复或者医生到达～有条件的可使用回复正常呼吸器代替人工呼吸。 4、如果中毒者没有停止呼吸～保持中毒者处于休息状态～有条件的可给予输氧。在叫医生或抬到医生那里进行抢救的过程中应注意保持中毒者的体温。 13 (二)HS中毒后的护理注意事项 2 1、在中毒者心跳停止之前～当其被转移到新鲜空气区能立即恢复正常呼吸者～可以认为中毒者已迅速恢复正常。 2、当呼吸和心跳完全恢复后～可给中毒者喂些兴奋性饮料～如浓茶或咖啡～而且要有专人护理。 3、如果眼睛受到轻度损害～可用干净水彻底清洗～也可进行冷敷。 4、在轻微中毒的情况下～中毒人员没有完全失去知觉～如果短暂休息后本人要求回岗位继续工作时～医生一般不要同意～应休息1,2天。 5、在医生证明中毒者已恢复健康可返回工作岗位之前～应把中毒者臵于医疗监护之下。 (三)逃生自救方法。 当发生HS泄露后～在危险区域的人员必须立即紧急2 撤离～但是在撤离时还应注意以下几点: 1、头脑冷静～正确判断～往四季风的上风口走,背离井口～向高处走、逆风走,。 2、事先准备一个大的塑料袋～得知毒气泄漏后～迅速将塑料袋套在头上并封好塑料袋口～里面的空气可供10分钟呼吸～留下充足的逃生时间。 3、用折叠8层的湿毛巾蒙鼻保护～可减少60%毒气吸入。 五、结论: 14 透彻分析HS的危害之后～我们发现若要预防HS中毒～22必须采取以下措施: 1、 各级各部门必须高度重视HS所带来的危害性。 2 2、 各钻井队应该定期组织HS防喷演习。 2 3、 现场必须配备足够数量的HS监测器和正压呼吸器。 2 4、 现场作业人员及相关人员必须经过严格的培训清楚 HS的危害～会正确佩戴现场正压呼吸器。 2 5、 现场工作人员必须懂得硫化氢中毒后的救护措施。 6、 在含硫地区钻井钻井队必须严格执行集团公司相关 规定配备相应设施～采取相应除硫措施。 7、 必须对井场一定范围以内的居民住宅、学校、厂矿等 情况进行调查～并告之可能会遇到硫化氢溢出的危 害～当这种危害发生时～应有可行的通信联系方法～ 通知上述人员迅速撤离。 8、 进行日常安全检查。 9、 加大检查和监管力度。 15