含硫化氫氣田情況簡(jiǎn)介及危害

一、含硫化氫氣田情況簡(jiǎn)介及危害全世界各大產(chǎn)油國(guó)幾乎都含有h2s氣藏，據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)南得克薩斯氣田的硫化氫含量高達(dá)98%,加拿大阿爾伯達(dá)的氣田硫化氫含量為81%,俄羅斯、伊朗、法國(guó)等國(guó)都有不同硫化氫含量的氣田。因此，含硫化氫氣藏的開(kāi)發(fā)已成為天然氣開(kāi)采的重要組成部分。我國(guó)也有不少氣田都含有h2s氣體，部分氣田H2S含量極高，如川東臥龍河氣田三迭系氣藏最高硫化氫含量達(dá)32%(493g/m3)，河北趙南莊氣田硫化氫含量達(dá)92%。還有一些氣田不僅HS含量較高，還含有co等氣體。HS是一種無(wú)色、劇毒、強(qiáng)酸性氣體，其相對(duì)密度為1.196，較空氣重°HS2燃點(diǎn)為250r，燃燒時(shí)呈藍(lán)色火焰，產(chǎn)生有毒的so2,當(dāng)h2s與空氣2合，濃度達(dá)4%-45%范圍內(nèi)時(shí)，2就形成一種可燃混合物。HS的毒性較一氧化碳的毒性大五至六倍，幾乎與氰化物同樣劇毒。為防止井場(chǎng)大氣含HS對(duì)人體毒害，國(guó)內(nèi)目前規(guī)定安全臨界濃度為20mg/m3，H2S溶于水形成弱酸，對(duì)金屬的腐蝕有電化學(xué)失重腐蝕、氫脆和硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。氫脆破壞往2往造成井下管柱的突然斷落，地面管匯和儀表的爆破、井口裝置的破壞，甚至發(fā)生嚴(yán)重的井噴失控或著火事故。h2s能加速非金屬材料的老化，并對(duì)鉆井液造成污染，在對(duì)含h2s的氣2田進(jìn)行勘探和開(kāi)發(fā)時(shí)均應(yīng)使用特殊的抗硫管材。二、國(guó)外含硫化氫氣田井噴事故情況含硫氣井的開(kāi)采是具有高度危險(xiǎn)性的作業(yè)，世界各國(guó)在含硫氣井開(kāi)采過(guò)程中，井噴事故的發(fā)生層出不窮。1975年2月2日凌晨5時(shí)，美國(guó)丹佛市一個(gè)含硫氣井發(fā)生泄漏，導(dǎo)致9人死亡。1980年阿拉伯灣海上鉆井作業(yè)中發(fā)生硫化氫泄漏。當(dāng)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員非?？只?，幾個(gè)平臺(tái)作業(yè)人員試圖沿平臺(tái)前支柱爬到水里，最后19人喪生，其中10人被發(fā)現(xiàn)時(shí)漂浮在被硫化氫云掃過(guò)的水面。而轉(zhuǎn)移到平臺(tái)的上風(fēng)側(cè)，并爬上高處直升機(jī)平臺(tái)上的幾個(gè)人則幸免于難。1999年加拿大一個(gè)含硫井發(fā)生井噴，壓井過(guò)程中采用傳統(tǒng)壓井方式，結(jié)果壓井失敗，導(dǎo)致2人死亡，Boots&Coots公司(一家得克薩斯井控公司)采用了阻止井內(nèi)氣流的頂部壓井技術(shù)在燃燒同時(shí)壓井，抑制硫化氫的噴出，使得該井噴問(wèn)題得以解決。美國(guó)得克薩斯州是含硫氣井較多的地區(qū)，從其十個(gè)油氣區(qū)歷年來(lái)發(fā)生井噴的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來(lái)看，迄今為止共發(fā)生井噴事故1206起，含硫氣井事故96起，死亡144人，受傷16人。近10年來(lái)，得克薩斯州共發(fā)生井噴事故218起，其中含硫化氫氣田的事故28起，占事故總數(shù)的12.8%，因此受傷的人數(shù)為28人，死亡3人。由上可以看出，含硫化氫氣田開(kāi)發(fā)中安全生產(chǎn)問(wèn)題是重中之重，其中包括發(fā)生井噴等事故的防范措施，井噴事故處理的應(yīng)急方案，含硫化氫氣田鉆井開(kāi)發(fā)中應(yīng)對(duì)硫化氫等酸性氣體的特殊技術(shù)和設(shè)備等一系列重要問(wèn)題。三、國(guó)外含硫化氫氣田開(kāi)發(fā)中的安全措施縱向和橫向的監(jiān)管1975年美國(guó)丹佛市含硫氣井井噴事故發(fā)生后，政府等各部門(mén)吸取了教訓(xùn)，籍此推動(dòng)了政府對(duì)能源企業(yè)的約束。此后，在丹佛的很多地方，甚至在草坪上和鬧市區(qū)，都會(huì)看到寫(xiě)有酸氣”的警示牌。在美、俄、澳等聯(lián)邦制國(guó)家，對(duì)于環(huán)境安全監(jiān)管采取的是縱向和橫向監(jiān)管相結(jié)合的辦法。一方面，憲法分權(quán)的原則使得各州或省政府有權(quán)負(fù)責(zé)其轄區(qū)內(nèi)的全部經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，由此，油氣鉆井和天然氣配售受州級(jí)政府監(jiān)管；另一方面，又按照土地所有權(quán)歸屬劃分具體礦產(chǎn)的監(jiān)管主體，如監(jiān)管鉆采活動(dòng)通常由州政府負(fù)責(zé)，但如果聯(lián)邦政府是礦產(chǎn)所有者，則會(huì)由其派出相應(yīng)的部門(mén)進(jìn)行監(jiān)管。此外，公眾利益也在油氣開(kāi)發(fā)生產(chǎn)過(guò)程中得到充分保護(hù)，其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是公眾協(xié)商。監(jiān)管機(jī)構(gòu)要求油氣生產(chǎn)企業(yè)將建設(shè)項(xiàng)目提交給當(dāng)?shù)卣涂赡苁盏接绊懙墓娺M(jìn)行協(xié)商。而在項(xiàng)目審批中，有關(guān)方面將充分考慮公眾協(xié)商的問(wèn)題和建議。制定應(yīng)急計(jì)劃在美國(guó)得克薩斯州，石油公司開(kāi)采氣井之前必須提供應(yīng)急方案，其中包括對(duì)硫化氫擴(kuò)散速度的嚴(yán)格測(cè)算，以及由此測(cè)算而得出的氣井距居民區(qū)的安全距離。對(duì)于警示牌的安放位置和警示內(nèi)容，得州的規(guī)定更始細(xì)致入微，甚至包括對(duì)字體、顏色的規(guī)范。在密西根州，該州制定的鉆探生產(chǎn)應(yīng)急計(jì)劃極為細(xì)致，要求申請(qǐng)人（即石油公司）必須提供一個(gè)完整的應(yīng)急計(jì)劃，為含硫化氫油氣井周?chē)木用裉峁╊A(yù)警服務(wù)。其主要規(guī)定包含兩大部分：第一，一旦發(fā)生硫化氫泄漏后應(yīng)該采取的總體措施（1）建立一個(gè)聯(lián)系人的列表，包括相關(guān)責(zé)任人的姓名、職責(zé)和聯(lián)系方式，明確指出在必要的時(shí)候，誰(shuí)負(fù)責(zé)命令點(diǎn)燃硫化氫氣體。這一表格必須隨時(shí)更新；（2）明確規(guī)定在何種緊急情況下執(zhí)行該應(yīng)急計(jì)劃；（3）詳細(xì)規(guī)定以何種程序執(zhí)行應(yīng)急計(jì)劃。第二，根據(jù)含硫化氫油氣井的時(shí)機(jī)情況制作相應(yīng)資料（1）制定一份詳細(xì)的地圖，描述油氣井所在地的居民住所、公共場(chǎng)所、公路和鐵路。如果是一級(jí)硫化氫油氣井，則地圖所描述的區(qū)域半徑應(yīng)該是396米（1300英尺）。如果是二級(jí)硫化氫油氣井，則地圖所描述的區(qū)域半徑應(yīng)該是152米（500英尺）；（2）建立一份詳盡的列表，包括當(dāng)?shù)鼐用?、企業(yè)、學(xué)校、宗教場(chǎng)所的地址，以及所有人員的住址和聯(lián)系方式等；（3）建立一份緊急電話(huà)列表，包括油氣開(kāi)發(fā)企業(yè)代表、鉆探承包人代表、緊急情況協(xié)調(diào)人、醫(yī)院、消防、環(huán)境部門(mén)的電話(huà)。3安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)及條例、標(biāo)準(zhǔn)為了保證開(kāi)發(fā)和處理硫化氫氣井人員的安全，美國(guó)許多機(jī)構(gòu)都制定了安全操作規(guī)則與條例。這些機(jī)構(gòu)包括：美國(guó)職業(yè)安全與健康管理局（TheOccupationalSafetyandHelthAdministration,簡(jiǎn)寫(xiě)為OSHA）國(guó)家職業(yè)安全與健康研究院（TheNationalInstituteForOccupationalSafetyandHelth,簡(jiǎn)寫(xiě)為NIOSH）美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)研究院（TheAmericanNationalStandardsInstitute,?寫(xiě)為ANSI_）美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（TheU.SGeologicalSurvey，簡(jiǎn)寫(xiě)為USGS）得克薩斯州鐵路委員會(huì)（TexasRailroadCommissionRule36,簡(jiǎn)寫(xiě)為T(mén)RCRule36）在以上這五個(gè)機(jī)構(gòu)中，前四個(gè)為聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)，最后一個(gè)為州機(jī)構(gòu)。州政府條例與聯(lián)邦政府條例的最大區(qū)別是，大多數(shù)的州政府條例用以保護(hù)公眾，而聯(lián)邦政府的條例基本上用以保護(hù)操作人員并主要解決呼吸設(shè)備的選擇和使用問(wèn)題。例如得克薩斯鐵路委員會(huì)制定的《得克薩斯州鐵路委員會(huì)條例36（TRCRule36）》，明確了不同濃度硫化氫暴露半徑的計(jì)算方法，并根據(jù)這些暴露半徑制定出對(duì)公眾的保護(hù)措施。而國(guó)家職業(yè)安全與健康研究院制定的條例則包括對(duì)工作場(chǎng)地要求、醫(yī)療保健措施、個(gè)人保護(hù)設(shè)備、人員培訓(xùn)要求、監(jiān)測(cè)、警報(bào)與人員撤離等一系列工作詳細(xì)地列出了具體要求，以此保證井場(chǎng)作業(yè)人員的生命安全。在這些機(jī)構(gòu)制定的所有條例中，除了一些小的差別，AUSGS有關(guān)于海上操作安全的規(guī)定等之外，其余皆大同小異。而且，猶豫設(shè)計(jì)生命安全問(wèn)題，規(guī)則本身特別繁瑣。四、國(guó)外含硫化氫氣田環(huán)境監(jiān)測(cè)和安全生產(chǎn)技術(shù)含硫化氫氣田開(kāi)發(fā)中的環(huán)境監(jiān)測(cè)硫化氫監(jiān)測(cè)問(wèn)題是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，涉及許多因素，如檢測(cè)器的位置、空間、風(fēng)向指標(biāo)、警告指示、機(jī)械通風(fēng)等。同時(shí)，對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)是十分重要的方面，主要是指對(duì)用于監(jiān)測(cè)的各種檢測(cè)裝置或感應(yīng)裝置進(jìn)行定期的檢查和校正，各種設(shè)備都有推薦的校正周期。通過(guò)檢查和校正，對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，不僅可以使感應(yīng)裝置的任何敏感性變化得以及時(shí)補(bǔ)償，還可保證系統(tǒng)所有部件正常工作，從而保證硫化氫開(kāi)采的人身安全。2、含硫化氫氣田鉆井技術(shù)由于硫化氫氣體的特殊性質(zhì)，含硫化氫氣田的鉆井技術(shù)不同于普通氣田。首先從井場(chǎng)布局上，要充分考慮到安全因素，《美國(guó)石油學(xué)會(huì)推薦作法49》詳細(xì)地規(guī)定了打含硫化氫的井場(chǎng)布局。其次，作好酸性氣井的井身設(shè)計(jì)是降低鉆井成本和安全生產(chǎn)的重要手段。另外酸性氣體鉆桿的防腐措施，鉆井泥漿和空氣硫化氫含量的監(jiān)測(cè)，鉆桿