石油天然气钻探过程中硫化氢的监测示范文本

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2024年石油天然气开采过程的主要危险及其控制(三篇)

2024年石油天然气开采过程的主要危险及其控制(三篇)

2024年石油天然气开采过程的主要危险及其控制在含硫化氢的油气田进行施工作业和油气生产时,所有生产作业人员都应该接受硫化氢防护的培训;来访者和其他非定期派遣人员在进入硫化氢危险区之前,应接受临时安全教育,并在受过培训的人员随同下,才允许进入危险区。

硫化氢作业现场应安装硫化氢报警系统,该系统应能声、光报警,并能确保整个作业区域的人员都能看见和听到。

第一级报警值应设置在阈限值[硫化氢含量15mg/m3(10ppm)、],达到此浓度时启动报警,提示现场作业人员硫化氢的浓度超过阈限值,应采取相应措施;第二级报警值应设置在安全临界浓度[硫化氢含量30mg/m3(20ppm)、],达到此浓度时,现场作业人员应佩戴正压式空气呼吸器,并采取相应措施;第三级报警值应设置在危险临界浓度[硫化氢含量150mg/m3(100ppm)、],报警信号应与二级报警信号有明显区别,应立即组织现场人员撤离作业现场。

应在作业现场有可能出现硫化氢气体的部位安装固定式硫化氢探测仪,此外还应配备便携式硫化氢探测器;在作业人员易于看到的地方应安装风向标、风速仪等标志信号。

钻入油气层时,应依据现场情况加密对钻井液中硫化氢的测定。

在新构造上钻预探井时,应采取相应的硫化氢监测和预防措施。

钻进中发现硫化氢时,浓度达到30mg/m3(20ppm)、,应暂时停止钻进,循环泥浆,采取相关的措施。

在钻探含硫化氢地层时应使用适合于含硫化氢地层的钻井液,钻井液的PH值保持在9.5以上。

钻遇含硫化氢地层后,起钻时应使用钻杆刮泥浆器。

钻穿含硫化氢地层后,应增加对工作区的监测。

在钻井工程设计中,各层套管固井应尽量提高水泥上返高度或采取其它措施,防止套管腐蚀损坏。

从岩心筒取出岩心时,操作人员要戴好正压式空气呼吸器。

运送含硫化氢岩心时应密封好,并写明岩心含硫化氢字样。

在预计含硫化氢的地层进行中途测试时,应落实防硫化氢措施,并将测试工作安排在白天进行,测试器具附近尽量减少操作人员。

石油钻井硫化氢H2S演习记录

石油钻井硫化氢H2S演习记录
硫化氢(H2S)应急预案演习记录
编号:
单位
50510HD
地点(井号)
日期
班组
人数
工况
完成时间
组织人
讲评人






本日时,天气,风向,风速级,班组人员正在进行作业,坐岗人员(泥浆工)发现井口硫化同时组织班组井控人员戴上防毒面具按井控“四七”动作实施关井,现场HSE安全监督一边组织井场急救人员穿戴好呼吸器,赶到各岗位,一边派人向现场监理及上级领导报告井上情况,然后立即赶到井口检查井口是否控制住,井场有无人员中毒,并将其他人员撤离到上风口集合点,现场值班队长和钻井工程师组织指挥人员排除井内和外溢的硫化氢,经仔细检测后,确认硫化氢浓度低于10mg/l,方通知班组开井恢复正常生产。
参加人员


编制:内煤钻井定向工程处办公室

浅谈钻井作业中硫化氢的危害及预防中毒措施(2020版)

浅谈钻井作业中硫化氢的危害及预防中毒措施(2020版)

( 安全技术 )单位:_________________________姓名:_________________________日期:_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改浅谈钻井作业中硫化氢的危害及预防中毒措施(2020版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes浅谈钻井作业中硫化氢的危害及预防中毒措施(2020版)一、分析H2S的危害谈到H2S的危害,我们必须先了解H2S的特性,因为H2S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H2S的特性、H2S对人体的危害及中毒症状以及H2S对设备的腐蚀危害。

(一)H2S的特性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、油浸石墨等非金属材料的老化;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)H2S对人体的危害及中毒症状•1、H2S对人体的危害。

H2S是一种神经毒剂,也是窒息性和刺激性气体。

主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。

H2S被吸入人体,通过呼吸道,经肺部,由血液运送到人体各个器官。

含硫化氢油气井安全钻井推荐作法(doc28)

含硫化氢油气井安全钻井推荐作法(doc28)

含硫化氢油气井安全钻井推荐作法(doc28)SY/T 5087-2005(API RP49:2001,NEQ)代替SY/T 5087-2003自2005-5-1起执行续表A.1表A.2 硫化氢的职业暴露值表B.2 二氧化硫的职业暴露值附录C(资料性附录)硫化氢扩散的选择方法注:美国石油学会(API)空气模拟工作小组(AQ7)采纳简单的选择模型及模拟技术给出了暴露半径的估量值(图C.1~图C.4)。

关于硫化氢和携带气体的平稳悬浮混合物的低速开释,这些模型较准确。

图C.1~图C.4关于高速开释的、以轻的气体为硫化氢携带气的混合物,可用作一种较保守的选择处理方式。

但不举荐将图C.1~图C.4用于低速开释、携带气和硫化氢混合物重于空气的场合,或可能产动气溶胶的场合,因为现在可能会得出偏小的暴露半径推测值。

宜对具体的应用条件进行评判,以决定是否需要使用条件更为苛刻的模拟技术。

使用者宜对他们自己的作业过程进行评判,以选择适合的模型用于具体的应急预案。

C.1 引言本附录列出的内容是一样性的,以供编制应急预案时,保守地估量硫化氢扩散达到的浓度时使用。

图C.1~图C.4给出了纯硫化氢连续开释或瞬时开释时,由运算模型算出的其在大气中呈屏幕平面的浓度为15mg/m3(1 0ppm),45mg/m3(30ppm),150mg/m3(100ppm),450mg/m3(300ppm),750mg/m3(500ppm)的暴露半径。

暴露半径描述了开释源与沿着羽长状的地面中心线到达所关怀的浓度之间的距离。

已开发出了一些作为开释的硫化氢的量/速率和不同的开释方式(连续开释或瞬时开释)的函数的暴露半径的关系式,来推测不同浓度的暴露半径。

方程式和有关系数在C.8和表C. 1中给出。

模拟了最坏的气象条件下的白天和夜晚的情形。

涉及硫化氢操作的不同的规范都给出了一个暴露半径(ROE)的推测方法和技术,必须考虑这些方法,因为为了符合某些专门的要求,规范可能会规定特定的方法,除非承诺使用其他方法。

硫化氢指导书

硫化氢指导书

硫化氢(H2S)防护作业指导书在钻井过程中,当钻遇含有硫化氢(H2S)的油层、气层,或因钻井液处理剂在高温高热分解作用下,产生硫化氢,就容易发生人员硫化氢中毒,造成对设备的损坏和周围环境的污染。

因此,硫化氢防护技术是钻井作业人员必须掌握的一门自救防护技术。

17.1 防硫化氢技术培训钻井队每位成员都必须进行硫化氢防护技术培训,取得培训合格证书者,才允许在含硫地区从事钻井作业,培训内容如下:17.1.1 了解H2S的物理化学性质和对设备、人体带来的危害,以及钻遇H2S可能产生的严重后果。

17.1.2 了解井场地形、钻机设备位臵与本地季节风方向之间关系、H2S监测仪器放臵情况、报警器音响特点和风标位臵,以及安全撤退路线等。

17.1.3 掌握钻井安全操作中的各项措施和规定。

17.1.4 掌握防毒面具、供氧呼吸器以及硫化氢监测仪器的性能和使用方法,具备救护H2S中毒人员的知识和基本技能。

17.2 钻井过程中H2S的来源17.2.1 某些钻井液处理剂在高温高热分解作用下,产生H2S。

17.2.2 钻井液中细菌的作用。

17.2.3 钻入含硫化氢地层,大量H2S侵入井内。

硫化氢气田多存在于碳酸盐岩——蒸发岩地层中,尤其在与碳酸盐伴生的硫酸盐沉积环境中,H2S 更为普遍。

一般来讲,H2S含量随地层埋藏深度的增加而增大。

17.3 硫化氢的物理化学性质及危害17.3.1 硫化氢的物理化学性质:硫化氢是一种无色、剧毒、强酸性气体。

如遇低浓度的H2S气体,会嗅到一种臭鸡蛋味。

其相对密度为1.176,较空气重。

硫化氢燃点250°,燃烧时呈蓝色火焰,产生有毒的二氧化硫,H2S 气体与空气混合,浓度达4.3%~46%时就形成一种爆炸混合物。

17.3.2 硫化氢对人体的危害:H2S气体的毒性较一氧化碳大5~6倍,几呼与氰化氢同样剧毒,不同浓度的H2S对人体的危害不同,具体见表17-1。

17.3.3硫化氢对金属材料的腐蚀:H2S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,以后两种为主,一般统称为氢脆破坏。

钻井试气过程中硫化氢防护和中毒后现场急救

钻井试气过程中硫化氢防护和中毒后现场急救

钻井试气过程中硫化氢防护和中毒后现场急救硫化氢在空气中的浓度(ppm)暴露征兆和危害程度0.13ppm-4.6ppm可嗅到腐臭蛋气味,但会迅速消失4.6ppm以上刚接触有刺热感,但会迅速消失10ppm(20ppm)允许8h暴露值,即安全临界浓度值(TLV),超过安全临界浓度必须戴上防毒面具。

各国采用的安全临界浓度值不相同,OSHA标准为1010ppm,中国标准为20 ppm50ppm只允许直接接触10min100ppm刺激咽喉,引起咳嗽,在3-10min内就会损伤嗅觉神经并损坏人的眼睛,使人感到轻微头痛、恶心及脉搏加快。

长时间可能使人的眼睛、咽喉受到破坏,接触4h以上可能导致死亡200ppm立即破坏嗅觉系统,眼睛、咽喉有灼烧感。

长时间接触会使眼睛和喉咙遭到灼伤并可能导致死亡500ppm失去理智和平衡直觉,呼吸困难,2min-15min 内呼吸停止,如果不及时采取抢救措施,可能导致中毒者死亡700ppm很快失去直觉,停止呼吸,如果不立即采取措施抢救,将导致中毒者死亡1000ppm立即失去直觉,造成死亡或永久性脑损伤,智力损残2000ppm吸一口气立即死亡,抢救较困难3.2 硫化氢对设备的危害3.2.1腐蚀类型3.2.1.1失重腐蚀原理:H2S =H+ +HS- HS- = H+ + S2-Fe+ H2S = FexSy+2H+电化学腐蚀,必须在有水的情况下,生成物FexSy是一种疏松的物质,它使钢材产生蚀坑、斑点和大面积脱落,造成设备变薄、穿孔、强度变低、甚至造成破裂。

3.2.1.2硫化物应力腐蚀(氢脆)H2S在金属表面有水的条件下,也使金属表面的水中存在大量氢原子。

这些氢原子在一般条件下绝大部分会结合成氢分子,但金属表面还存在一定浓度的氢原子,这些氢原子的一部分就渗入到金属的内部,在有缺陷的地方聚集起来,结合成氢分子。

氢分子比氢原子所占空间大20倍,这使金属内部形成很大的内压,使软金属变硬,高强度钢变脆,延展性下降,出现破裂。

含硫油气井中的硫化氢气体检测和防护应急程序探讨

含硫油气井中的硫化氢气体检测和防护应急程序探讨发布时间:2021-06-10T11:04:37.700Z 来源:《中国科技信息》2021年7月作者:金敏[导读] 硫化氢是油气井勘探开发时从石油中的有机硫化物中分解而成,具有无色剧毒的特点,对人体伤害巨大,高浓度硫化氢可致人死亡。

本文探讨了硫化氢气体检测及防护应急程序。

胜利石油工程公司培训中心(党校)石油工程技术培训部金敏摘要:硫化氢是油气井勘探开发时从石油中的有机硫化物中分解而成,具有无色剧毒的特点,对人体伤害巨大,高浓度硫化氢可致人死亡。

本文探讨了硫化氢气体检测及防护应急程序。

关键词:硫化氢成因来源;硫化氢检测;应急管理程序石油天然气井的勘探开发过程中,尤其是钻探高压深井时,极有可能钻遇含有硫化氢的地层,我国已开发的油田中不同程度的含有硫化氢气体,有些地区含量极高,如华北油田晋县赵兰庄气田含硫化氢体积比高达92%,四川I石油管理局含硫化氢气田约占已开发气田的78.6%。

硫化氢是仅次于氰化物的剧毒物,是极易致人死亡的有毒气体。

一旦硫化氢含量超标的油气井发生井喷失控,将会导致灾难性的悲剧。

一、含硫油气井发生硫化氢泄漏时的主要检测方式1.现场取样化验室测定法现场取样化验室测定法:这种测定法测定的硫化氢浓度精度高,但是测定的程序复杂繁琐,得到的数据不及时。

2.现场直接测定法现场直接测定法:这种测定法检测硫化氢迅速,是目前含硫油气井发生泄漏时现场使用的主要检测方法。

用到的仪器设备有:①便携式硫化氢检测仪:现场作业人员随身携带。

②固定式硫化氢检测仪:安装在现场硫化氢易泄漏的地点。

含硫油气井勘探开发现场必需24h连续监测硫化氢的浓度,因此需要安装固定式硫化氢检测仪。

③正压式空气呼吸器:在含硫油气井现场作业时,一旦发现有硫化氢泄漏,必须穿戴正压式空气呼吸器,只有这样才能保证作业人员的生命安全。

二、含硫油气井发生硫化氢气体泄漏时的应急管理程序进入含硫地区进行石油钻探作业前,必须制定一个切实可行和行之有效的应急管理预案,它不仅能够保证石油钻探作业的顺利进行,一旦硫化氢气体泄漏,还能够控制事故的扩大,降低事故后果的严重程度,避免财产损失,保证作业人员和周边公众的生命安全。

硫化氢井下浓度安全要求

硫化氢井下浓度安全要求硫化氢(H₂S)是一种具有刺激性的有毒气体,它是许多石油和天然气开采过程中产生的一种常见气体。

在石油工业中,H₂S通常是通过钻井并击穿含硫岩石而释放出来的。

工人们在接触大量浓度的H₂S时可能会受到危害,因此需要制定安全要求以保护他们的健康和安全。

硫化氢的危害H₂S是一种具有透明颜色和具有恶臭味道的气体。

在0.0005%-0.3%的浓度下,它会引起眼睛、喉咙和鼻子的刺激。

在高浓度下,H₂S会严重损害人的精神和神经系统,并可能对呼吸和心脏功能造成严重影响。

高浓度的H₂S可以导致死亡。

H₂S的国家安全标准根据中国国家标准《井下矿工作场所有毒有害气体防治规定》(GB/T 17747-1999)和《石油、天然气钻采安全规程》(Q/SYY 17-2011),H₂S在井下的安全标准为:•8小时时间加权平均值(TWA,Time-Weighted Average)为10mg/m³;•15分钟短期暴露限制(STEL,Short Term Exposure Limit)为15mg/m³;•5分钟致死限制(LC50,Lethal Concentration 50)为300mg/m³。

这些数值意味着H₂S的暴露时间不应超过规定值,也就是工作人员在工作期间的H₂S浓度不得超过规定值。

当浓度超出规定值时,必须立即采取措施将浓度降到规定值以下。

硫化氢防控措施为了保持井下H₂S的浓度低于国家安全标准的限制,必须采取以下防控措施:•发现H₂S,立即通知相关人员,并停止钻探或生产;•在井下的操作和采样过程中,采取有效措施防止H₂S泄漏;•在井口设置H₂S探测仪,定期自检和校准;•在特定的作业区域内,提供必要的自我保护装备。

这可能包括呼吸器、防毒面具、防护服等。

结论通过制定国家标准和采取一系列的防控措施,可以有效地控制井下H₂S的浓度,并保护工作人员的安全和健康。

工人必须了解相关标准,并在遇到H₂S时采取必要的措施,以确保他们的健康和安全。

含硫油气田硫化氢监测与人身安全防护规程

GBZ31-2002 职业性急性硫化氢中毒诊断标准 GB8789—1988 职业性急性硫化氢中毒诊断标准及处理原则 SY/T5087-2005 含硫化氢油气井安全钻井推荐作法 SY/T6137-2005 含硫化氢的油气生产和天然气处理装置作业推荐作法 SY/T6610-2005 含硫化氢油气井井下作业推荐作法 JJG695—2003 硫化氢气体监测仪 3 人员培训 3.1 培训机构 培训机构负责对含硫化氢环境中作业人员进行硫化氢监测技术和人身安全防护措施的培训。培 训机构应随时横向交流情报,了解国际、国内动向。 3.2 培训内容 在含硫化氢环境中的作业人员上岗前都应接受培训,经考核合格后持证上岗。培训内容按 SY/T6137-2005 的相关内容执行。 3.3 培训时间 首次培训时间不得少于 15h,每两年复训一次,复训时间不得少于 6h。 3.4 考核要求 现场作业人员、现场监督及管理人员经培训后均应达到以下要求: a)了解硫化氢的各种物理、化学特性及对人体的危害性,硫化氢对人体的毒害参考见附录 A; b)熟悉硫化氢监测仪的性能、使用和维护方法; c)熟悉各种人身安全防护装置的结构、性能,能正确使用和维护; d)熟悉进入含硫化氢环境作业的安全规定和作业程序; e)在发生硫化氢泄漏及人身急性中毒事故时,作业人员应会采取自救及互救措施; f)应熟悉工作场所的应急预案。 4 硫化氢监测仪及硫化氢监测 4.1 硫化氢监测仪 应采用固定式和携带式硫化氢监测仪。 4.1.1 固定式硫化氢监测仪 现场需 24h 连续监测硫化氢浓度时,应采用固定式硫化氢监测仪,探头数可以根据现场气样测 定点的数量来确定。监测仪探头置于硫化氢易泄漏区域,主机应安装在控制室。 4.1.2 携带式硫化氢监测仪 固定式和携带式硫化氢监测仪的第 1 级预警阀值均应设置在 15mg/m3,第 2 级报警阀值均应设 置在 30 mg/m3。 4.1.3 报警浓度设置 作业人员在危险场所应配带携带式硫化氢监测仪,用来监测工作区域硫化氢的泄漏和浓度变 化。 4.1.4 硫化氢监测仪的性能要求 硫化氢监测仪的性能应满足表 1 所确定的要求 表 1 硫化氢监测仪应满足的参数

钻井硫化氢气体的监测与防护对策


在 油 田勘探 、 开发 过程 J  ̄ H 2 S 气体 的存 在对人 身安全 和设备 安全造 成很大 的危 险 。 近年 来 , 在含 有H2 S 的地 区进 行勘探 、 开 发过 程 中时常 发生H2 S 中毒事 件 或对设 备 、 工 具造成 严重 的腐 蚀破坏 。 因此石 油钻 探过程 中硫 化氢 的监 测工
科 学论 坛
C hi n a s ci en ce a n d Te c h no l o gy R e v i e w
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钻井 硫 化氢 气 体 的 监 测 与 防护 对 策
武 君
( 胜 利 油 田钻井 职工 培 训 中心教 务 处 2 5 7 0 0 0 ) [ 摘 要]随着 石 油与 天然 气行 业对 硫 化氢 防护 重 视程 度 的提 高 , 硫化 氢 防护 措施 不 具体 、 操 作 性差 等 问题 经常被 提 出 。 在钻 井 现场 , 加 强 硫化 氢气 体 监测 并 采取 有效 的防 护措 施是确 保人 员及设 备 安全 的前提 。 概 述 了钻井 现场硫 化氢 气体 监 测的作 用和 内容 , 以及 钻井 过程 中硫化 氢 的安全 防范 与处理措 施 。 对 于指 导 含 硫化 氢地 区钻 井 、 录井 安 全作 业 , 确保 人员及 设 备安 全具 有一 定 的指导 意义 。 [ 关键 词] 钻井; 硫 化氢 ; 监测, 防护 中 图分 类号 : T Q1 2 5 . 1 + 2 文 献标 识码 : A 文章编 号 : 1 0 0 9 — 9 1 4 X ( 2 0 1 4 ) 0 6 —0 4 2 7 — 0 l
侵导致 井 喷事故 。
1硫 化 氯气 体的 危 謇 硫 化氢 是一 种无 色、 剧毒、 强 酸性气 体。 硫 化氢 易溶 于水和 醇类 、 石 油溶 剂
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文件编号:RHD-QB-K3442 (安全管理范本系列)编辑:XXXXXX查核:XXXXXX时间:XXXXXX石油天然气钻探过程中硫化氢的监测示范文本石油天然气钻探过程中硫化氢的监测示范文本操作指导:该安全管理文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的,并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。

,其中条款可根据自己现实基础上调整,请仔细浏览后进行编辑与保存。

石油天然气钻探作为一项高技术、高风险的活动,存在着许多影响环境与安全的因素。

硫化氢气体作为这些因素中的最重要的一个,可能导致设备的损害与人员的伤亡,因此石油钻探过程中硫化氢的监测工作很重要。

多年来,经过各方的努力,硫化氢监测取得了很大的成绩,绝大部分硫化氢气体得以消弥,大量可能发生的硫化氢伤害事故得以避免。

但是,现场硫化氢监测工作仍存在一些不足之处。

本文对现场硫化氢监测的一些基本方法加以总结,期望能够对硫化氢监测工作有所帮助。

1硫化氢的性质和对石油钻探的危害要做好石油钻探过程中硫化氢的监测工作,首先应了解其性质与危害。

1.1硫化氢的物理化学性质硫化氢是一种无色、剧毒、强酸性气体,其相对密度为1.176,较空气重;燃点250℃,燃烧时呈蓝色火焰,产生有毒的SO2;硫化氢与空气混合,体积分数达4.3~46%时就形成一种爆炸混合物。

1.2石油钻探过程中硫化氢的危害1.2.1硫化氢对人体的危害硫化氢的毒性较一氧化碳大5~6倍,几乎与氰同样剧毒。

硫化氢质量浓度不同,对人的危害也不同,轻则对人体造成刺激,重则会致使人在几分钟内死亡。

1.2.2硫化氢对设备材料的危害(1)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。

(2)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。

1.2.3硫化氢污染钻井液硫化氢主要是对水基钻井液有较大的污染。

它会使钻井液性能发生很大变化,如密度下降、Ph 值下降、黏度上升,以至形成流不动的冻胶,不能使用,这必将增加成本,并给施工人员带来安全威胁。

2硫化氢的监测2.1现场常用硫化氢监测仪器2.1.1硫化氢库仑检测仪原理:利用库仑滴定原理,将被测气体导入滴定池,池内装有溴化钾的酸性溶液,池内即发生电解。

电解电流与被测物质的瞬时浓度呈线性关系,由此得出被测物质的浓度值,并由微安表指示读数。

2.1.2硫化氢气敏电极检测仪原理:电极由工作电极、参比电极、内充电解液和透气膜组成。

用硫电极作工作电极,用Ag/AgCl电极或LaF3电极作参比电极。

内充电解液Ph为5的柠檬酸盐缓冲液。

硫化氢通过透气薄膜进入电解液转变为S2-离子,平衡时:[S2-]K1*K2[H2S]/[H+]2式中K1、K2为电离常数。

当离子强度和Ph值一定时电极电位为:E0=E-(2.303RT/2F)Log[H2S]式中,F为法拉弟常数;T为温度;R为气体常数。

特点:重现性好;响应时间为1~3min;适于进行H2S的在线测定。

2.2常用快速化学分析方法2.2.1醋酸铅检测管法原理:吸附在硅胶上的醋酸铅能和硫化氢气体迅速反应,生成褐色的硫化铅,利用这一反应制成比长式检测管定量测定硫化氢。

制备:称取1.5g醋酸铅溶于10ml 2%醋酸中,按1:1的比例加入10ml 2%氯化钡溶液,然后用水稀释至100ml,制成指示液。

将2g处理好的80~100目的硅胶放在蒸发皿中,加入1ml配好指示液,不断搅拌使指示粉自然干燥到颗粒之间互不粘附。

在内径2.3~3.0mm,长150mm的玻璃管中,装入80mm长的指标粉,两端用脱脂棉固定,熔封。

用标准气进行标定,制作浓度标尺测定检测管。

干扰:硫醇类物质对测定有干扰。

2.2.2醋酸铅指示纸法原理:与检测管法相同,处理有醋酸铅的指标纸与硫化氢作用产生褐色的硫化铅沉积在指示纸上。

把指示纸的颜色与标准比色板相比较,确定硫化氢的浓度。

制备:称取10g醋酸铅溶于100ml的醋酸中,加入10ml甘油配成指示液。

把慢速定量滤纸在指示液中浸1min后取走。

夹在干燥的滤纸中吸去多余的液体,放在不含硫化氢的干净空气中自然干燥。

干燥后剪成与采样夹的直径相同的圆片,密封保存在玻璃容器中。

使用指标纸时,先将其夹在采样夹上,以1L/min的速度采样,采完规定体积的气样后,将指示纸折成半圆形,放在标准比色板的相应色阶上比较,得到硫化氢的含量。

然后与采样体积相除得到气样中硫化氢的体积分数。

指标纸与气样接触面积的直径小,测定灵敏度高,直径大,灵敏度低。

石油天然气钻探现场负责资料信息采集、处理,钻井监控的综合录井仪一般采用硫化氢气敏电极检测仪进行硫化氢监测,其携带、安装方便,灵敏度较高,适于在线测量,适应现场对硫化氢检测需要。

塔里木盆地顺1井地处沙漠腹地,交通十分不便,一旦发生硫化氢事故,求援难度很大。

该井使用国际先进的DLS综合录井仪录井,硫化氢检测仪最小检测体积分数为10-6,具有灵敏度高,响应时间短,24h连续监测,声光报警的功能。

本井在录井过程中对硫化氢异常共作出3次预报,成功率为100%,有效地保证了工程的顺利施工和井场工作人员的人身安全。

3现行井场硫化氢监测问题的思考综合录井作为安全钻井的参谋具有监测及时性强,预报准确度高的特点,为钻井实施硫化氢监测提供了可靠依据。

但是,目前硫化氢监测方法仅局限于地面的硫化氢,而对于可能产生硫化氢气体的因素没有加以监测,同时发现硫化氢异常报警方式单调、硫化氢传感器安装位置不符合井场硫化氢分布规律等问题,因此,要对现行硫化氢监测加以改进。

3.1硫化氢监测应从监测地面气体向监测地层流体延伸硫化氢监测的目的是防止硫化氢对设备特别是对人员的伤害,因此监测产生硫化氢的因素比监测地面硫化氢气体更为重要,事实上,国内石油天然气钻探史上几次特大的硫化氢恶性事故都是对井下流体监测不力导致井喷所致。

3.1.1掌握区域资料,认清地层情况虽然某些钻井液添加剂经过高温裂解可能产生硫化氢,但是石油钻探过程中硫化氢主要来源于地层本身,它存在于碳酸盐岩与蒸发岩地层中,特别是与碳酸盐地层伴生的膏盐地层更容易储有硫化氢气体。

因此不同区域的地层硫化氢含量不同,同一区域不同地层的硫化氢含量、危害性也是不同的。

所以要监测硫化氢必须认清所钻井地层情况,了解区域地质特点。

在实施钻井前,应掌握邻近地区已经出现的硫化氢异常情况,编制好本井硫化氢监测预报方案。

3.1.2加强地层对比分析由于存在地层,产生硫化氢的主要来源有硫酸盐地层高温还原作用而产生的硫化氢,地层中石油中的含硫化合物分解而产生的硫化氢,以及壳深部硫化氢气体通过裂缝向上部运移聚集形成的硫化氢。

因此地层中的硫化氢气体的存在不是孤立的。

钻探实践证明单纯的硫化氢气层是极少的,绝大部分与天然气层、油层共存。

且不同性质地层流体中含有的硫化氢危害性有明显差异,气层中含硫化氢危害最大,油层其次,水层相对较小。

同时同一区域硫化氢气体的产生与某一地质年代形成的某种岩性地层(即含硫化氢地层)相关。

因此在掌握区域含硫化氢层位的基础上,加强钻井过程中随钻分析对比,利用标准层或岩性组合对比标志层就可准确地预测到即将钻达的含硫化氢地层,及时向相关方作出将钻达含硫地层的预测,以便做好防硫化氢的准备。

3.1.3加强地层压力监测异常高压的存在必然导致上覆地层岩层密度、可钻性的变化,建立在欠压实理论和岩石骨架密度变化理论上的地层压力预测技术,是通过现代传感器实时收集钻头钻进速度、钻压、钻头直径、转盘转速等各种参数,通过计算机处理后,实时形成DCS指数的参数与曲线、Sigma 指数的参数与曲线,结合区域资料形成的趋势线可以对地层压力异常层进行预测。

钻探过程中对该井已取得的录井资料进行分析,将硫化氢监测与地层、压力和工程参数的监测有机结合起来。

特别重视高压油气层,根据压力分析提前预报高压层的出现,及时依据压力监测结果调整钻井液密度,确保钻井液密度达到技术规范要求。

3.1.4监测钻进液性能变化硫化氢气体是一种强酸性气体,其水溶液是一种酸性液体,保持钻井液处于碱性状态,能对地层产出的硫化氢气体进行中和,因此行业标准要求“在钻开含硫地层后,要求钻井液的Ph值始终控制在9.5以上”,同时钻井液Ph值的降低,也是地层有酸性物质进入钻井液的标志之一。

因此,监测钻井液的Ph 值是降低钻井液中硫化氢含量的需要,也是监测是否有硫化氢气侵的需要。

预防钻探现场硫化氢伤害最有效的方法,是通过比地层压力高的液柱压力,让硫化氢气体保存在地层之中不进入钻井液。

因此,行业标准要求“钻开含硫地层的设计钻井液密度,其安全附加密度在规定的油井0.05~0.10g/cm3,气井0.07~0.15g/cm3,选用上限值。

”发生气侵将降低钻井液密度,降低平衡地层压力的钻井液柱压力,引发更大的气侵。

监测钻井液密度变化,既是保证钻井液密度满足设计要求的需要,也是监测是否发生硫化氢气侵的需要。

监测钻井液密度的方法包括手工测量与传感器在线连续监测。

由于钻井液密度传感器容易受钻井液粘附的影响,因此在加强仪器校验、维护的同时,为保证数据准确性要加强人工测量。

3.1.5加强钻井施工监测钻井起钻速度过快,可能产生抽汲作用,起钻过程中不及时灌注钻井液都可能使液柱压力低于地层压力,引发气侵,严重的可能引发井喷。

为避免钻井施工引发硫化氢伤害事故发生,行业标准规定“在油气层和油气层以上起钻时,前10根立柱起钻速度应控制在5m/s以内”、“油气层和钻过油气层进行起下钻作业时,必须进行短程起下钻”。

各个油气田同时依据本区的油气层压力特点,对起钻过程中的钻井液灌注也作了详细规定。

因此,现场硫化氢监测应将钻井施工(特别是起下钻作业)列入监测范围,充分发挥现场录井设备在线监测功能,设置报警门限,发现违规作业后,立即向施工人员提出警示,向井场负责人报警。

3.2按照井场硫化氢分布规律安置检测仪检测仪位置的正确选择是保证检测结果及时、准确的前提,因此必须按硫化氢分布规律来安装硫化氢检测器,将传感器安装在能在第一时间检测到硫化氢出现的位置和能测出硫化氢准确值的位置上,否则导致检测结果失真。

钻井过程中硫化氢气体随钻井液循环流出,所以首先出现在井口,然后沿脱气器、振动筛、循环池到泵房一带流动,并不断向周围扩散,因此,这一带为高含硫化氢地区,其中脱气器、振动筛处硫化氢量最大。

同时由于硫化氢比空气重,硫化氢出现后会向地面方向流动,随着时间的推移,硫化氢逐渐在地面积聚,因此方井在垂向上硫化氢积聚最多的地方。

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