淺談油田生產中硫化氫的危害與應對

洪浪 丁志云

摘要：在開采過程中，產生的硫化氫對人員生命健康及設備都會造成嚴重的危害，吸入極少量的硫化氫就會造成短時間內致命的嚴重后果，同時硫化氫對鋼質材料有很強的腐蝕性。因此，簡要分析硫化氫的來源及性質，介紹硫化氫的主要危害，簡述防治措施。

關鍵詞：油田;硫化氫;危害;防治

硫化氫是許多工業生產中的副產物。目前，有70多種職業會接觸到硫化氫。這些職業包括采礦、石油開采與提煉、皮革制造、橡膠合成、煤氣制取、人造纖維、造紙、染料、印染、制糖、食品加工等。做為油田企業，我國大多數的油氣田都一定程度的含有硫化氫，硫化氫對人員生命健康有著極大的危害，并且對油田環境和生產設備也會帶來嚴重的影響。隨著各油田之間的施工作業人員的流動性不變加大，面臨硫化氫的威脅增加。在生產過程中，如果不能很好的解決硫化氫的問題，將會產生嚴重的后果，包括對人身生命安全造成威脅，以及使油氣田減產，甚至停產。因此，為了保證石油生產的順利進行，正確認識硫化氫的性質、來源及防護措施就顯得尤為重要。

1 硫化氫的理化特性

硫化氫是一種無色、劇毒、強酸性氣體。分子式H2S，分子量34.08，熔點-82.9℃，沸點-61.8℃，相對密度1.189（空氣=1），飽和蒸氣壓2026.5kPa（25.5℃），臨界溫度100.4℃，臨界壓力：9.01MPa，爆炸下限4.3%，爆炸上限45.5%，引燃溫度260℃，最小點火能0.077MJ，最大爆炸壓力0.490MPa，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高溫能引起燃燒爆炸。硫化氫比空氣重，容易在低洼處聚集，且不容易飄散。干燥的硫化氫不會腐蝕金屬，但易溶于水、甲醇、乙醇類和石油溶劑中，使溶液成酸性，從而能夠腐蝕大多數的金屬材質。

2 硫化氫來源

硫化氫在硫酸鹽沉積儲層中比較常見，在油氣田開發過程中硫化氫的來源主要有：硫酸鹽儲層在高溫高壓的地層條件下經還原反應產生的硫化氫;原油中的某些含硫化合物遇熱分解所產生的硫化氫;從地殼深處運移聚集到油氣儲層中的硫化氫;在鉆井過程中，有些含硫鉆井液在地層條件下發生熱分解或者在細菌的作用下而產生的硫化氫。

3 硫化氫的危害

3.1硫化氫對人的危害

硫化氫屬窒息性氣體，是一種強烈的神經毒物。侵入人體的主要途徑是吸入，而且經人體的黏膜吸收比皮膚吸收造成的中毒來的更快。硫化氫的急性毒作用靶器官和中毒機制可因其不同的濃度和接觸時間而異。濃度越高則中樞神經抑制作用越明顯，濃度相對較低時粘膜刺激作用明顯。由于人的中樞神經對缺氧最敏感，因而首先受到損害的就是人的中樞神經。

當硫化氫濃度在0.195mg/m3（0.13ppm）時會有明顯的令人討厭的氣味。達到6.9mg/m3（4.6ppm）時氣味顯而易見，隨著質量濃度的增大，嗅覺就會疲勞，氣體不再通過氣味來辨別。當硫化氫濃度在15mg/m3（10ppm）時會有令人討厭的氣味，同時眼睛可能受到刺激。當硫化氫濃度在30mg/m3（20ppm）暴露1小時或更長時間后，眼睛的灼燒感，呼吸道受到刺激，

當硫化氫濃度在75mg/m3（50ppm）時在其中暴露15分鐘或更長的時間后嗅覺就會喪失，如果超過1小時可能導致頭痛、頭暈和（或）搖晃。超過75mg/m3（50ppm）將會出現肺浮腫，也會對人的眼睛產生嚴重刺激或傷害。當硫化氫濃度在150mg/m3（100ppm）時，暴露其中3-15分鐘就會出現咳嗽、眼睛受到刺激和喪失嗅覺狀況;5-20分鐘后，呼吸就會變樣，眼睛會疼痛，并昏昏欲睡;1小時后會刺激喉道，如果不撤離危險區就會面臨失去生命的危險。

當硫化氫濃度在450mg/m3（300ppm）以上時暴露其中會產生明顯的結膜炎和呼吸道刺激，出現急性中毒，呼吸加快后呼吸麻痹而發生閃電型死亡。

3.2對設備損害

當硫化氫遇水或是溶于水中時，可以發生反應產生H+、HS-、S2-等酸性離子使溶液呈酸性，在鉆井過程中會腐蝕鉆井金屬設備，在硫化氫含量、ph以及環境溫度不同的情況下，電化學腐蝕產生的產物也有所不同。另外，H+會滲入鋼制管道或壓力容器的金屬材料內部，并積聚結合成H2，體積大幅增加，產生很高的壓力，造成金屬材料的塑性和強度降低，導致開裂和延遲性的脆性破壞，這類破壞往往從管道或壓力容器的內壁開始發展，初期不易發現，破裂事故具有突發性，危害極大。此外，加速非金屬材料的老化。在油井作業施工、生產過程中大量采用橡膠、塑料、浸油石墨等非金屬材料，由于它們長時間與硫化氫接觸，橡膠會逐漸失去彈性甚至開裂、塑料會逐漸老化、浸油石墨的密封性能會逐漸下降。

3.3對環境污染

在石油鉆井工作中，硫化氫氣體的擴散會對鉆井液產生一定的污染，鉆井液的ph降低，粘稠度增加，加大液體的流體損失，對鉆桿、鉆具等的腐蝕，會使其失效，造成鉆井事故。此外，硫化氫還會對大氣和水產生污染，被污染的大氣會呈現酸化趨勢，不僅是被人體吸入就會造成人體危害，融入水中的硫化氫氣體會和水發生反應使水的ph降低，還會對水體生物及動植物造成危害。

4 硫化氫防護措施及對策

4.1.防止硫化氫中毒，消除硫化氫對職工的危害須從設計抓起。在新建、改建、擴建工程項目時，必須將防止硫化氫中毒的設施與主體工程同時設計、同時施工、同時投入使用，使作業環境中硫化氫濃度符合國家職業安全衛生標準。

4.2加強職業衛生現場管理，根據GBZ158-2003《工作場所職業病危害警示標識》，對可能發生硫化氫泄露的場所設置中文警示標識，工作場所設置告知牌，裝置醒目位置設置風向標;在硫化氫發生源多且集中，影響范圍較大時，應在地面用紅色警示線標示區域范圍。

4.3嚴加密閉，提供充分的局部排風和全面排風，在可能有泄漏硫化氫氣體的場所須按規定配置固定式硫化氫檢測報警器，操作崗位配置便攜式硫化氫氣體檢測報警儀。第一級報警值應設置在閾限值[硫化氫含量為：15mg/m3（10ppm）]，第二級報警值應設置在安全臨界濃度[硫化氫含量為30mg/m3（20ppm）]，第三級報警值應設置在危險臨界濃度[硫化氫含量為150mg/m3（100ppm）]。

4.4進行硫化氫濃度檢測。除正常檢測頻次檢測外，在生產波動、有異味產生、有不明原因的人員昏倒及在隱患部位活動時，均應及時檢測現場濃度，檢測時要佩戴正壓式空氣呼吸器。

4.5對進入含硫化氫環境的人員（包括分包商員工）應進行硫化氫防護知識教育培訓，并取得“硫化氫防護技術培訓證書”。培訓內容包括有關硫化氫的理、化特性及防護知識、有關安全操作規程和作業管理規定、硫化氫檢測儀器及防護設備的使用和管理規定、作業區硫化氫的分布、急性硫化氫中毒急救措施等。

4.6加強個體防護，凡進入可能存在硫化氫裝置區域的人員，必須正確使用和配戴好合適的硫化氫防護器具。對工作人員進行現有防護設備的使用訓練和防硫化氫演習。使每個人做到非常熟練地使用防護設備.達到在沒有燈光的條件下30秒內正確佩戴正壓式空氣呼吸器。

4.7沒有戴上合適的正壓式空氣呼吸器，切記不要進入硫化氫可能積聚的封閉地區。而且，只要離開安全區超過一胳膊遠的距離，就應戴上有救生繩的安全帶。而救生繩的另一端由安全區的人抓著，以便發生意外時，將其拉出危險區。

4.8制定和實施行之有效的防止硫化氫中毒應急救援預案，加強演練。防范硫化氫重點是防止中毒傷亡，在遇到意外時，應立即展開救援，迅速組織現場人員撤離和急救。

4.9硫化氫監測儀報警時，作業人員應配戴防護用具，檢查泄露點，及時上報。

綜上所述，油田生產中，硫化氫氣體的存在無論是對人員的生命健康還是生產設備都會產生嚴重的影響，只有充分認識硫化氫氣體的危害性，充分了解其特性和分布規律，通過全員教育和工作前的風險識別，制定有效的應急處置和反應方案，才能減少硫化氫氣體的生成，降低硫化氫氣體的危害。油田硫化氫的防治是一項綜合性的課題，必須從油田的工藝方案選擇到人員教育等多方面來考慮，科學治理。

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