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文檔簡介

防硫化氫標準介紹第一頁,共131頁。石油工業(yè)硫化氫防護相關標準介紹左柯慶二00六年三月二十九日第二頁,共131頁。一、背景二、硫化氫的特性和對生理的影響三、硫化氫防護系列標準四、含硫油氣田安全鉆井推薦作法五、其他防硫化氫標準第三頁,共131頁。我國的含硫化氫油氣田的分布范圍非常廣,從陸地油田到海上油田,從南到北,從東部到西部的油氣田都發(fā)現(xiàn)過含硫化氫油氣田。在硫化氫的中毒傷害方面,我國石油開發(fā)生產(chǎn)的歷程中,曾經(jīng)發(fā)生過幾起因硫化氫泄露,而導致人員死亡的重大事故。

第四頁,共131頁。1.

1992年趙48井(油井)井噴事故。

1992年9月28日,華北石油管理局井下作業(yè)公司20隊,在位于河北省趙縣各子鄉(xiāng)宋城北700米處的趙48井進行試油時,地層中大量含有硫化氫的氣體噴出井口,造成周圍居民死亡6人,中毒24人。2.1998年四川溫泉4井(氣井)特大天然氣意外竄漏事故。

1998年3月22日17時,鉆井至1869米左右時,發(fā)生溢流顯示,關井后在準備壓井泥漿及堵漏過程中,天然氣通過煤礦采動裂隙于3月23日凌晨5時40分左右,自然竄入井場附近的四川省開江翰田壩煤礦和鄉(xiāng)鎮(zhèn)小煤礦,導致在鄉(xiāng)鎮(zhèn)小煤礦內(nèi)作業(yè)的礦工死亡11人,中毒13人,燒傷1人的特大事故。3.2003年12月23日,重慶開縣川東礦區(qū)羅家H16井井噴事故。

第五頁,共131頁。第六頁,共131頁。第七頁,共131頁。死亡243人,遇難家庭190戶,10175人入院觀察治療,約6萬人星夜緊急疏散十數(shù)萬畜禽死亡賠償金額共計3300萬元直接經(jīng)濟損失2億6千萬元川東鉆探公司副經(jīng)理吳華等6人判刑(6-3年),1人緩刑四川石油管理局局長陳應權(quán)等28人行政處分馬富才引咎辭職、任傳俊記大過第八頁,共131頁。

第九頁,共131頁。第十頁,共131頁。第十一頁,共131頁。第十二頁,共131頁。第十三頁,共131頁。(1)有關人員對羅家16H井這一天然氣水平井的特高出氣量預測不足;(2)目前高含硫高產(chǎn)天然氣水平井的鉆井工藝不成熟;(3)起鉆與鉆井液循環(huán)時間嚴重不夠;(4)起鉆過程中存在違章操作,鉆井液灌注不符合規(guī)定;(5)未能及時發(fā)現(xiàn)溢流征兆。去掉回壓閥,違犯了“羅家16H井鉆開油氣層現(xiàn)場辦公會要求”的明文規(guī)定,是導致井噴失控的直接原因。

第十四頁,共131頁。

在鉆井隊負有現(xiàn)場安全責任的鉆井監(jiān)督?jīng)]有在最短的時間內(nèi)安排放噴點火,失去了控制有害氣體擴散的有利時機。有關決策人員接到現(xiàn)場人員關于羅家16H井井噴失控的報告后,未能及時決定并采取放噴管線點火措施,以致大量含有高濃度硫化氫的天然氣噴出擴散,造成事故擴大,導致重大損失。

第十五頁,共131頁。給工業(yè)安全生產(chǎn)敲響了警鐘引咎辭職制度從口號變?yōu)楝F(xiàn)實一把手的安全責任真正得到了體現(xiàn)行業(yè)標準的修改完善思想重視程度達到了前所未有的程度促使含硫化氫行業(yè)標準迅速修訂,在修訂中盡量對API標準采標第十六頁,共131頁。

這些標準在作業(yè)人員培訓、人員保護設備、應變計劃和應急程序、場地位置的分類、材料和設備、作業(yè)、鉆機運作、特殊作業(yè)、海上作業(yè)、硫化氫檢測設備的評價和選擇;含硫化氫井場(井口)與周圍內(nèi)居民住宅、學校、公路、鐵路和廠礦等的安全距離;以及確定在井噴失控復雜的情況下,誰是點火決策人等方面考慮得比較全面和科學,對我國的防硫化氫工作具有較強的借鑒和參考價值。

第十七頁,共131頁。含硫油氣井安全鉆井的推薦作法(代替SY/T5087,APIRP49NEQ)含硫化氫的油氣生產(chǎn)和天然氣處理裝置作業(yè)的推薦作法(APIRP55MOD)含硫化氫油氣井井下作業(yè)的推薦作法(APIRP68MOD)含硫氣井場、集氣站、凈化廠(站)安全生產(chǎn)規(guī)程(SY6137、SY6278、SY6456)含硫油氣田硫化氫檢測與人身安全防護規(guī)程(SY6277)海洋石油作業(yè)硫化氫防護安全要求1989年。第十八頁,共131頁。APIRP49、RP55、RP68標準中引用羅大量的美國聯(lián)邦政府內(nèi)務部、運輸局、海岸警衛(wèi)隊、職業(yè)安全和健康局的法規(guī)和眾多行業(yè)協(xié)會的標準,而這些法規(guī)和標準所涉及的領域在我國有我國相應的法規(guī)和主管部門進行管理和規(guī)范;標準推薦的計算硫化氫擴散的方式確定半徑的安全距離偏大,目前難以適應中國國情;標準所推薦使用的設備材質(zhì)均為歐美型號,這使使用其他國家進口的設備和材料及使用國產(chǎn)設備和材料受到限制;我國目前的應急預案在應急程序和應急撤離方面更加有效。

第十九頁,共131頁。a)政府、油標委、企業(yè)領導重視b)眾多的單位和專家參與起草、編寫和修改工作c)硫化氫防護有經(jīng)驗的老專家發(fā)揮余熱d)各專標委互相配合、共同協(xié)作f)參照的標準廣泛性強g)標準審查會討論熱烈h)標準的函審范圍廣、效果好。第二十頁,共131頁。時間表:

2003年12月23日羅家16H井井噴事故發(fā)2004年4月由石油工業(yè)標準化技術委員會申請立項2004年年底完成上報稿2005年3月19日由國家發(fā)改委發(fā)布2005年5月1日實施。第二十一頁,共131頁。難度大:中海油為SY/T5087—2005修訂主要編寫單位油標委組織三次審查和協(xié)調(diào)會,專標委的審查會和討論會共七次專家所提修改意見225條次委員投票因點火決策人等問題意見不統(tǒng)一第二十二頁,共131頁。第二十三頁,共131頁。1物理數(shù)據(jù)化學名稱:硫化氫化學文摘服務社編號:7783-06-4同義詞:硫化氫、氫硫酸、 二氫硫化學族:無機硫化學分子式:H2S正常物理狀態(tài):無色氣體,比空氣稍重,蒸汽密度(比重)在15℃(59°F)和1個大氣壓下為1.189。第二十四頁,共131頁。1物理數(shù)據(jù)自燃溫度:260℃(500°F)沸點:-60.2℃(-76.4°F)熔點:-82.9℃(-117.2°F)可燃范圍:在空氣中的蒸汽體積為4.3~46%

溶解度:可溶于水和油中,溶解性隨液體溫度升高而下降??扇夹裕喝紵龝r呈藍色火焰,產(chǎn)生二氧化硫(SO2)

第二十五頁,共131頁。1物理數(shù)據(jù)氣味和警示特性:硫化氫有一個極端難聞的臭雞蛋味,在低濃度下容易檢測到;但是,由于人會很快發(fā)生嗅疲勞和麻痹(失去嗅覺),其氣味不應用作一種警示方法。

第二十六頁,共131頁。2暴露范圍美國政府工業(yè)衛(wèi)生專家公會建議門限值為10mg/m3(8h加權(quán)平均值),而15min的短期平均暴露量值為15mg/m3。在短期暴露量值(作用級別)的暴露每天不應重復超過4次,在此范圍的連續(xù)暴露之間的時間間隔至少60min。

第二十七頁,共131頁。3對生理的影響

在一定濃度下吸入會導致人受傷或死亡。美國政府工業(yè)衛(wèi)生專家公會考慮將300mg/m3作為立即危害人的生命和健康的濃度。但是,不能依賴嗅覺來預警危險的濃度,因為若處于高濃度(高于100mg/m3)的硫化氫環(huán)境中,人會由于嗅覺神經(jīng)受到麻痹而快速失去嗅覺。長時間處于低硫化氫濃度的大氣之中會使嗅覺靈敏度減弱。

第二十八頁,共131頁。3對生理的影響

處于硫化氫環(huán)境中會由于呼吸系統(tǒng)的細胞中毒而導致死亡。當人離開硫化氫環(huán)境后,反復處于低濃度硫化氫環(huán)境下的癥狀通常會在一段時間內(nèi)消失。反復暴露于低濃度硫化氫環(huán)境下在開始時不會對人的健康產(chǎn)生影響,但如果頻繁地處于低硫化氫濃度環(huán)境下,最后還是可能會導致更加強烈的刺激。第二十九頁,共131頁。在空氣中的濃度

硫化氫濃度對人的影響

體積

%體積

mg/m30.0000130.13通常,在大氣中含量為0.13mg/m3時,有明顯和令人討厭的氣味,在大氣中含量為4.6mg/m3時就相當顯而易見。隨著濃度的增加,嗅覺就會疲勞,氣體不再能通過氣味來辨別。

0.00110有令人討厭的氣味,眼睛可能受刺激。美國政府工業(yè)衛(wèi)生專家公會推薦的門限值(8h加權(quán)平均值)。

0.001515美國政府工業(yè)衛(wèi)生專家公會,15min短期暴露范圍平均值。

0.00220在暴露1h或更長時間后,眼睛有燒灼感,呼吸道受到刺激。美國職業(yè)安全和健康局的可接受上限值

0.00550暴露15min或15min以上的時間后嗅覺就會喪失,如果時間超過1h,可能導致頭痛、頭暈和/或搖晃。超過50mg/m3將會出現(xiàn)肺浮腫,也會對人員的眼睛產(chǎn)生嚴重刺激或傷害。

第三十頁,共131頁。硫化氫濃度與對人的危害在空氣中的濃度

硫化氫濃度對人的影響

體積

%質(zhì)量體積

mg/m30.01100

3~15min就會出現(xiàn)咳嗽、眼睛受刺激和失去嗅覺。在5~20min過后,呼吸就會變樣、眼睛就會疼痛并昏昏欲睡,在1h后就會刺激喉道。延長暴露時間將逐漸加重這些癥狀。

0.03300明顯的結(jié)膜炎和呼吸道刺激。注:考慮此濃度為立即危害生命或健康(參閱DHHSNO85-114,美國國家職業(yè)安全和健康學會化學危險袖珍指南)。

0.05500短期暴露后就會不省人事,如不迅速處理就會停止呼吸。頭暈、失去理智和平衡感?;颊咝枰杆龠M行人口呼吸和/或心肺復蘇術。

0.07700意識快速喪失,如果不迅速營救,呼吸就會停止并導致死亡。必須立即采取人工呼吸和/或心肺復蘇術。

0.10+1000+

立即喪失知覺,結(jié)果將會產(chǎn)生永久性的腦傷害或腦死亡。必須迅速進行營救,應用人工呼吸和/或心肺復蘇術。第三十一頁,共131頁。硫化氫職業(yè)暴露值摘要

單位:ppmmg/m3ACC:可接受的上限濃度TLVS:門限值TWA:8h加權(quán)平均值

STEL:15min平均短期暴露量值

美國職業(yè)安全健康局

ACCS

美國政府工業(yè)衛(wèi)生專家公會

TLVS

ACC高于8hACC的最大峰值

TWASTEL2029507210141521第三十二頁,共131頁。硫化氫(H2S)無色氣體,燃燒呈藍色火苗產(chǎn)生SO2自燃溫度260℃,沸點-60.2℃,爆炸范圍4.3%-46%劇毒,低濃度時臭雞蛋味,高濃度傷害人的嗅覺、眼睛、咽喉、神經(jīng)系統(tǒng)直至中毒死亡。密度為空氣的1.189倍,易在通風條件差、低凹處聚集對鋼材具有強烈的腐蝕作用。第三十三頁,共131頁。標準編寫階段API防硫化氣系列標準的原文翻譯確定硫化氫防護級別采標原則的討論硫化氫系列標準的要求內(nèi)容統(tǒng)一理順同類防硫化氫標準解決硫化氫防護標準的關鍵技術數(shù)據(jù)第三十四頁,共131頁。

含硫化氫天然氣的定義

指天然氣的總壓大于等于0.4MPa,而且該氣體中硫化氫分壓大于等于0.0003MPa的天然氣。第三十五頁,共131頁。

井口安全距離含硫油氣井井口與民房的安全距離應不少于100m(此安全距離應在井場設計時就予以考慮)。第三十六頁,共131頁。井位設計勘測范圍

應對擬定探井周圍3km、生產(chǎn)井周圍2km范圍內(nèi)的居民住宅、學校、公路、鐵路和廠礦等進行勘測(踏勘),并在設計書中標明其位置,在非油氣礦區(qū)鉆井,還應標明地下礦井、坑道的層位、分布、深度、走向及地面井位于礦井、坑道的關系。第三十七頁,共131頁。井噴失控井搶險點火條件:人員生命受到巨大威脅人員撤離無望失控井無希望在短時間得到控制作為最后搶險的手段點火決策人:失控井搶險點火決策人宜由生產(chǎn)經(jīng)營單位代表或其授權(quán)人擔任。第三十八頁,共131頁。含硫油氣井安全鉆井推薦作法Recommendedpracticeforsafedrillingoperationsinvolvingsulfide

(APIRP49—2001NEQ)SY/T5087-××××代替SY5087-2003第三十九頁,共131頁。SY/T5087-2003《含硫油氣井安全鉆井推薦做法》的修改情況回顧:

1985年發(fā)布實施1993年、1995年和2003年經(jīng)過三次修訂雖然2003年剛對該標準進行了修改,但2003版的修訂主要是集中在標準名稱、章條標題、規(guī)范性引用文件、井場布置示意圖及某些條款內(nèi)容,增補了目次和前言,而對其技術內(nèi)容改動不大。

第四十頁,共131頁。目次

前言范圍規(guī)范性引用文件術語和定義人員防護井場及鉆井設備的布置井用材料及設備第四十一頁,共131頁。地質(zhì)及鉆井工程設計的特殊要求應急管理井場安全鉆井作業(yè)中的特殊要求特殊作業(yè)海上作業(yè)目次

第四十二頁,共131頁。

術語和定義閾限值(thresholdlimitvalue)幾乎所有工作人員長期暴露都不會產(chǎn)生不利影響的某種有毒物質(zhì)在空氣中的最大濃度。硫化氫的閾限值為15mg/m3(10ppm);二氧化硫的閾限值為5.4mg/m3(2ppm)。第四十三頁,共131頁。

術語和定義安全臨界濃度(safetycriticalconcentration)工作人員在露天安全工作8h可接受的硫化氫最高濃度,硫化氫的安全臨界濃度為30mg/m3(20ppm)。第四十四頁,共131頁。

術語和定義危險臨界濃度(dangerousthresholdlimitvalue)達到此濃度時,對生命和健康會產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的或延遲性的影響,硫化氫的危險臨界濃度為150mg/m3(100ppm)。第四十五頁,共131頁。培訓硫化氫監(jiān)測呼吸保護設備第四十六頁,共131頁。培訓

1.基本培訓(課堂培訓和現(xiàn)場培訓)2.

現(xiàn)場監(jiān)督人員的附加培訓3.

來訪者和其他非定期派遣人員的培訓

培訓時間 作業(yè)相關人員進行的專門的硫化氫防護培訓時間為,首次培訓時間不少于15h,以后每二年復訓一次,復訓不少于6h。第四十七頁,共131頁。資質(zhì)和證書應由有資質(zhì)的培訓機構(gòu)對人員進行防硫化氫技術培訓。受訓人員的培訓時間、培訓內(nèi)容、考核結(jié)果應有記錄。記錄最少保留2年。參加井控培訓的人員也應參加防硫化氫培訓并取得合格證書,合格證書的有效期為2年。第四十八頁,共131頁。含硫油氣井鉆井過程中的硫化氫監(jiān)測應符合SY/T6277中的相關規(guī)定監(jiān)測儀器和設備應按照制造廠商的說明對監(jiān)測儀器和設備進行安裝、維護、校驗和修理,并應指定專人保管和維護監(jiān)測設備用于油氣井鉆井作業(yè)的固定式硫化氫監(jiān)測系統(tǒng),應能同時發(fā)出聲光報警,并能確保整個作業(yè)區(qū)域的人員都能看見和聽到。作業(yè)現(xiàn)場應至少配備便攜式硫化氫監(jiān)測儀5臺第四十九頁,共131頁。

方井

鉆井液出口管口接收罐,和振動篩

鉆井液循環(huán)罐

司鉆或操作員位置

井場工作室

未列入進入限制空間計劃的所有其他硫化氫可能聚集的區(qū)域。第五十頁,共131頁。第一級報警值應設置在閾限值,達到此濃度時自動報警,提示現(xiàn)場作業(yè)人員硫化氫的濃度超過閾限值第二級報警值應設置在安全臨界濃度,達到此濃度時,現(xiàn)場作業(yè)人員應佩戴正壓式空氣呼吸器第三級報警值應設置在危險臨界濃度,報警信號應與二級報警信號有明顯區(qū)別,警示立即組織現(xiàn)場人員撤離。第五十一頁,共131頁。井處于受控狀態(tài),但存在對生命健康的潛在或可能的危險[硫化氫濃度小于15mg/m3

(10ppm)],掛綠牌;對生命健康有影響[硫化氫濃度15mg/m3

(10ppm)~30mg/m3

(20ppm)],掛黃牌;對生命健康有威脅[硫化氫濃度大于或可能大于30mg/m3

(20ppm)],掛紅牌。第五十二頁,共131頁。當空氣中硫化氫濃度超過30mg/m3

(20ppm)時,應佩帶正壓式空氣呼吸器,正壓式空氣呼吸器的額定供氣時間應大于30min。使用者應接受正壓式呼吸器的限制和正確使用方法的指導和培訓。正壓式空氣呼吸器應放在作業(yè)人員能迅速取用的方便位置。陸上鉆井隊當班生產(chǎn)班組應每人配備一套,另配備一定數(shù)量作為公用。海上鉆井作業(yè)人員應保證100%配備。正壓式空氣呼吸器每次使用后都應進行清潔和消毒。含硫油氣井鉆井作業(yè)之前,應確認作業(yè)人員的身體狀況良好并熟悉正壓式空氣呼吸器的使用方法。第五十三頁,共131頁。應對正壓式空氣呼吸器加以維護并存放在清潔、衛(wèi)生的地方對正壓式空氣呼吸器應每月至少檢查1次,并且在每次使用前后都應進行檢查,以保證其維持正常的狀態(tài)在使用之前宜進行面罩與臉部的密接測試。需使用正壓式空氣呼吸器的人員,應進行定期檢查和演練,以使其生理和心理適應這些設備的使用。第五十四頁,共131頁。正壓式空氣呼吸器空氣的質(zhì)量應滿足下述要求:氧氣含量19.5%~23.5%;空氣中凝析烴的含量等于或小于5×10-6(體系分數(shù))一氧化碳的含量小于或等于12.5mg/m3

(10ppm);二氧化碳的含量小于或等于1960mg/m3

(1000ppm);沒有明顯的異味。第五十五頁,共131頁。井場的布置應符合SY/T5958的要求。鉆前工程前,應從氣象資料中了解當?shù)丶竟?jié)的主要風向。井場內(nèi)的引擎、發(fā)電機、壓縮機等容易產(chǎn)生引火源的設施及人員集中區(qū)域宜部署在井口、節(jié)流管匯、天然氣火炬裝置或放噴管線、液氣分離器、鉆井液罐、備用池和除氣器等容易排出或聚集天然氣的裝置的上風方向。在確定井位任一側(cè)的臨時安全區(qū)的位置時,應考慮季節(jié)風向。當風向不變時,兩邊的臨時安全區(qū)都能使用。當風向發(fā)生90o變化時,則應有一個臨時安全區(qū)可以使用。第五十六頁,共131頁。測井車等輔助設備和機動車輛應盡量遠離井口,宜在25m以外。未參加應急作業(yè)的車輛應撤離到警戒線以外井場值班室、工程室、鉆井液室、氣防器材室等應設置在井場主要風向的上風方向應將風向標設置在井場及周圍的點上,現(xiàn)場所有人員都能容易地看得見的地方在鉆臺上、井架底座周圍、振動篩、液體罐和其他硫化氫可能聚集的地方應使用防爆通風設備(如鼓風機或風扇),以驅(qū)散工作場所彌散的硫化氫鉆入含硫油氣層前,應將機泵房、循環(huán)系統(tǒng)及二層臺等處設置的防風護套和其他類似的圍布拆除應確保通訊系統(tǒng)24h暢通。第五十七頁,共131頁。

材料的選擇鉆井設備的制造材料應具備抗硫應力開裂的性能采用NACEMRO175的條款作為最低的標準(屈服極限、硬度、熱處理)材料應有材質(zhì)合格證及用戶抽檢結(jié)果報告等適用性文件非金屬密封件,應能承受指定的壓力、溫度和硫化氫環(huán)境,同時應考慮化學元素或其他鉆井液條件的影響。第五十八頁,共131頁。

鉆井液下述措施將幫助金屬抗硫化物應力腐蝕開裂:在使用除硫劑時,應密切監(jiān)測鉆井液中除硫劑的殘留量;維持鉆井液的pH為9.5~11,以避免發(fā)生能將硫化氫從鉆井液中釋放出來的可逆反應。第五十九頁,共131頁。用于硫化氫環(huán)境的防噴設備的檢查及測試程序應按照APIRP53的相關條款執(zhí)行。環(huán)形和閘板型防噴器及相關設備的產(chǎn)品采購規(guī)范,以及對防噴設備的操作特性測試應按APISpec16A的相關條款執(zhí)行。選擇、安裝和測試適用于硫化氫環(huán)境服務的節(jié)流管匯總成應按APIRP53及APISpec16C的有關條款執(zhí)行。在高含硫、高壓地層和區(qū)域探井的鉆井作業(yè)中,在防噴器上應安裝剪切閘板。在鉆具中應加裝回壓閥等內(nèi)防噴工具,但在井漏等特殊情況下,可以不安裝內(nèi)防噴工具。第六十頁,共131頁。管材管材應使用符合NACEMRO175、SY/T6194和APISpec5D規(guī)定的材料及經(jīng)測試證明適合用于硫化氫環(huán)境的材料。應選用規(guī)格化并經(jīng)回火的較低強度的管材(例如J55或L-80油管,E級和X級的鉆桿)及規(guī)格化并經(jīng)回火的方鉆桿用于含硫油氣井。對于高于646.25MPa(95000psi)屈服強度的管材,應淬火和回火。在沒有使用特種鉆井液的情況下,高強度的管材(例如P110油管和S135鉆桿)不應用于含硫化氫的環(huán)境。第六十一頁,共131頁。鉆井設計中有關井控裝置的設計、安裝、固定和試壓應符合SY/T5964的規(guī)定。鉆井井口和套管的連接及放噴管線的高壓區(qū)在現(xiàn)場不允許焊接。放噴管線應至少裝兩條,其夾角為90o~180o,管線轉(zhuǎn)彎處的彎頭夾角不應小于120o,并接出距井口不少于100m;若風向改變時,至少有一條能安全使用,以便必要時連接其他設備(如壓裂車、水泥車等)做壓井用。井控裝置、管材和井下工具及其配件在儲放時應注明鋼級,嚴格分類保管并帶有產(chǎn)品合格證和說明書;運輸過程中需采取措施避免損傷。防噴器大修時,若進行了焊接、補焊、堆焊等工藝,則應在其后做大于620o的高溫回火處理。第六十二頁,共131頁。地質(zhì)設計的特殊要求應對擬定探井周圍3km,生產(chǎn)井井位2km范圍內(nèi)的居民住宅、學校、公路、鐵路和廠礦等進行勘測,并在設計書中標明其位置在煤礦、金屬和非金屬礦等非油氣礦藏開采區(qū)鉆井,還應標明地下礦井、坑道的層位、分布、深度和走向及地面井位與礦井、坑道的關系。在含硫地區(qū)的鉆井設計中,應注明含硫地層及其深度和預計硫化氫含量。在江河干堤附近鉆井應標明干堤、河道位置,同時應符合國家安全、環(huán)保規(guī)定。第六十三頁,共131頁。地質(zhì)設計的特殊要求(一)應對擬定探井周圍3km,生產(chǎn)井井位2km范圍內(nèi)的居民住宅、學校、公路、鐵路和廠礦等進行勘測,并在設計書中標明其位置在煤礦、金屬和非金屬礦等非油氣礦藏開采區(qū)鉆井,還應標明地下礦井、坑道的層位、分布、深度和走向及地面井位與礦井、坑道的關系。在含硫地區(qū)的鉆井設計中,應注明含硫地層及其深度和預計硫化氫含量。在江河干堤附近鉆井應標明干堤、河道位置,同時應符合國家安全、環(huán)保規(guī)定。應儲備足量的除硫劑。第六十四頁,共131頁。

地質(zhì)設計的特殊要求(二)鉆開高含硫地層的設計鉆井液密度,其安全附加密度在規(guī)定的范圍內(nèi)(油井0.05g/cm3~0.10g/cm3、氣井0.07g/cm3~0.15g/cm3)時應取上限值;或附加井底壓力在規(guī)定的范圍內(nèi)(油井1.5MPa~3.5MPa、氣井3MPa~5MPa)時應取上限值應儲備井筒容積0.5~2倍的大于在用鉆井液密度0.1g/cm3以上鉆井液應儲備滿足需要的鉆井液加重材料在鉆開含硫地層前50m,應將鉆井液的pH值調(diào)整到9.5以上直至完井。若采用鋁制鉆具時,pH值控制在9.5~10.5之間不允許在含硫油氣地層進行欠平衡鉆井第六十五頁,共131頁。

在含硫油氣井的鉆井作業(yè)前,與鉆井相關各級單位應制定各級防硫化氫的應急預案。鉆井各方人員都應掌握應急預案的相關。應急預案的內(nèi)容應包括但不限于:a)

應急組織機構(gòu)b)

應急崗位職責c)

現(xiàn)場監(jiān)測制度d)

應急程序:

——報告程序

——人員撤離程序

——點火程序e)

培訓與演習。第六十六頁,共131頁。

應急預案編制機構(gòu)及職責應急響應

油氣井點火程序

應急預案的更新第六十七頁,共131頁。機構(gòu)及職責應急預案中應包括鉆井各相關方的組織機構(gòu)和負責人,并應明確應急現(xiàn)場總負責人及各方人員在應急中的職責。第六十八頁,共131頁。應急響應(一)當硫化氫濃度達到15mg/m3(10ppm)

的閾限值時啟動應急程序,現(xiàn)場應:立即安排專人觀察風向、風速以便確定受侵害的危險區(qū);切斷危險區(qū)的不防爆電器的電源;安排專人佩戴正壓式空氣呼吸器到危險區(qū)檢查泄露點;非作業(yè)人員撤入安全區(qū)。第六十九頁,共131頁。應急響應(二)當硫化氫濃度達到30mg/m3(20ppm)的安全臨界濃度時,按應急程序應:a)

戴上正壓式空氣呼吸器;b)

向上級(第一責任人及授權(quán)人)報告;c)

指派專人在主要下風口100m以遠進行硫化氫監(jiān)測;d)

實施井控程序,控制硫化氫泄露源;e)

撤離現(xiàn)場的非應急人員;f)

清點現(xiàn)場人員;g)

切斷作業(yè)現(xiàn)場可能的著火源;h)

通知救援機構(gòu)。第七十頁,共131頁。應急響應(三)當井噴失控,井口主要下風口100m以遠測得硫化氫濃度達到75mg/m3(50ppm)時,按應急程序應:a)

由現(xiàn)場總負責人或其指定人員向當?shù)卣畧蟾?,協(xié)助當?shù)卣骱弥車用竦氖枭⒐ぷ?;b)

關停生產(chǎn)設施;c)

設立警戒區(qū),任何人未經(jīng)許可不得入內(nèi);d)

請求援助。第七十一頁,共131頁。應急響應(四)

當井噴失控,井場硫化氫濃度達到150mg/m3(100ppm)的危險臨界濃度時,現(xiàn)場作業(yè)人員應按預案立即撤離井場?,F(xiàn)場總負責人應按應急預案的通訊表通知(或安排通知)其它有關機構(gòu)和相關人員(包括政府有關負責人)。由生產(chǎn)經(jīng)營單位按相關規(guī)定向上級主管部門報告。第七十二頁,共131頁。油氣井點火程序井噴失控后,在人員的生命受到巨大威脅、人員撤離無望、失控井無希望得到控制的情況下,作為最后手段應按搶險作業(yè)程序?qū)τ蜌饩趯嵤c火。油氣井點火程序的相關內(nèi)容應在應急預案中明確。油氣井點火決策人宜由生產(chǎn)經(jīng)營單位代表來擔任,并列入應急預案中。井場應配備自動點火裝置,并備用手動點火器具。點火人員應配戴防護器具,并在上風方向,離火口距離不少于10m處點火點火后應對下風方向尤其是井場生活區(qū)、周圍居民區(qū)、醫(yī)院、學校等人員聚集場所的二氧化硫的濃度進行監(jiān)測。第七十三頁,共131頁。

應急聯(lián)絡考慮到與相關方應急聯(lián)系和報告的需要,應準備和保存一份應急通訊表。根據(jù)應急通訊表的內(nèi)容制成聯(lián)絡框圖,并作為應急預案的一部分:應急救援服務機構(gòu);政府機構(gòu)和聯(lián)系部門;其他相關單位與承包商。第七十四頁,共131頁。培訓和演習

模擬應急程序的訓練和演習是作業(yè)人員執(zhí)行或演示他們的任務的重要手段。在這樣的演練中,要包括動用設備和測試通訊設備,而模擬傷員要被送往有醫(yī)治模擬傷情設施的醫(yī)院。這些演練應通知政府有關部門(最好能讓他們參加)。第七十五頁,共131頁。

應急預案的更新對應急預案應定期復核,隨時對條款或覆蓋范圍的改變進行更新。特別應觀察和考慮的變化是居住或住宅區(qū)、倉庫、公園、商店、學校或公路,以及油氣井作業(yè)的變化和租用設施的變化。

第七十六頁,共131頁。計劃應制定一套與本標準的要求相一致的作業(yè)計劃。在開始作業(yè)前,生產(chǎn)經(jīng)營單位、承包公司、鉆井公司、服務公司和其他與工作有關的代表應討論有關油氣井的數(shù)據(jù)和將要執(zhí)行的作業(yè)的有關事項,并以合同形式明確各方的安全責任。在安裝設備之前,生產(chǎn)經(jīng)營單位或用合同形式委托的單位及代表應提供硫化氫應急預案,并與鉆井和服務公司代表一起審查該預案。生產(chǎn)經(jīng)營單位還應審查鉆井和服務公司的“應急預案”,以保證在硫化氫緊急情況下的響應協(xié)調(diào)。第七十七頁,共131頁。日常檢查在每天開始工作之前,應由指定的井場監(jiān)督實行日常檢查。應包括但不限于下述檢查項目:已經(jīng)或可能出現(xiàn)硫化氫的工作場地;風向標;硫化氫監(jiān)測設備及警報(功能試驗);人員保護呼吸設備的安置;消防設備的布置;急救藥箱和氧氣瓶。第七十八頁,共131頁。

鉆井液儲存從儲存的鉆井液中逸出的硫化氫氣體對人員是有害的,特別是在封閉的空間里。當可能曾經(jīng)暴露在硫化氫環(huán)境中的鉆井液儲存在鉆井液罐、起下鉆灌漿罐、鉆井液儲備罐或其他罐中時,應極其小心。儲存的鉆井液與某些材料(殘余的或添加的)之間的化學反應也會產(chǎn)生硫化氫。當人員進入任何容納有或曾經(jīng)容納過儲存的鉆井液的封閉的或通風不暢的地點時,應采取合適的安全預防措施。被污染的鉆井液應以安全的方式進行處理。

第七十九頁,共131頁。

特別預防措施

在鉆井作業(yè)期間,比如放噴、拆卸井口設備和起下管柱、循環(huán)鉆井液等,應采取特別預防措施,以避免殘存其中的硫化氫釋放出來造成危害為避免無風和微風情況下硫化氫的積聚,可以使用防爆通風設備將有毒氣體吹往期望的方向應特別注意低洼的工作區(qū)域,比如井口方井,由于較重的硫化氫或二氧化硫在這些地點的沉積,可能會達到有害的濃度當人員在達到硫化氫危險臨界濃度[150mg/m3

(100ppm)]的大氣環(huán)境中執(zhí)行任務時,應有接受過救護技術培訓的值班救護人員,同時應備有必要的救護設備,包括適用的呼吸器具。第八十頁,共131頁。受限制空間的進入對進出已知或潛在硫化氫危險的封閉設施應特別注意。在通常情況下,這些封閉設施不通風。進入受限制空間時應有一個受限制空間進入許可證。許可證至少應注明:標明作業(yè)場地、許可證簽發(fā)日期和使用期限;保證安全作業(yè)的特殊檢測要求和其它條件;進行持續(xù)監(jiān)測,以確定硫化氫、氧和可燃氣體濃度不會導致起火和傷害作業(yè)人員的身體健康;生產(chǎn)經(jīng)營單位其他特殊規(guī)定。第八十一頁,共131頁。硫化氫和二氧化硫防護演習

除了對人員進行硫化氫及二氧化硫培訓外,還應定期舉行應急演習。這些應急演習應包括應急程序所必需的步驟。人員培訓和應急演習的記錄文件應保存至少一年。第八十二頁,共131頁。硫化氫著火源

為了將可能的著火源減至最低,應考慮下列事項:強制執(zhí)行“不準吸煙”的規(guī)定;在危險區(qū)使用的任何電器設施等均應滿足防爆要求;禁止裝備有催化轉(zhuǎn)化器的車輛在十分接近井口的地方作業(yè),除非采取了措施保證該地安全而沒有產(chǎn)生火花的可能;沒有參與應急作業(yè)的車輛應在遠離井口的警戒線以外;在離井口30m以內(nèi)的所有內(nèi)燃機的排氣管上,應安裝火花捕捉器或等同的設備;將明焰烘箱、明火、焊接作業(yè)或其他可能的火源(電動工具、無線電通訊等)限制在指定的區(qū)域;其他防止火源措施。

第八十三頁,共131頁。嚴格執(zhí)行鉆井液密度設計,未經(jīng)修改設計的申報、審批程序,不得修改設計鉆井液密度,但不包括下列情況:a)發(fā)現(xiàn)地層壓力異常時b)發(fā)現(xiàn)溢流、井涌、井漏時若出現(xiàn)上述異常情況,應關井求壓,及時調(diào)整鉆井液密度或壓井,同時向有關部門匯報利用鉆井液除氣器和除硫劑,控制鉆井液中硫化氫的含量在50mg/m3(33.3ppm)以下,并隨時對鉆井液的pH值進行監(jiān)測在油氣層中進行起鉆前,應先進行短程起下鉆鉆頭在油氣層中和油氣層頂部以上300m長的井段內(nèi)的起鉆速度應控制在0.5m/s以內(nèi)鋼材,尤其是鉆桿,其使用拉應力需控制在鋼材屈服強度的60%以下井場內(nèi)嚴禁煙火第八十四頁,共131頁。取心作業(yè)在從已知或懷疑含有硫化氫的地層中起出巖心之前應提高警惕。在巖心筒到達地面以前至少10個立柱,或在達到安全臨界濃度時,應立即戴上保護性正壓式空氣呼吸器。當巖心筒已經(jīng)打開或當巖心已移走后,應使用移動式硫化氫監(jiān)測設備來檢查巖心筒。在確定大氣中硫化氫濃度低于安全臨界濃度之前,人員應繼續(xù)使用保護性正壓式空氣呼吸器。在搬運和運輸含有硫化氫的巖心樣品時,應提高警惕。巖樣盒應采用抗硫化氫的材料制作,并附上標簽。第八十五頁,共131頁。油氣井測試作業(yè)

在油氣井測試期間人員的安全防護,應按本標準第4章執(zhí)行。只有經(jīng)硫化氫培訓合格的人員才能參與作業(yè)。實施作業(yè)的主要人員數(shù)量應保持最低。作業(yè)過程中,應使用硫化氫監(jiān)測設備來監(jiān)測大氣情況,正壓式空氣呼吸器應放在主要工作人員能迅速而方便取得的地方。在開始作業(yè)前,應召開鉆井及相關工作人員參加的特殊安全會議,并特別強調(diào)使用正壓式空氣呼吸器、急救程序及應急反應程序。應在保證人員安全的條件下,排放和(或)燃燒所有產(chǎn)生的氣體。對來自儲存的測試液中的氣體,也應安全地排放。在處理已知或懷疑有硫化氫地層的液體樣品過程中,人員應保持警惕。處理和運輸含硫化氫的樣品時,應采取預防措施。樣品容器應使用抗硫化氫的材料制成,并附上標簽。第八十六頁,共131頁。棄井作業(yè)用水泥將產(chǎn)生或可能產(chǎn)生危險濃度硫化氫的整個地層封死,并按有關規(guī)定和程序?qū)嵤壘鳂I(yè)。

第八十七頁,共131頁。海上含硫油氣井作業(yè),應執(zhí)行《海洋石油作業(yè)硫化氫防護安全要求》和本標準其他章節(jié)中的要求。海上含硫油氣井作業(yè)時,應在前述應急預案的基礎上增加以下項目:a)

培訓:所有人員都應熟悉應急逃生路線的位置和逃生設備的應用;b)

所有人員撤到上風位;c)

海上設施的醫(yī)護人員和安全監(jiān)督應熟練使用氧氣復蘇設備;d)

平臺應對可燃氣體和硫化氫的濃度加以監(jiān)測,確保直升機安全起降;在可能情況下應使船舶和直升機從上風方向接近現(xiàn)場。當鉆井、油氣井服務、生產(chǎn)和建造作業(yè)中有兩種或兩種以上的作業(yè)需要同步進行時,必須強調(diào)這些作業(yè)之間的協(xié)調(diào)。應指派一個人擔任同步作業(yè)的負責人,協(xié)調(diào)應急事項。第八十八頁,共131頁。含硫化氫的油氣生產(chǎn)和天然氣處理裝置作業(yè)的推薦作法Recommendedpracticesforoilandgasproducingandgasprocessingplantoperationsinvolvinghydrogensulfide

(APIRP55:1995,MOD)第八十九頁,共131頁。目錄范圍規(guī)范性引用文件術語和定義適應性人員培訓個人防護裝備應急預案(包括應急程序)指南第九十頁,共131頁。目錄(續(xù))8.設計和建造9.作業(yè)方法10.連續(xù)式監(jiān)測設備的評價和選擇指南11.海上作業(yè)12.密閉空間的操作13.天然氣處理裝置的操作第九十一頁,共131頁。裝置設計中要考慮的因素:硫化氫濃度大氣和作業(yè)溫度的影響系統(tǒng)壓力PH值系統(tǒng)流體的水分含量系統(tǒng)部件的機械應力腐蝕和結(jié)垢引起的系統(tǒng)部件和物理強度變化的特殊條件第九十二頁,共131頁。材料建造

制造和連接部件人員資質(zhì)檢查電氣(可燃性)第九十三頁,共131頁。應急程序測試程序泄漏檢查工作許可證生產(chǎn)設施的維護、檢查和檢測監(jiān)測設備的維護、檢測和校準腐蝕監(jiān)測有限空間的進入第九十四頁,共131頁。監(jiān)測人員防護要求:a)要求人員在進入密閉裝置之前和停留在其內(nèi)時要穿戴正確的呼吸防護裝備;

b)安裝固定式的硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)

c)使密閉裝置正確通風,以維持固定式的硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)所監(jiān)測的硫化氫濃度不超過15mg/m3(10ppm)。d)在進入密閉裝置前和停留在內(nèi)時連續(xù)使用便攜式硫化氫監(jiān)測儀(見6.3)監(jiān)測硫化氫濃度,確保其不超過15mg/m3(10ppm)。警示標識如“硫化氫操作區(qū)域-監(jiān)測儀顯示安全時方可進入”

第九十五頁,共131頁。建造的材料腐蝕監(jiān)測泄漏檢測應急預案第九十六頁,共131頁。含硫化氫的油氣井井下作業(yè)的推薦作法RecommendedPracticeforOilandGasWellServicingandWorkoverOperationsInvolvingHydrogenSulfide(APIRP68:1998,MOD)

第九十七頁,共131頁。目錄范圍規(guī)范性引用文件術語和定義適應性人員培訓個人防護裝備應急預案(包括應急程序)指南第九十八頁,共131頁。目錄(續(xù))8.現(xiàn)場分類9.材料和設備10.修井作業(yè)11.作業(yè)機操作12.特殊作業(yè)13.海上作業(yè)第九十九頁,共131頁。三、中國近海海域較高濃度硫化氫氣體可能的分布預測第一百頁,共131頁。北礁隆起神狐隆起東沙隆起勿南沙隆起廟西、萊州灣、青東凹陷及碳酸鹽巖潛山中國近海較高硫化氫氣體可能的分布地區(qū)第一百零一頁,共131頁。1、渤海海域高濃度硫化氫氣體可能存在的區(qū)帶預測鑒于渤海海域氣藏數(shù)量較少,氣體中硫化氫氣體含量通常較低,人們對硫化氫分析的重視程度不夠,分析資料很少。據(jù)調(diào)研和了解,渤海地區(qū)只是在80年代初中期檢測了硫化氫氣體,但硫化氫和二氧化碳含量是混合計量的,硫化氫氣體的準確含量難于計算,僅作了一些初步推算。因此,資料的現(xiàn)狀,為客觀、全面認識渤海海域硫化氫氣體的分布規(guī)律帶來了難度。只能通過對硫化氫氣體成因和分布規(guī)律的認識,對本地區(qū)硫化氫氣體的含量和分布提供初步的看法。第一百零二頁,共131頁。渤海海域周緣含油氣區(qū)硫化氫分布指示圖硫化氫氣體含量普遍較低,但也存在一些硫化氫含量高或極高的天然氣(藏)濟陽坳陷羅家-大王莊氣田趙縣趙48井趙蘭莊氣田衛(wèi)城、文明寨等高硫原油,含H2S第一百零三頁,共131頁。渤海海域周緣油氣區(qū)天然氣中硫化氫含量分布圖第一百零四頁,共131頁。渤海海域部分含氣構(gòu)造硫化氫氣體最高含量分布圖第一百零五頁,共131頁。原油含硫量與含蠟量關系及其類型原油中較高的有機硫含量為生物降解形成硫化氫氣體提供了條件051015202530含蠟量(%)0.010.101.00含硫量(%)高硫原油:>0.5%低硫原油:<0.15%13B5-1N1g-E3s1BZ35-2E3d2-E3s2BZ36-2E3d2-E3s2BZ36-2N1g-N1mlPL25-6-1/2N1gBZ25-1E3s2-E2s3BZ25-1N1mlBZ34-4E3s1-E3s2PL19-3N1gQHD27/32/33/30N1mBZ29-4-1N1mlPL9-1-1N1g/ArBZ13-1-1/2E3d3-E3s1CFD18-1E3d2-ArCFD18-2E3d3-ArBZ22-1/2-1E3s1BZ26-2N1g-E3d1BZ26-2ArBZ28-1E3s1-OPL14-3-1N1gⅠ類Ⅱ類Ⅲ類0.15%<硫含量<0.5%北南第一百零六頁,共131頁。渤海海域局部構(gòu)造硫化氫含量及硫化氫可能的分布區(qū)示意圖第一百零七頁,共131頁。1.渤海海域周緣地區(qū)除冀中坳陷趙蘭莊氣藏硫化氫含量極高,以及濟陽坳陷羅沙地區(qū)硫化氫含量較高外,周圍的遼河、大港等地區(qū)硫化氫氣體的含量普遍低于1%。2.渤海海域天然氣中硫化氫含量普遍較低,天然氣中硫化氫氣體含量普遍小于1%,最高不超過5%,基本屬正常范圍。硫化氫含量較高者明顯與與古生界和元古界碳酸鹽巖儲層發(fā)育區(qū)對應,如BZ28-1、428E和BZ3-1構(gòu)造。3.渤海淺層上第三系儲層天然氣中硫化氫含量普遍低,個別較高的二氧化碳和硫化氫氣體含量可能與淺層原油的生物降解有關。第一百零八頁,共131頁。4.較高濃度硫化氫可能的分布區(qū)帶預測⑴黃河口、廟西凹陷和萊州灣凹陷中原油的含硫量明顯增高,向南增高的特征明顯,尤其是萊州灣凹陷沙三段和青東凹陷沙四段發(fā)育大量的膏巖地層,應加強對該地區(qū)天然氣硫化氫的檢測,尤其是當沙三段或沙四段作為勘探目的層時,應引起我們的高度關注。⑵沙一段碳酸鹽巖發(fā)育區(qū)及古生界—元古界碳酸鹽巖潛山區(qū)作為勘探目的層時,也應給予一定的關注。第一百零九頁,共131頁。2.南黃海盆地可能存在潛在的硫化氫氣體高含量帶南黃海盆地勿南沙隆起和中央隆起區(qū)以中生界和古生碳酸鹽巖為儲層的地區(qū)是潛在的高硫化氫風險區(qū)。眾所周知,南黃海盆地和四川盆地均屬于揚子板塊的一部分,其沉積特征十分相似,古生界和中生界均發(fā)育碳酸鹽巖沉積。在四川盆地古生界和元古界碳酸鹽巖儲層天然氣中普遍存在一定的量硫化氫,而四川盆地中生界碳酸鹽巖儲層天然氣中則有較高的硫化氫含量,因此南黃海盆地中生界和古生界碳酸鹽巖儲層存在硫化氫風險是顯而易見的。第一百一十頁,共131頁。第一百一十一頁,共131頁。南黃海盆地構(gòu)造區(qū)劃圖第一百一十二頁,共131頁。3.東海盆地為低硫化氫風險區(qū)TgT50T40T30T20T21T12T00T10T13地層第一百一十三頁,共131頁。東海西湖凹陷平湖油氣田2003年硫化氫含量數(shù)據(jù)上述16個樣品平均值為3.3mg/m3(即2.4ppm或)0.00021%),硫化氫含量均很低。第一百一十四頁,共131頁。1.東海盆

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