硫化氢气体的检测及其安全防范措施

2009年第19期（总第130期）Chinesehi-techenterprisesNO.19.2009（CumulativetyNO.130）中国高新技术企业摘要：文章介绍了硫化氢气体的来源和危害以及井场硫化氢气体含量的检测方法，阐述了在石油天然气行业中预防硫化氢中毒的必要性和紧迫性，并提出了在硫化氢环境中的一些人身安全防范措施。关键词：硫化氢；气体检测；安全防范中图分类号：TE991文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）19-0026-03近年来，无论是石油天然气行业，还是非石油天然气行业，国内发生硫化氢气体中毒案例屡见不鲜，如2003年12月23日晚，重庆开县罗家16H天然气井发生井喷失控，大量含有高浓度硫化氢的天然气喷出地面并扩散到大气中，这起事故造成243人死亡、2142人中毒住院治疗、6.5万名当地居民被紧急疏散，各种经济损失达6432万元的重特大事故，血的教训再次敲响了含硫气藏安全生产的警钟。20世纪80年代初期，我国探明的含硫化氢天然气占全国气层气储量的1/4。而目前我国含硫气田（含硫2%～4%）气产量占全国气产量的60%。四川盆地含硫天然气产量占总产量的80%。而我国已发现的、开发的气藏主要分布在四川盆地。硫化氢是仅次于氰化物的剧毒物，是易致人死亡的有毒气体。硫化氢不仅严重威胁着人们的生命安全，而且还造成严重的环境污染，对金属设备造成严重的腐蚀破坏。因此，为确保人员的绝对安全，杜绝硫化氢中毒事故的发生，了解硫化氢气体的来源和危害，掌握硫化氢气体的预防与处理知识和硫化氢检测方法非常重要。一、硫化氢的性质、来源及危害（一）硫化氢的理化性质硫化氢（H2S）气体分子是由两个氢原子和一个硫原子组成，为无色、剧毒、酸性气体，有臭鸡蛋味，别名氢硫酸。分子量为34.08，熔点为-85.5℃，沸点为-60.4℃，相对密度为(空气=1)1.19，比空气稍重，能溶于水，溶解度随水温的增高而降低。在空气中易燃，燃烧时发出兰色火焰，并产生对眼和肺非常有害的二氧化硫气体。通常情况下以气态存在，当硫化氢与空气或氧气混合到一定比例（4.3%～46%）时就形成一种爆炸混合物，遇火爆炸。（二）硫化氢的来源硫化氢（H2S）是硫和氢结合而成的气体。硫和氢都存在于动植物的机体中，在高温、高压及细菌作用下，经分解可产生硫化氢。在天然气生产、高含硫原油生产中经常能遇到硫化氢。油气井中的硫化氢主要来源于以下四个方面：1．热作用于油气层时，油气中的有机硫化物分解，产生出硫化氢。2．石油中的泾类、有机质与储集层水中的硫酸盐经高温还原作用而产生硫化氢。3．通过地层裂缝等管道，下部地层中硫酸盐层的硫化氢上窜而来。在非热采区，因底水运移，将含硫化氢的地层水推入生产井中。4．油气井作业中，钻井液的某些处理剂在高温作用下发生热分解以及钻井液中细菌的作用都可能产生硫化氢。含硫化氢油气田在区域分布上，多存在于碳酸盐岩－蒸发岩地层中，其含量随地层埋深增加而增大。（三）硫化氢的危害在钻井过程中，硫化氢的危害可以归结为四个方面：1．硫化氢对人体的危害。硫化氢是具有刺激性和窒息性的无色气体。低浓度接触仅有呼吸道及眼的局部刺激作用，高浓度时全身作用较明显，表现为中枢神经系统症状和窒息症状。硫化氢具有“臭蛋样”气味，但极高浓度很快引起嗅觉神经麻痹而不觉其味，所以高含量时难发觉，此时人很容易中毒而导致死亡。不同硫化氢气体体积分数对人体的危害见表1：表1不同硫化氢气体体积分数对人体的危害2．硫化氢对设备材料的危害。（1）硫化氢对金属材料的腐蚀。硫化氢溶于水形成弱酸，对金属的腐蚀形式有电化学失重腐蚀、氢脆和硫化物应力腐蚀开裂，以后两者为主，一般统称为氢脆破坏。氢脆破坏往往造成井下管柱的突然断落、地面管汇和仪表的爆破、井口装置的破坏，甚至发生严重的井喷失控或着火事故。（2）硫化氢能加速非金属材料的老化。在地面设备、井口装置、井下工具中，有橡胶、浸油石墨、石棉等非金属材料制作的密封件。它们在硫化氢环境中使用一定时间后，橡胶会产生鼓泡胀大，失去弹性;浸油石墨及石棉绳上的油被溶解而导致密封件的失效。3．硫化氢对钻井液的污染。硫化氢主要对水基钻井液具有较大的污染，它会使钻井液性能发生很大变化，表现为：密度硫化氢气体的检测及其安全防范措施侯磊（西南石油大学，四川成都610500）体积分数×10-6对人体的危害10有明显难闻的气味。20暴露工作8h尚安全。600～7002min内就会失去知觉，导致死亡。100～2002～5min内抑制嗅觉、咳嗽、眼发炎。8h以内眼痛和呼吸障碍，8～48h可导致出血死亡。300～4002min内虚脱，失去知觉，需立即作人工呼吸，15～30min内眼严重发炎，心律失常，30～60min内眼、头痛加剧，四肢发抖，甚至死亡。26--下降，pH值下降，粘度上升，以至