鉆井作業(yè)硫化氫防護(培訓教材)

硫化氫防護培訓教材鉆井作業(yè)硫化氫防護李強高碧樺楊開雄王勇編

內容提要為增強鉆井作業(yè)人員的硫化氫防護知識，提高其防護能力和作業(yè)的平安性，特編寫本教材。內容包括硫化氫的來源、硫化氫的理化性質及對人體的危害、鉆井工程硫化氫腐蝕與防腐、鉆井作業(yè)的平安措施、硫化氫中毒的早期搶救與護理、硫化氫監(jiān)測儀器與防護器具，以及鉆井作業(yè)的有關硫化氫防護標準。本教材可供含硫化氫油氣井鉆井作業(yè)人員培訓使用。本教材編寫中參考了重慶石油高等?？茖W校、中原石油勘探局鉆井井控培訓中心和大港油田鉆井培訓中心所編有關硫化氫防護資料，并得到伍賢柱、韓烈祥、曾時田等專家的支持和親自修改，在此一并表示感謝！

目錄前言··································································第一章硫化氫的來源及濃度概念········································第一節(jié)硫化氫的來源··············································第二節(jié)硫化氫濃度概念············································第二章硫化氫的理化性質及對人體的危害································第一節(jié)硫化氫的物理化學性質······································第二節(jié)硫化氫對人體的危害········································第三章硫化氫腐蝕···················································第一節(jié)金屬的電化學失重腐蝕·····································第二節(jié)金屬的氫脆和硫化氫應力腐蝕開裂···························第三節(jié)影響硫化氫腐蝕的主要因素·································第四節(jié)對非金屬材料和鉆井液的影響·······························第四章鉆井工程防硫化氫腐蝕措施·····································第一節(jié)材料的選用···············································第二節(jié)涂層保護·················································第三節(jié)提高鉆井液防腐性能·······································第五章含硫油氣井鉆井作業(yè)的平安措施·································第一節(jié)井場及鉆井設備的布置·····································第二節(jié)地質及工程設計的要求·····································第三節(jié)井用管材材質及井控設備安裝·······························第四節(jié)硫化氫的監(jiān)測及人身平安防護·······························第五節(jié)硫化氫防護演習···········································第六節(jié)鉆井平安作業(yè)·············································第七節(jié)應急預案的制定及實施·····································第六章硫化氫中毒的早期搶救與護理····································第一節(jié)硫化氫中毒的早期救護······································第二節(jié)心肺復蘇··················································第七章硫化氫監(jiān)測儀器與防護器具·····································第一節(jié)便攜式硫化氫監(jiān)測儀·······································第二節(jié)固定式硫化氫監(jiān)測儀·······································第三節(jié)防毒面具·················································空氣呼吸器···············································參考文獻附1：趙48井及羅家16H井井噴案例附2：SY/T5087—2005?含硫化氫油氣井平安鉆井推薦作法?附3：SY/T6277—2005?含硫油氣田硫化氫監(jiān)測與人身平安防護規(guī)程?前言硫化氫是一種劇毒性氣體，含硫化氫的油氣井一旦發(fā)生井噴失控事故，將導致災難性的悲劇。如華北油田的趙48井井噴失控，噴出大量硫化氫氣體，造成7人死亡、464人中毒、22萬余人遷移；四川的墊25井井噴失控，硫化氫氣體迫使方圓數(shù)公里范圍內的百姓棄家出走；羅家16H井井噴失控，高含硫天然氣造成243人死亡、2000余人中毒、井場周邊5公里范圍內6萬余人緊急大轉移。硫化氫氣體不僅嚴重威脅人們的生命平安、污染環(huán)境，同時對鉆井作業(yè)設備、工具和井下管材也將造成嚴重的腐蝕破壞?，F(xiàn)場作業(yè)人員、現(xiàn)場監(jiān)督及管理人員經(jīng)硫化氫防護培訓后均應到達以下要求：1．了解硫化氫的危害——硫化氫對人體的危害；——硫化氫對金屬材料的腐蝕；——硫化氫加速非金屬材料的老化；——硫化氫對鉆井液的污染。2．了解井場地形、鉆機設備布局與本地季節(jié)方向之間關系、硫化氫監(jiān)測儀器放置情況、報警器音響特點和風向指示器位置，以及平安撤退路線等。3．熟悉鉆入含硫化氫地層作業(yè)時的平安規(guī)定和作業(yè)程序。4．掌握硫化氫監(jiān)測儀器和防護器具的結構、性能，及正確使用和維護方法；具備救護硫化氫中毒人員的知識和根本技能。5．熟悉工作場所的應急預案。

第一章硫化氫的來源及濃度概念第一節(jié)硫化氫的來源硫化氫〔H2S〕是硫和氫結合而成的氣體。硫和氫都存在于動植物的機體中，在高溫、高壓及細菌作用下，經(jīng)分解可產(chǎn)生硫化氫。常在天然氣生產(chǎn)、高含硫原油生產(chǎn)、原油餾分、伴生氣和水的生產(chǎn)中遇到硫化氫，而油氣井中的硫化氫主要來源于以下幾個方面：1．熱作用于油氣層時，油氣中的有機硫化物分解，產(chǎn)生出硫化氫。2．石油中的烴類和有機質通過儲集層水中的硫酸鹽的高溫復原作用而產(chǎn)生硫化氫。3．通過地層裂縫等通道，下部地層中硫酸鹽層的硫化氫上竄而來。在非熱采區(qū)，因底水運移，將含硫化氫的地層水推入生產(chǎn)井中。4．油氣井鉆井作業(yè)中，鉆井液的某些處理劑在高溫作用下發(fā)生熱分解以及鉆井液中細菌的作用都可產(chǎn)生硫化氫。另外，石油天然氣加工廠、紙漿廠、工業(yè)實驗室、下水道以及沼氣池等處都有可能產(chǎn)生硫化氫。含硫化氫油氣田在區(qū)域分布上，多存在于碳酸鹽巖——蒸發(fā)巖地層中，其含量隨地層埋深增加而增大。熱作用于油層時，油氣中的有機硫化物分解，熱作用于油層時，油氣中的有機硫化物分解，產(chǎn)生出硫化氫石油中的烴類和有機質通過儲集層水中的硫酸鹽的高溫復原作用而產(chǎn)生硫化氫鉆井鉆井鉆井液某些處理劑在高溫熱分解作用下，鉆井液某些處理劑在高溫熱分解作用下，產(chǎn)生硫化氫通過裂縫等通道，下部地層中硫酸鹽層的硫化氫上竄而來硫化氫主要來源圖示第二節(jié)硫化氫濃度概念一、硫化氫濃度單位描述某種流體中的硫化氫濃度有以下幾種方式：1．體積比濃度指硫化氫在某種流體中的體積比，又分為百分比濃度〔%〕和百萬分比濃度兩種。百萬分比濃度常用ppm表示，即1ppm=1/1000000，現(xiàn)場所用硫化氫監(jiān)測儀器通常采用該單位。2．重量比濃度指硫化氫在一立方米流體中的重量，常用mg/m3或g/m3表示，該單位為我國的國家標準。3．硫化氫分壓指在相同溫度下，一定體積天然氣中所含硫化氫單獨占有該體積時所具有的壓力。二、單位之間的換算關系1%=14414mg/m31ppm=1.4414mg/m3硫化氫分壓≈硫化氫百分比濃度〔%〕×總壓力三、幾個重要的硫化氫濃度概念1．含硫化氫天然氣指天然氣的總壓等于或大于0.4MPa〔60Psia〕，而且該天然氣中硫化氫分壓等于或大于0.0003MPa；或硫化氫含量大于75mg/m3〔50ppm〕的天然氣。2．酸性天然氣—油系統(tǒng)含硫化氫天然氣—油系統(tǒng)是否屬于酸性天然氣—油系統(tǒng)按以下條件劃分：〔1〕當天然氣與油之比大于1000m〔2〕當天然氣與油之比小于1000ma．假設系統(tǒng)的總壓力大于1.8MPa，那么按含硫化氫天然氣的條件劃分；b．假設系統(tǒng)的百分比濃度大于15%時，那么為酸性天然氣—油系統(tǒng)。3．閾限值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在空氣中的最大濃度。硫化氫的閾限值為15mg/m3〔10ppmmg/m3〔2ppm〕。此濃度為硫化氫檢測的一級報警值。4．平安臨界濃度工作人員在露天平安工作8h可接受的硫化氫最高濃度［硫化氫的平安臨界濃度為30mg/m3〔20ppm〕］，此濃度為硫化氫檢測的二級報警值。5．危險臨界濃度到達此濃度時，對生命和健康會產(chǎn)生不可逆轉的或延遲性的影響［硫化氫的危險臨界濃度為150mg/m3〔100ppm〕］，此濃度為硫化氫檢測的三級報警值。

第二章第一節(jié)硫化氫的物理化學性質硫化氫是一種無色、有臭蛋味、劇毒、可燃和具有爆炸性的氣體，其主要的物理化學性質如下：★一種無色氣體，沸點為－℃〔－℉〕?！镌趐pppm時，人的嗅覺迅速鈍化而感覺不出它的存在，因此氣味不能用作警示措施?！锒拘暂^一氧化碳大5～6倍，幾乎與氰化氫的毒性相同。★燃點為260℃〔500℉★在15℃〔59℉〕、MPa〔1atm★其與空氣混合濃度達4.3％～46％時將形成一種爆炸混合物?！镆兹苡谒陀停?0℃、1個大氣壓下，1體積的水可溶解2.9體積的硫化氫，溶解度隨溶液溫度升高而降低，★含硫化氫水溶液對金屬具有強烈的腐蝕作用。第二節(jié)硫化氫對人體的危害一、危害的生理過程硫化氫只有進入人體并與人體的新陳代謝發(fā)生作用后，才會對人體造成傷害。硫化氫侵入人體的途徑有三條：——通過呼吸道吸入——通過皮膚吸收——通過消化道吸收硫化氫主要通過人的呼吸器官，只有少量經(jīng)過皮膚和胃進入人的肌體。吸入的硫化氫大局部滯留在呼吸道里。硫化氫與呼吸道粘膜的外表接觸時與堿反響生成Na2S，具有刺激和腐蝕作用，但其對人體危害的表現(xiàn)主要還在于對肌體總的危害上。硫化氫是一種神經(jīng)毒劑，亦為窒息性和刺激性氣體?？膳c人體內部某些酶發(fā)生作用，抑制細胞呼吸，造成組織缺氧。硫化氫進入人體，將與血液中的溶解氧發(fā)生化學反響。當硫化氫濃度極低時，它將被氧化，會壓迫中樞神經(jīng)系統(tǒng)，對人體威脅不大；中等濃度硫化氫會刺激神經(jīng)；而硫化氫濃度較高時，將奪去血液中的氧，會引起神經(jīng)麻痹，使人體器官缺氧而中毒，甚至死亡。主要危害在于對中樞神經(jīng)、血液氧化過程的毒性。硫化氫對血液的作用最初是紅血球數(shù)量升高然后下降，血紅蛋白的含量下降，血液的凝固性和粘度上升。在硫化氫中毒時，硫化氫使血紅蛋白對氧氣的呼吸能力大幅度下降，致使血液中氧氣的飽和能力降低。硫化氫被吸入人體，通過呼吸道，經(jīng)肺部，由血液運送到人體各個器官。首先刺激呼吸道，使嗅覺鈍化、咳嗽，嚴重時將被灼傷；眼睛被刺痛，嚴重時將失明；刺激神經(jīng)系統(tǒng)，導致頭暈，喪失平衡，呼吸困難；心臟跳動加速，嚴重時心臟缺氧而死亡。硫化氫中毒發(fā)病機理：1.血中高濃度硫化氫可直接刺激頸動脈竇和主動脈區(qū)的化學感受器，導致反射性呼吸抑制。2．硫化氫可直接作用于腦，低濃度起興奮作用；高濃度起抑制作用，引起昏迷、呼吸中樞和血管運動中樞麻痹。3．繼發(fā)性缺氧是由于硫化氫引起呼吸暫停或肺水腫等因素所致血氧含量降低，可使病情加重，神經(jīng)系統(tǒng)病癥持久及發(fā)生多器官功能衰竭。4．硫化氫遇到眼睛和呼吸道粘膜外表的水份后分解，對粘膜有強刺激和腐蝕作用，引起不同程度的化學性炎癥反響。對組織損傷最重，易引起肺水腫。5．心肌損害，急性中毒出現(xiàn)心肌梗死樣表現(xiàn)，可使冠狀血管痙攣、心肌缺血、水腫、炎性浸潤及心肌細胞內氧化。二、中毒病癥1．慢性中毒人體暴露在低濃度硫化氫環(huán)境(如50～100ppm)下，將會慢性中毒，病癥是：頭痛、暈眩、興奮、惡心、口干、昏睡、眼睛劇痛、連續(xù)咳嗽、胸悶及皮膚過敏等。長時間在低濃度硫化氫條件下工作，也可能造成人員窒息死亡。當人受硫化氫傷害時，往往神智不清、肌肉痙攣、僵硬，隨之重重的摔倒、碰傷和摔死。長期低濃度接觸，可出現(xiàn)神經(jīng)衰弱綜合癥和植物神經(jīng)功能紊亂。硫化氫作用的主要靶器是中樞神經(jīng)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)，亦可伴有心臟等多器官損害，對硫化氫作用最敏感的組織是腦和粘膜接觸部位。2．急性中毒吸入高濃度的硫化氫氣體會導致氣喘，臉色蒼白，肌肉痙攣；當硫化氫濃度大于700ppm時，人很快失去知覺，幾秒鐘后就會窒息，呼吸和心臟停止工作，如果未及時搶救，會迅速死亡。而當硫化氫濃度大于2000ppm時，人體只需吸一口氣，就很難搶救而立即死亡。硫化氫急性中毒后，會引起肺炎、肺水腫、腦膜炎和腦炎等疾病。人經(jīng)硫化氫中毒后，對其敏感性提高，如人肺受硫化氫中毒后，即使空氣中硫化氫濃度較低時，也會引起新的中毒。三、人體對不同濃度硫化氫的反響硫化氫濃度與危害程度表硫化氫在空氣中的濃度暴露于硫化氫的典型特性體積%ppmmg/m333〔4.6ppm〕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區(qū)分10有令人討厭的氣味。眼睛可能受刺激。美國政府工業(yè)衛(wèi)生專家公會推薦的閾限值〔8h加權平均值〕15美國政府工業(yè)衛(wèi)生專家公會推薦的15min短期暴露范圍平均值20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)平安和健康局的可接受上限值50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75mg/m3〔50ppm〕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1003min～15min就會出現(xiàn)咳嗽、眼睛受刺激和失去嗅覺。在5min～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病癥300明顯的結膜炎和呼吸道刺激。注：考慮將此濃度定為立即危害生命或健康，參見美國國家職業(yè)平安和健康學會DHHSNo85-114?化學危險袖珍指南?500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。患者需要迅速進行人工呼吸和/或心肺復蘇技術700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/或心肺復蘇技術0.10＋1000＋1440.98＋立即喪失知覺，結果將會產(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/或心肺復蘇注：資料來源于APIRP55〔第二版，1995〕表A.1。

第三章硫化氫腐蝕硫化氫極易溶解在水中形成弱酸〔在76mm30℃時其溶解度約為3000mg/L第一節(jié)金屬的電化學失重腐蝕硫化氫溶解在水中按下式分步離解：H2S→HS-+H+HS-→S2-+2H+反響平衡式向左或向右取決于溶液的pH值，在中性和堿性介質中含硫氫離子最多，在酸性介質中含分子硫化氫最多〔見圖3―1〕。硫化氫在溶液中的飽和度隨溫度升高而降低，隨壓力增大而增加。pH值圖3―1pH值與硫化氫和硫化物離子的關系從圖中可看出，當pH在3～6時，硫化氫幾乎完全以分子形式存在，而pH值在6～9之間那么有硫化氫分子與HS-和S2-共存。pH值高時，硫化氫分子轉為離子態(tài)硫化物，它對人體無直接金屬的電化學失重腐蝕指金屬與介質發(fā)生電化學反響而引起的變質和損壞的現(xiàn)象。金屬與電解質溶液接觸時，由于金屬外表的不均勻性，如金屬種類、組織、結晶方向、內應力等，或者由于與金屬不同部位接觸的電介液的種類、濃度、溫度、流速等的差異，從而在金屬外表出現(xiàn)陽極和陰極區(qū)。陽極區(qū)和陰極區(qū)通過金屬本身互相閉合而形成許多腐蝕微電池和宏觀電池。電化學失重腐蝕就是通過這些陽極區(qū)和陰極區(qū)反響過程進行的。宏觀腐蝕電池：——異金屬接觸電池——濃差電池－〔鹽濃差電池和氧濃差電池〕——溫差電池微觀腐蝕電池：——金屬化學成分的不均勻性——組織結構的不均勻性——金屬外表膜的不完整性——金屬外表物理狀態(tài)的不均勻性硫化氫對金屬的腐蝕是氫去極化過程，反響式如下：陽極氧化反響：Fe－2e→Fe2+陰極復原反響：2H++2e→H2↑Fe2+與H2S總的腐蝕過程的反響：xFe2++yH2S→FexSy+H2↑上述反響式簡化表述了硫化氫對金屬材料的電化學失重腐蝕機理，而實際腐蝕機理要復雜得多。FexSy表示各種硫化鐵通式。當硫化氫濃度在2.0mg/L以下時，金屬外表的硫化物薄膜由隕鐵礦FeS和黃鐵礦FeS2μm以下，晶格缺陷相對較小，可阻止鐵陽離子擴散，因而對金屬有一定的保護作用。但當硫化氫濃度在2.0mg/L以上時，就生成Fe9S8〔所謂坎西特〕。當硫化氫濃度高于20mg/L時，腐蝕產(chǎn)物以Fe9S8μm.。其晶體不完整，不能阻止鐵陽離子擴散，也就不具備對金屬的防護作用，其腐蝕速度也加快。鋼材受到硫化氫腐蝕以后陽極的最終產(chǎn)物就是硫化鐵，該產(chǎn)物通常是一種有缺陷的結構，它與鋼鐵外表的粘結力差，易脫落，易氧化，且電位較正，于是作為陰極與鋼鐵基體構成一個活性的微電池，與之形成的電位差可達0.2V~0.4V，對鋼鐵基體繼續(xù)進行腐蝕，導致油氣田設備、工具很深的“潰爛〞，并很快破壞。金屬的電化學失重腐蝕是集中在金屬局部區(qū)域——陽極區(qū)，陰極區(qū)沒有金屬腐蝕，因此電化學失重腐蝕實質上是局部腐蝕。局部腐蝕是設備腐蝕破壞的一種重要形式，工程中的重大突發(fā)腐蝕事故多是由于局部腐蝕造成的。8種局部腐蝕形態(tài)：電偶腐蝕、孔蝕〔點蝕〕、縫隙腐蝕、沿晶腐蝕、選擇性腐蝕、應力腐蝕開裂、腐蝕疲勞、磨損腐蝕?！?〕電偶腐蝕：異種金屬彼此接觸或通過其它導體連通，處于同一介質中，會造成接觸局部的局部腐蝕。其中電位較低的金屬，溶解速度增大，電位較高的金屬，溶解速度反而減小，這種腐蝕稱為電偶腐蝕，或稱接觸腐蝕、雙金屬腐蝕。〔2〕孔蝕〔點蝕〕：又叫點蝕、坑蝕，是一種集中發(fā)生在某些點處并向金屬內部開展的孔、坑狀腐蝕?？孜g是一種隱蔽性極強、破壞性極大的腐蝕形式，由于難于預估及檢測，往往造成金屬腐蝕穿孔，引起容器、管道等設施的破壞，而且誘發(fā)其它的局部腐蝕形式，導致突發(fā)的災難性事故?！?〕縫隙腐蝕：金屬部件在介質中，由于金屬與金屬或金屬與非金屬之間形成特別小的縫隙，使縫隙內的介質處于滯流狀態(tài)，引起縫內金屬的加速腐蝕。〔4〕沿晶腐蝕：腐蝕沿著金屬或合金的晶粒邊界或其它的鄰近區(qū)域開展，晶粒本身腐蝕很輕微，這種腐蝕便稱為沿晶腐蝕，又叫作晶間腐蝕?！?〕選擇性腐蝕：合金在腐蝕過程中，腐蝕介質不是按合金的比例侵蝕，而是發(fā)生了其中某種成分的選擇性溶解，使合金的機械強度下降，這種腐蝕形態(tài)稱之為成分選擇腐蝕，或稱為選擇性腐蝕?！?〕應力腐蝕開裂〔SCC〕：簡稱應力腐蝕，它是在拉應力和特定的腐蝕介質共同作用下發(fā)生的金屬材料的破斷現(xiàn)象?！?〕腐蝕疲勞：金屬在腐蝕介質和交變應力共同作用下引起的破壞為腐蝕疲勞?！?〕磨損腐蝕：指在磨損和腐蝕的綜合作用下材料發(fā)生的加速腐蝕破壞。有三種表現(xiàn)形式：摩振腐蝕、湍流腐蝕和空泡腐蝕。第二節(jié)金屬的氫脆和硫化物應力腐蝕開裂硫化氫對金屬材料的腐蝕破壞，其主要危險還不在于電化學失重腐蝕，而是由于其加劇了金屬的滲氫作用，導致金屬材料的氫脆破壞和硫化物應力腐蝕開裂。氫脆破壞往往造成井下管柱的突然斷脫、地面管匯和儀表的爆破、井口裝置的破壞。硫化氫加劇金屬滲氫作用機理還不完全清楚，主要有兩種觀點，一是向金屬內部擴散的是氫原子，另一觀點是向金屬內部擴散的是氫離子。比擬經(jīng)典的氫脆破壞理論是內壓力理論：硫化氫電化學失重腐蝕產(chǎn)生的氫原子，在向鋼材內部擴散過程中遇到裂縫空隙、晶格層間錯斷、夾渣或其它缺陷時，氫原子就在這些地方結合成比氫原子體積大20倍的氫分子〔用氫探測裝置對試樣檢查證實了氫是以分子形式存在〕，體積膨脹。這樣就在金屬內部產(chǎn)生極大的壓力〔可高達30MPa以上〕，致使低碳鋼或軟鋼發(fā)生氫鼓泡，高強度鋼或硬度高的鋼材內部產(chǎn)生微裂紋，使鋼材變脆，即為氫脆。所謂硫化物應力腐蝕開裂，就是鋼材在足夠大的外加拉力或剩余張力下，與氫脆裂紋同時作用下發(fā)生的破裂。大量研究和現(xiàn)場情況說明，金屬處于靜載荷條件下的氫脆導致金屬的持久強度降低〔稱之為靜力氫疲勞〕。金屬材料的強度愈高，那么金屬靜力氫疲勞破壞的傾向也愈大；金屬材料的硬度愈大，其靜力氫疲勞傾向也愈大，而低強度塑性好的鋼材那么具有良好的耐靜力氫疲勞性能。應力和硬度對碳鋼硫化物應力腐蝕破壞的影響見圖3－2?！?30%100%80%60%40%∪130%100%80%60%40%金屬材料的硬度和應力負荷越大，那么對硫化物應力腐蝕開裂的敏感性越大。硫化物應力腐蝕開裂的五個特征：★斷口平整，象陶瓷斷口，不存在塑性變形；★主要發(fā)生在受拉應力時，斷口主裂紋與拉力方向垂直；★多發(fā)生在設備使用不久，屬于低應力下破裂；★這種破裂往往是突然性斷裂，沒有任何先兆；★裂源多發(fā)生在應力集中點。第三節(jié)影響硫化氫腐蝕的主要因素一、硫化氫濃度〔或分壓〕硫化氫濃度對金屬的腐蝕影響是很復雜的，對金屬的電化學失重腐蝕影響和硫化物應力腐蝕開裂影響是不同的。硫化氫濃度對金屬電化學失重腐蝕的影響如圖3－3所示。當硫化氫濃度由2ppm增加到150ppm，金屬腐蝕速率迅速增加；硫化氫濃度增加到400ppm，腐蝕速率到達頂峰；但當硫化氫濃度繼續(xù)增加到1600ppm時，腐蝕速率反而下降〔由于金屬材料外表形成硫化鐵保護膜〕；當硫化氫濃度在1600ppm～2400ppm時，那么腐蝕速率根本不變。圖3－3軟鋼在不同濃度硫化氫水溶液中的腐蝕速率在涉及硫化氫濃度對金屬氫脆和硫化物應力腐蝕開裂的影響時，往往以含硫化物氣體的總壓力和硫化氫分壓作為衡量指標?？倝毫Α蚧瘹浞謮骸蚧瘹錆舛取鶾H+]↑—→pH值↓—→氫去極化腐蝕加劇—→腐蝕加速天然氣的總壓等于或大于0.4MPa〔60Psia〕，而且該天然氣中硫化氫分壓等于或大于0.0003MPa；或硫化氫含量大于75mg/m3〔50ppm〕的天然氣屬酸性環(huán)境，必須考慮使用抗硫金屬材料。某些研究認為：對于中低壓〔＜MPa〕的含硫天然氣，必須考慮使用抗硫材料的硫化氫下限濃度為g/m3MPa的含硫天然氣，必須計算其硫化氫分壓后再確定。介質中的硫化氫濃度在50ppm以下，敏感金屬材料硫化物應力腐蝕開裂的時間較長；介質中的硫化氫濃度在50ppm以上，高強度敏感金屬材料發(fā)生硫化物應力腐蝕開裂的時間與濃度無關。這說明硫化物應力腐蝕開裂存在一個下限值，而且在很短時間內發(fā)生硫化物應力腐蝕開裂。當介質中的硫化氫濃度很低〔0.1ppm〕時，仍能使高強度敏感金屬材料發(fā)生硫化物應力腐蝕開裂，只是破裂時間較長。二、細菌腐蝕危害最大的是硫酸鹽復原菌和硫菌，80%生產(chǎn)井的設備腐蝕都與硫酸鹽復原菌有關。細菌腐蝕易發(fā)生在積水的設備、管柱部位，如容器、油井套管柱、冷卻冷凝設備底部等。硫酸鹽復原菌不斷氧化水中的分子氫，從而使亞硫酸鹽和硫酸鹽轉變成硫化氫：2H++SO42-+4H2→H2S+4H2O鐵在介質中僅有硫化氫時的腐蝕速度為0.3～0.5mm/a，由于硫酸鹽復原菌的存在會加劇油氣田設備、管材的腐蝕。三、溫度溫度對硫化物應力腐蝕開裂的影響較大，在一定溫度范圍內，溫度升高，硫化物應力腐蝕開裂傾向減小。在25℃左右，金屬被破壞所用的時間最短，硫化物應力腐蝕最為活潑；當溫度升高到一定值〔93因此，當井下溫度高于93℃時，油氣井中的套管和鉆鋌可以不考慮其抗硫性能。對電化學失重腐蝕而言，溫度升高那么腐蝕速度加快。研究說明，溫度每升高10℃對鉆柱來說，由于井底鉆井液的溫度較高，因此發(fā)生電化學失重腐蝕嚴重，而上部溫度較低，加上鉆柱上部承受的拉應力最大，故而鉆柱上部容易發(fā)生硫化物應力腐蝕開裂。圖3－4表示了鋼材的硫化物應力腐蝕破裂的敏感性與溫度的關系。圖3－4溫度對硫化物應力腐蝕的影響四、pH值pH值對電化學失重腐蝕和硫化物應力腐蝕開裂的影響都大。隨pH值的降低，電化學失重腐蝕加??；當pH＜6時，硫化物應力腐蝕開裂嚴重，pH＞9時，就很少發(fā)生硫化物應力腐蝕開裂。故而在鉆開含硫地層后，鉆井液的pH值應始終控制在9.5以上。圖3－5表示在含硫化氫和不含硫化氫溶液中pH值對鋼材破壞時間的影響?！痢痢痢翀D3－5在含硫化氫和不含硫化氫溶液中鋼的破壞時間與pH值的關系圖中：O——5%NaCl溶液中含1700~1900ppm硫化物；×——HCl溶液；田——與壓力為2MPa的二氧化碳氣體平衡的5%NaCl溶液。第四節(jié)對非金屬材料和鉆井液的影響一、硫化氫能加速非金屬材料的老化在油氣田勘探開發(fā)中，地面設備、鉆井和完井井口裝置以及井下工具中大量采用橡膠、浸油石墨、石棉等非金屬材料制作的密封件。它們在硫化氫環(huán)境中使用一定時間后，橡膠會產(chǎn)生鼓泡脹大、失去彈性；浸油石墨及石棉繩上的油被溶解而導致密封件的失效。二、硫化氫對鉆井液的污染硫化氫主要是對水基鉆井液有較大的污染。它會使鉆井液性能發(fā)生很大變化，如密度下降、pH值下降、粘度上升，以致形成流不動的凍膠；顏色變?yōu)橥呋疑?、墨色或墨綠色。第四章鉆井工程防硫化氫腐蝕措施為制定出平安可靠、切實可行、經(jīng)濟合理的防腐措施，應根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的具體情況進行分析。目前國內外在鉆井工程中采取的主要防腐方法是正確選用材料、采用防腐涂層、提高鉆井液防腐性能和強化科學管理等。第一節(jié)材料的選用一、金屬材料美國國家腐蝕工程師學會〔NACE〕標準MR－01－75(1980年修訂)中規(guī)定：含硫油氣田使用的金屬材料，其屈服極限不大于655MPa、硬度不大于HRC22。假設需使用屈服極限和硬度比上述要求高的鋼材，必須經(jīng)適當?shù)臒崽幚怼踩缯{質、固溶處理等〕并在含硫化氫介質環(huán)境中試驗，證實其具有抗硫化氫應力腐蝕開裂性能后，方可采用。下面推薦適應硫化氫環(huán)境中使用的局部管材：1．常溫下適應硫化氫環(huán)境的管材API鉆桿：D級、E級鋼和X—95。API套管：H—40、J55、K55、C—75、C—90、L—80、S—80、SS—95、RY—85、MN—80、S00—90等。日本SM套管：SM—80S、SM—90S、SM—95S、SM—85SS、SM—90SS、SM—95TS等。日本NKK套管：NKAC—80、NKAC—85、NKAC—90、NKAC—95、NKAC—85S、NKAC—90S、NKAC—95S、NKAC—90MS、NKAC—95MS、NKAC—100SS、NKAC—105、NKAC—110、NKAC—110SS、NKAC—80T、NKAC—95T、NKAC—110T等。日本KO套管：KO—80S、KO—80TS、KO—85S、KO—85SS、KO—90S、KO—90SS、KO—95S、KO—95SS、KO—95TS、KO—110S、KO—110SS等。日本NT套管：NT—80SS、NT—85SS、NT—90SS、NT—95SS、NT—100SS、NT—105SS、NT—110SS、NT—85HSS、NT—90HSS、NT—95HSS、NT—100HSS、NT—105HSS、NT—110HSS等。國產(chǎn)：E級鉆桿、D55套管、D40和D55級油管等。此外，還有世特佳SIDERCA系列、美鋼聯(lián)USS系列等抗硫管材可選用。2．常溫下不適應硫化氫環(huán)境的管材API鉆桿：G—105、S—135。API套管：N—80、P—105、P—110、S—95、S—105、S00—95。國產(chǎn)：D75套管。3．臨界溫度對適應性的影響研究說明，各種鋼級的管材都有其抗硫化氫腐蝕的最低臨界溫度，在臨界溫度之上，它就具有抗硫化氫腐蝕的性能，下表所列為ARCO公司推薦的局部鋼級套管抗硫化氫腐蝕的最低臨界溫度。表4—1局部鋼級套管抗硫化氫腐蝕的最低臨界溫度表套管鋼級抗硫臨界溫度〔℃〕套管鋼級抗硫臨界溫度〔℃〕K—5575P—110180L—8075Q—125210C—75100S—140250N—80150V—150300S—95150對于含硫化氫氣井，在設計套管柱時，由于愈接近井口其井溫愈低，因而套管柱接近井口局部應優(yōu)先選擇K—55、L—80、C—75等鋼級套管，往下再按臨界溫度值選擇N—80、S—95、P—110、Q—125和S—140等鋼級套管。二、非金屬材料根據(jù)美國SPE—AIME及有關資料推薦，可用于硫化氫環(huán)境的非金屬密封件材料有氟塑料〔聚四氟乙烯、F—46〕、聚苯硫醚塑料和氟橡膠〔F—46、F—246〕、丁氰橡膠、氯丁橡膠等。據(jù)APIBULL5AP和7AI通報的技術要求，鉆具和套管用密封脂〔絲扣油〕應是耐酸又不易分解的多效脂基或復合脂基，具有適當稠度的礦物油高級密封材料。如目前國內氣田廣泛使用的8401鉆桿絲扣油，8503油套管密封脂以及7405、7409絲扣密封脂。四川氣田鉆井井口和采氣井口平板閥廣泛采用的密封潤滑脂有7901、7902等產(chǎn)品，二次密封脂有EM—09—1等產(chǎn)品。第二節(jié)涂層保護金屬材料外表涂層保護是使金屬與硫化氫等腐蝕性介質隔絕，不讓腐蝕性介質與金屬直接接觸，免受硫化氫的電化學腐蝕破壞。從上世紀60年代初國外就在推廣應用該技術，比方鉆桿內壁涂層技術，美國在上世紀70年代末大約有90%左右的鉆桿制造廠在其出售的產(chǎn)品中都有內涂層；此外，法國、德國、日本也都生產(chǎn)涂層鉆桿。國內從上世紀70年代末開始研究并推廣應用鉆桿內涂層技術，用得較廣泛，效果最好的涂層材料是塑料。用塑料涂層保護鉆具，其使用壽命可延長2～3倍，并且由于涂層光滑，從而降低了磨損，提高了液流速度，減少了鉆桿消耗和事故。涂層必須具有與鋼材良好的粘結能力和化學穩(wěn)定性、抗硫化氫等腐蝕性氣體的滲透性和耐溫性，比方國內外廣泛采用的雙氧酚醛樹脂，具有防腐涂層的優(yōu)良性能。一、對鋼材外表的粘結力強雙氧樹脂中具有極性的脂肪羥基和醚鍵使雙氧樹脂能和金屬外表的游離鍵起反響形成化學鍵，因而其涂層的粘結力特別強。而雙氧樹脂中含有穩(wěn)定的醚鍵和苯環(huán)，其結構緊密，能耐有機溶劑和抗化學腐蝕；假設是高分子量的雙氧樹脂，其剛性更強，機械強度更高。二、涂膜抗腐蝕氣體的滲透性好溫度、腐蝕性氣體和涂膜性質是影響涂膜抗腐蝕性氣體滲透性的主要因素。腐蝕性氣體的滲透途徑是涂膜密度松弛出現(xiàn)的自由體積或空穴通道，當溫度升高時，涂膜膨脹，出現(xiàn)氣體滲透的通道增加，因而腐蝕性氣體的滲透量也增加，也就提供了腐蝕性氣體和金屬接觸的時機。據(jù)對腐蝕性氣體和涂膜性質的研究說明，經(jīng)掃描電鏡檢測，硫化氫分子不能透過環(huán)氧樹脂涂層，但可透過其它一些涂層〔如氯磺化聚乙烯〕。國內用環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂研制的dp—1涂料室內性能試驗〔試棒和試片涂膜〕結果和現(xiàn)場鉆桿涂層試驗結果證明其能經(jīng)受鉆井作業(yè)高溫、高壓、高流速鉆井液的沖刷、鉆桿變形、卡瓦大鉗反復沖擊力的作用以及具有良好的化學穩(wěn)定性〔熱分解溫度為280℃〕和抗硫化氫鉆桿涂層法防腐效果最好是在新鉆桿上使用，在已用過的鉆桿上施加涂層，方法可行但效果不佳。這是因為已用過鉆桿上原來存在的蝕坑即使使用噴砂或研磨都難以除掉，這些腐蝕缺陷難以蓋上涂膜，新的腐蝕也從這些地方開始。第三節(jié)提高鉆井液防腐性能從前面介紹的硫化氫對金屬腐蝕機理可知，影響其腐蝕速率的因素除金屬材料本身〔硬度、強度、金相等〕外，還取決于一些外部因素，如鉆井液的防腐性能。在鉆井液中參加防腐劑來減緩硫化氫對金屬材料的腐蝕速率，可延長井下管材和地面設備的使用壽命。一、鉆井液中有害組分的預防在鉆井過程中，鉆井液中的有害組分對井下管材的腐蝕破壞比擬復雜，現(xiàn)將目前國內外預防鉆井液中有害組分的常用措施歸納于下表中。表4—2鉆井液中有害組分的腐蝕與防治腐蝕物質來源降低疲勞強度腐蝕破壞形式預防和解決措施氧氣大氣65%坑點腐蝕、電化學腐蝕維持鉆井液pH值≥10，添加除氧劑硫化氫細菌作用、鉆井液組分熱降解、地層中侵入20～50%電化學腐蝕、硫化物應力腐蝕開裂維持鉆井液pH值≥10，添加殺菌劑，使用熱穩(wěn)定好的鉆井液體系，添加緩蝕劑和除硫劑，使用油基鉆井液二氧化碳細菌作用、地層中侵入40%坑點腐蝕、輪癬狀腐蝕、臺面狀腐蝕、電化學腐蝕維持鉆井液pH值≥10，添加殺菌劑、緩蝕劑硫化氫和二氧化碳細菌作用、鉆井液組分熱降解、地層中侵入60%坑點腐蝕、電化學腐蝕、硫化物應力腐蝕開裂硫化氫濃度低時與處理二氧化碳相同，硫化氫濃度高時，應按含硫油氣井鉆采要求采取各種防腐措施鹽類鉆井液配制、地層中侵入坑點腐蝕、電化學腐蝕使用飽和鹽水鉆井液，添加緩蝕劑二、提高鉆井液pH值高pH值的鉆井液可抑制硫化氫、二氧化碳、氧等有害氣體對金屬材料的腐蝕和提高腐蝕疲勞壽命。因此，鉆井液應保持呈堿性，其pH值不低于9.5。假設采用鋁制鉆具，pH值升高會使腐蝕加劇，此時，pH值應控制在9.5至10.5之間。使用聚合物鉆井液時，假設不能提高pH值，那么應考慮采用其它相應的防腐措施，如添加緩蝕劑等。三、鉆井液中常用的防腐添加劑鉆井液中的防腐劑通常有緩蝕劑、除硫劑、除氧劑、滅菌劑等。各種防腐劑的作用不相同，應視鉆具的腐蝕程度大小配合應用。鉆巖鹽地層及油氣井應添加緩蝕劑，以抑制鉆井液中的二氧化碳、氧、硫化氫及鹽類對鉆具的腐蝕。添加緩蝕劑具有使用方便、效果顯著、用量少、經(jīng)濟等優(yōu)點，缺點是不能除去鉆井液中的腐蝕源。鉆含硫油氣井，由于緩蝕劑不能去除鉆井液中可溶性硫化物，因而不能消除鉆具硫化物應力腐蝕開裂隱患，故此時，鉆井液中必須添加除硫劑，假設鉆井液對鉆具的腐蝕仍很嚴重，添加除硫劑的同時尚須添加緩蝕劑，或甚至采用油基鉆井液。緩蝕劑也不能去除鉆井液中的氧，鉆井過程鉆具氧腐蝕嚴重時，必須在鉆井液中添加除氧劑。防止由溶解氧引起的腐蝕疲勞。滅菌劑的使用是防鉆井過程中由微生物的生化作用生成硫化氫或二氧化碳對鉆井管材的腐蝕。根據(jù)鉆井地層的特點及鉆井液的腐蝕性，合理地選擇各種防腐添加劑，并配合使用，到達更好防腐效果以延長鉆具的使用壽命。1．緩蝕劑以少量的緩蝕劑參加到腐蝕介質中，能有效地阻止或減緩化學物質對金屬的腐蝕作用。緩蝕劑可分為有機化合物和無機化合物兩大類?！?〕有機化合物類緩蝕劑其緩蝕作用原理大多是經(jīng)物理吸附〔靜電引力等〕和化學吸附〔氮、氟、磷、硫非共價電子對〕覆蓋在金屬外表而對金屬起到保護作用〔不含化學變化〕。當有機緩蝕劑以其極性基附于金屬外表，其碳氫鏈非極性基局部那么在金屬外表形成屏蔽層〔膜〕起到抑制金屬腐蝕的作用。此外，有的緩蝕劑與金屬陽離子生成不溶性物質或穩(wěn)定的絡合物在金屬外表形成沉淀性保護膜而起到抑制金屬腐蝕的作用。這類緩蝕劑有脂肪酸胺鹽〔PA—40、PA—50等〕、胺〔雙氫胺、甲基丙基礬胺、尼凡J18、康托爾〕、酰胺〔7019、川天2—1、川天2—2、川天2—3、PA—75、A—162等〕、季胺鹽〔7251、4502等〕、咪唑林〔1017〕、吡啶〔粗吡啶、重質吡啶1901等〕、聚酰胺〔蘭4—A等〕。經(jīng)室內評定和現(xiàn)場使用來看，酰胺型緩蝕劑較其它緩蝕劑具有更高的緩蝕率，其用量少、成膜性能好且牢固、無臭味、抗氫滲透能力強、不污染環(huán)境。〔2〕無機化合物類緩蝕劑其緩蝕作用原理是使金屬外表氧化而生成鈍化膜或改變金屬腐蝕電位，使電位向更高的方向移動，來到達抑制金屬腐蝕的目的，這類緩蝕劑又稱之為鈍化劑或陽性緩蝕劑。這類緩蝕劑有絡酸鹽、亞硝酸鹽、鉬酸鹽、磷酸鹽等。在使用時，其濃度必須保持高于某一臨界值，如鉻酸鹽的臨界濃度大約16～160ppm，才能保護鈍化膜不致破壞。假設濃度低于臨界值，那么使鈍化膜破壞發(fā)生孔蝕，并迅速開展，以至腐蝕程度比不加緩蝕劑更為嚴重，因而使用時須特別注意。還有些無機緩蝕劑在腐蝕過程中抑制陰極反響而使腐蝕減緩，通過生成沉淀膜，對金屬起保護作用。如磷酸鈣抑制陰極反響，特別遇Ca2+離子生成膠體磷酸鈣，在陰極面上形成保護膜。〔3〕鉆井液的緩蝕目前鉆井液中使用較多的緩蝕劑為有機類緩蝕劑，常用的緩蝕劑品種是有機胺類，胺類的脂肪酸鹽，季胺化合物，酰胺化合物。商品緩蝕劑常是它們的5～20%的油溶性或油溶性水分散性的溶液，為了便于水基鉆井液使用，通常配入分散性的外表活性劑，利用胺緩蝕劑從鉆桿內投入，并使緩蝕劑注進環(huán)形空間，鉆桿外表形成保護薄膜，從而使鉆具得到良好的保護。計算緩蝕劑用量時，應考慮鉆井液用量和腐蝕情況及緩蝕劑的緩蝕率。抑制鉆井液中二氧化碳的腐蝕的方法,通常是用堿，將鉆井液pH值調到9～10，然后參加有機成膜型胺類緩蝕劑來控制二氧化碳的腐蝕。鉆井過程中抑制氧蝕的緩蝕劑有鉻酸鈉、含磷化合物和有機成膜型胺類，常用的磷化合物有六偏磷酸鹽，有機醇磷酸脂和有機磷酸鹽，含磷化合物具有抑制腐蝕昨防結垢的雙重效果。近年美國用亞硫酸氫鹽，具有抑制氧腐蝕和脫除鉆進液中氧的雙重效果；試用二氧化氮雜環(huán)氨基磷酸鹽，作為鉆井液腐蝕緩蝕劑，其代表化合物包括二氫吡啶?！?〕含硫或含二氧化碳的油氣井開采過程中用緩蝕劑在硫化氫和二氧化碳同時存在的油氣井中，假設硫化氫分壓超過含硫化氫天然氣和酸性天然氣—油系統(tǒng)的界定條件時，那么按硫化氫油氣井采取抗硫措施。二氧化碳對金屬材料〔如防噴器、采油氣井口、鉆桿、套管等〕的腐蝕是鉆井工程常見的一種腐蝕形式，其腐蝕速率受二氧化碳分壓、溫度、井內流體的流速、金屬材料的合金元素、硫化氫的濃度、井內氯離子的濃度等因素的影響。根據(jù)APISpec6A?井口裝置和采油樹設備標準?〔1999年，第17版〕和SY/T5127—MPaMPa～MPaMPa時，就會產(chǎn)生中度至高度腐蝕。在含二氧化碳的油氣井中，可根據(jù)二氧化碳分壓的大小，決定是否采取抗二氧化碳腐蝕的措施。在含硫或含二氧化碳的油氣井開采過程中，根據(jù)硫化氫或二氧化碳的含量對井下管材和地面設備的腐蝕程度，間歇地或連續(xù)地向井中注入緩蝕劑，也可將緩蝕劑以高壓擠入地層，使其在開采過程中不斷釋放，到達保護井下管材和地面設備的目的。2．除硫劑在含硫油氣層鉆進時，用除硫劑通過化學反響將隨巖屑和溢流進入鉆井液中的可溶性硫化物轉變?yōu)橐环N穩(wěn)定的、不與鋼材起反響的惰性物質，到達抑制腐蝕的目的。大多數(shù)除硫劑都是通過吸附或離子反響沉淀方式起作用。假設為外表吸附式，那么鉆井液需充分攪拌以保證其與硫化物之間有充分接觸的時機；假設為離子反響沉淀式，那么需了解除硫劑的特點，保證鉆井液的各種參數(shù)〔如pH值和含鹽量等〕以有利于除硫劑充分發(fā)揮作用。除硫劑主要有銅、鋅和鐵的金屬化合物。〔1〕碳酸銅銅化合物中碳酸銅的除硫效果最好。當銅離子和亞銅離子與二價硫化物離子反響生成惰性硫化銅和硫化亞銅沉淀，而脫除鉆井液中的硫化氫。其對鉆井液性能不會產(chǎn)生不利影響，但銅與鋼材會形成Cu—Fe腐蝕原電池，反而加速了鋼材的電化學腐蝕，即以一種腐蝕代替了另一種腐蝕，這樣就限制了它的使用。目前，現(xiàn)場最常用的除硫劑為微孔堿式碳酸鋅和氧化鐵〔海綿鐵〕?！?〕微孔堿式碳酸鋅碳酸鋅作為除硫劑能防止碳酸銅帶來的雙金屬腐蝕問題，但碳酸鋅和硫化氫的反響受pH值的影響，如果pH值降低，那么硫化氫可能再生，故碳酸鋅作為除硫劑已被微孔堿式碳酸鋅所取代。微孔堿式碳酸鋅為一種白色、無毒、無臭的粉末狀物質，其化學式為2ZnCO3·3Zn〔OH〕3或ZnCO3·3Zn〔OH〕2，它與鉆井液中的硫化物反響生成不溶于水的硫化鋅沉淀。當鉆井液pH值在9～11時，其除硫效果最好。它與硫化物的化學反響如下：ZnCO3·Zn〔OH〕2→2Zn2++CO32-+2OH-H2S→H++HS-→2H++S2-Zn2++S2-→ZnS↓微孔堿式碳酸鋅不僅能除凈鉆井液中的硫化物，而且對鉆具也有很好的緩蝕作用。碳酸鋅的密度較大〔與重晶石相似〕，所以在懸浮能力較低的鉆井液和鹽水中易沉淀。鉻酸鋅本是一種有效的除硫劑，在鉆井液pH值高于9時與硫化氫反響生成硫酸鹽，但卻帶來了環(huán)保問題。另外，可形成溶液的鋅有機螯合物也是一種鉆井液除硫劑，較之堿式碳酸鋅，其分散得更均勻，鋅有機螯合物的含鋅量為20~25%〔重量〕。中和1kg硫化氫需10kg以上的鋅有機螯合物?！?〕氧化鐵〔海綿鐵〕海綿鐵是一種人工合成的氧化鐵，其分子式為Fe3O4，與硫化氫反響不受時間〔反響瞬時完成〕或溫度的限制。海綿鐵具有海綿的多孔結構，每克海綿鐵具有約10m2在堿性條件下：Fe3O4+4H2S→3FeS+4H2O+SFeS+S→FeS2在酸性條件下：Fe3O4+6H2S→3FeS2+2H2+4H2O～50微米之間，其球狀粒度均勻，產(chǎn)生的磨損較小。它的磁飽和度高，剩磁少，不被鉆桿和套管吸附，因而還可替代重晶石起加重作用。目前，國外開展的除硫劑為水溶性的鋅有機化合物，在使用時可配成溶液，加到鉆井液中，比粉末狀的堿性碳酸鹽容易分配均勻。我國除硫劑的品種還有待進一步開發(fā)。鉆井液中除硫劑的參加方法：鉆井液中假設含硫化氫量為0.1ppm會使鉆井管材的腐蝕疲勞壽命降低9倍，據(jù)國外資料介紹，在鉆含硫地層前60m，添加除硫劑，每立方米鉆井液中，海綿鐵添加量為11kg，堿式碳酸鋅為2kg，除硫劑添加量隨著鉆井液中硫化氫含量的增加而增加，直至返出地面的鉆井液中沒有硫化氫或對人體無影響為止。3．殺菌劑廣泛使用的殺菌劑有含氮有機化合物二乙胺脂族胺鹽、N—羥甲基二胺和季胺鹽〔烷基三甲基氯化銨、烷基芳基二甲基氯化銨等〕。另外，磺酸類殺菌劑如芳基亞磺酸、咔唑烷基磺酸等，同時能用作除硫劑和殺菌劑。前蘇聯(lián)的石油工業(yè)在鉆開含硫地層時，常在鉆井液中參加2～～0.2%。假設只有少量的硫化氫〔如鉆屑氣〕進入井筒時，鉆井液中參加2～5%的硅酸鉀或硅酸鈉；也有使用堿性溶液形成的酸類有機化合物的。

第五章含硫油氣井鉆井作業(yè)的平安措施鉆井施工中對硫化氫防護方面采取的主要措施，歸納在石油天然氣行業(yè)標準SY/T5087?含硫化氫油氣井平安鉆井推薦作法?和中國石油天然氣集團公司企業(yè)標準Q/CNPC115?含硫油氣井鉆井操作規(guī)程?中。要保證在含硫油氣田進行平安鉆井作業(yè)，首先是搞好平衡鉆井和井控工作，嚴格執(zhí)行井控有關規(guī)章制度，尤其是上述標準和SY/T6426?鉆井井控技術規(guī)程?、SY/T5964?鉆井井控裝置組合配套、安裝調試與維護?等行業(yè)標準。第一節(jié)井場及鉆井設備的布置1．井場選址應遠離人口稠密的村鎮(zhèn)，油氣井井口距高壓線及其它永久性設施不小于75m；距民宅不小于100m；距鐵路、高速公路不小于200m；距學校、醫(yī)院和大型油庫等人口密集性、高危性場所不小于500m。2．井場周圍應空曠，風能在井場前后或左右方向暢通流動；井場上應有兩個以上出入口，便于應急時采取搶救和疏散人員。3．鉆井設備的安放位置應考慮當?shù)氐闹饕L向和鉆開含硫油氣層時的季節(jié)風風向。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。4．井場發(fā)電房、鍋爐房和儲油罐的擺放，以及電器設備、照明器具及輸電線路的安裝應按SY5225?石油與天然氣鉆井、開發(fā)、儲運防火防爆平安規(guī)定?中的相應規(guī)定執(zhí)行。5．井場周圍應設置兩到三處臨時平安區(qū)，一個位于當?shù)丶竟?jié)風的上風方向處〔一般為生活區(qū)方向〕，其余與之成90°～120°分布。6．在臨時平安區(qū)、道路入口處、井架上、值班房等點上安裝風向指示器。7．進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它類似圍布撤除。寒冷地區(qū)在冬季施工時，對保溫設施可采取相應的通風措施，保證工作場所空氣流通。第二節(jié)地質及工程設計的要求1．對井場周圍一定范圍內的居民住宅、學校、廠礦〔包括開采地下資源的礦業(yè)單位〕、國防設施、高壓電線和水資源情況以及風向變化等進行實地勘察和調查，在鉆井地質設計中標注說明，并作出地質災害危險性及環(huán)境、平安評估；在煤礦、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分布、深度和走向及地面井位與礦井、坑道的關系。2．在地下礦產(chǎn)采掘區(qū)鉆井，井筒與采掘坑道、礦井通道之間的距離不少于100m，套管下深應封住開采層并超過開采層底部深度1003．在含硫地區(qū)的鉆井地質設計中，應注明含硫地層及其深度和預計含量。當預計儲層中天然氣的總壓等于或大于0.4MPa〔60Psia〕,而且該氣體中硫化氫分壓等于或高于0.0003MPa；或硫化氫含量大于75mg/m3〔50ppm〕時，應使用抗硫井控設備、工具和井用管材。4．高壓含硫地區(qū)可采用厚壁鉆桿；在井下溫度高于93℃以深的井段，套管可不考慮其抗硫性能?！沧⒁猓涸趬毫阉峄?、大排量洗井時，井下溫度可能降低?！?．鉆開含硫地層的設計鉆井液密度，其平安附加密度在規(guī)定的范圍內〔油井5g/cm3～/cm3、氣井7g/cm3～5g/cm3〕宜取上限值；或附加井底壓力在規(guī)定的范圍內〔油井1.5MPa～3.5MPa、氣井3MPa～56．井隊應儲藏井筒容積1～2倍的大于在用鉆井液密度的高密度鉆井液。7．儲藏滿足需要的鉆井液加重材料。8．儲藏足量的緩蝕劑和除硫劑。9．不允許在含硫油氣地層進行欠平衡鉆井。第三節(jié)井用管材材質及井控設備安裝1．用于含硫油氣井的套管、油管和鉆桿，其材質應符合相關標準的規(guī)定?！?〕鋼材：鋼的屈服極限不大于655MPa，硬度最大為HRC22。假設需使用屈服極限和硬度比上述要求高的鋼材，必須經(jīng)適當?shù)臒崽幚怼踩缯{質、固溶處理等〕并在含硫化氫介質環(huán)境中試驗〔采用API5CT〕，證實其具有抗硫化氫應力腐蝕開裂性能后，方可采用。〔2〕非金屬材料：凡密封件選用的非金屬材料，應具有在硫化氫環(huán)境中能使用而不失效的性能。2．用于硫化氫環(huán)境的井口設備按APISpec6A的要求執(zhí)行?！?〕鉆井設計中有關井控設備的設計、安裝、固定和試壓應符合SY/T5964?鉆井井控裝置組合配套、安裝調試與維護?的規(guī)定?！?〕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；剪切閘板防噴器的壓力等級、通徑應與其配套的井口設備的壓力等級和通徑一致。3．鉆井液回收管線、防噴管線和放噴管線應使用經(jīng)探傷合格的管材。防噴管線應采用螺紋與標準法蘭連接。鉆井井口和套管的連接及防噴管線、放噴管線在現(xiàn)場不允許焊接。4．放噴管線至少應接兩條，布局要考慮當?shù)丶竟?jié)風向、居民區(qū)、道路、油罐區(qū)、電力線及各種設施等情況，其夾角為90o～180o，保證當風向改變時至少有一條能平安使用；管線轉彎處的彎頭夾角不小于120o；管線出口應接至距井口100m以遠的平安地帶5．放噴管線出口不能正對井場附近的居民住宅、距各種設施不小于100m、具備放噴點火的條件。6．壓井管線至少有一條在季節(jié)風的上風方向，以便必要時連接其它設備〔如壓裂車、水泥車等〕作壓井用。7．液氣別離器及除氣器的排氣管線通徑滿足要求，其出口接至距井口50m8．井口、放噴管線出口、液氣別離器及除氣器的排氣管線出口應位于可能的火源〔如發(fā)電房、鍋爐房等〕和人員相對集中的區(qū)域〔如值班房、生活區(qū)等〕的下風位置。9．井控設備、井下管材和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防止損傷。10．井控設備的大修工作應嚴格控制缺陷補焊，假設進行了焊接、補焊、堆焊等工藝，那么應在其后做大于620oC的高溫回火處理，對設備修理前后作出正確的技術評定。第四節(jié)硫化氫的監(jiān)測及人身平安防護1．硫化氫易聚集的區(qū)域，如井口、循環(huán)池等處應設立毒氣警告標志。2．作業(yè)區(qū)應配備空氣呼吸器、充氣泵、可燃氣體監(jiān)測報警儀、便攜式硫化氫監(jiān)測報警儀和固定式硫化氫監(jiān)測報警儀。3．值班干部、當班司鉆、副司鉆和“座崗〞人員應佩戴便攜式硫化氫監(jiān)測報警儀；固定式硫化氫監(jiān)測儀應在司鉆或操作員位置、方井、振動篩、井場工作室等地方設置探頭，并能同時發(fā)出聲光報警。4．硫化氫防護器具應存放在清潔衛(wèi)生和便于快速取用的地方，并對其采取防損壞、污染、灰塵和高溫的保護措施。5．鉆井隊應按產(chǎn)品說明書檢查和保養(yǎng)硫化氫監(jiān)測儀器、防護器具，保證其在進入油氣層后處于良好的備用狀態(tài)；建立使用臺帳，按時送往具有資質的檢驗單位檢驗。6．硫化氫監(jiān)測報警儀設置：〔1〕第一級報警值應設置在閾限值［硫化氫含量15mg/m3〔10ppm〕］，到達此濃度時啟動報警，提示現(xiàn)場作業(yè)人員硫化氫的濃度超過閾限值；〔2〕第二級報警值應設置在平安臨界濃度［硫化氫含量30mg/m3〔20ppm〕］，到達此濃度時，現(xiàn)場作業(yè)人員應佩戴正壓式空氣呼吸器；〔3〕第三級報警值應設置在危險臨界濃度［硫化氫含量150mg/m3〔100ppm〕］，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。7．作業(yè)班除進行常規(guī)防噴演習外，還應佩帶硫化氫防護器具進行防噴演習；防護器具每次使用后對其所有部件的完好性和平安性進行檢查；在硫化氫環(huán)境中使用過的防護器具還應進行全面的清潔和消毒。8．進入含硫油氣層后，每天白班開始工作前應檢查下述工程：〔1〕指定的臨時平安區(qū)是否在風向指示器指示的上風方向；〔2〕硫化氫監(jiān)測報警儀的功能是否正常；〔3〕硫化氫防護器具的存放位置、數(shù)量和相關參數(shù)是否符合規(guī)定；〔4〕消防設備的布置；〔5〕急救藥箱和氧氣瓶。9．假設遇硫化氫溢出地面〔嗅到較濃的臭蛋氣味〕身邊又無防護器具時，可用濕毛巾或濕衣物等捂住口鼻，迅速離開危險區(qū)域。10．鉆開含硫油氣層前和在含硫油氣層中鉆進，應及時向當?shù)卣▓缶系木仄桨矤顩r。11．根據(jù)井場平安狀態(tài)按SY/T5087?含硫化氫油氣井平安鉆井推薦作法?中的要求分別掛出綠、黃、紅牌；當空氣中硫化氫濃度超過平安臨界濃度［硫化氫含量30mg/m3〔20ppm〕］時，關閉井場入口處的大門，并派人巡邏，同時掛出寫有“危險：硫化氫—H2S〞字樣的危險標牌。12．硫化氫與空氣混合后濃度到達％～46％、天然氣與空氣混合后濃度到達5％～15％時都將形成一種遇火產(chǎn)生爆炸的混合物，應采取如下防范措施：〔1〕柴油機排氣管無破漏和積炭，并有冷卻防火裝置，出口與井口相距15m〔2〕在鉆臺上下、振動篩等硫化氫易聚積的地方應安裝防爆通風設備，以驅散工作場所彌漫的硫化氫；〔3〕嚴格控制井場內動火，假設需動火，應按SY5858?石油企業(yè)工業(yè)動火平安規(guī)程?中的相應規(guī)定執(zhí)行；〔4〕進入井場的車輛應距井口25m13．鉆井隊在實施井控作業(yè)中放噴時，通過放噴管線放出的含硫油氣應點火燒掉。14．放噴點火可用固定點火裝置或移動點火器具點火；假設使用移動點火器具點火，點火人員應佩帶防護器具，并在上風方向距離火口10m外第五節(jié)硫化氫防護演習為了使井場上的所有作業(yè)人員都能高效地應付硫化氫緊急情況，應當經(jīng)常進行硫化氫防護演習。1．當硫化氫報警器發(fā)出警報時，應采取以下步驟：〔1〕作業(yè)人員戴上空氣呼吸器，然后按應急預案采取必要的措施；〔2〕通風設備工況良好，并且所有明火都應熄滅；〔3〕保證至少兩人在一起工作，防止任何人單獨出入硫化氫污染區(qū)；〔4〕如果有不必要的人員在井場，應迅速離開現(xiàn)場，等待指示；〔5〕封鎖井場大門，并派人巡邏。在大門口插上紅旗，警告鉆機附近極度危險。2．發(fā)出硫化氫情況解除信號后，參加演習的人員應做以下檢查：〔1〕檢查空氣呼吸器軟管、面罩等，并判斷可能出現(xiàn)的故障，進行必要的整改；〔2〕給空氣瓶充足氣，以供下次使用；〔3〕將空氣呼吸器放回原處；〔4〕檢查硫化氫監(jiān)測儀，發(fā)現(xiàn)故障及時整改；〔5〕匯報各種硫化氫監(jiān)測設備、防護器具等有無破損情況。3．作好硫化氫防護演習記錄，記錄內容應包括：〔1〕日期；〔2〕參加演習的作業(yè)班及人數(shù)；〔3〕演習內容的簡單描述；〔4〕天氣情況；〔5〕講評情況；〔6〕注明隊員的不標準操作和設備的故障。4．演習結束后，對通知當?shù)卣途婢畧龈浇用癯冯x現(xiàn)場的硫化氫應急預案進行討論。第六節(jié)鉆井平安作業(yè)1．鉆開含硫油氣層前的準備工作〔1〕向全隊職工及協(xié)作單位人員進行地質、工程、鉆井液、井控裝備、井控措施和平安等方面的技術交底，對含硫油氣層及時做出地質預報，建立預警預報制度?！?〕鉆井液密度及其它性能符合設計要求，并按設計要求儲藏壓井液、加重劑、堵漏材料和其它處理劑?！?〕檢查各種鉆井設備、儀器儀表、防護設備、消防器材及專用工具等配備是否齊全；所有井控裝置、電路和氣路的安裝是否符合規(guī)定，功能是否正常，發(fā)現(xiàn)問題應及時整改。〔4〕鉆開油氣層前對全套井控裝備進行一次試壓〔包括井口附近套管〕?！?〕在進入油氣層前50m～100m，按照下步鉆井的設計最高鉆井液密度值，對裸眼地層進行承壓能力檢驗?！?〕在進入油氣層前50m，將鉆井液的pH值調整到～11之間直至完井；假設采用鋁合金鉆具時，pH值控制在～之間?！?〕落實溢流監(jiān)測崗位、關井操作崗位和鉆井隊干部24小時值班制度?！?〕進行班組防噴、防火、防硫化氫演習，并到達規(guī)定要求。2．鉆開含硫油氣層前的檢查驗收鉆開含硫油氣層前的檢查驗收中，應對井場的硫化氫防護措施〔含應急預案及演練等〕進行平安評估，未到達要求不準鉆開含硫油氣層。3．管材和工具使用〔1〕方鉆桿旋塞閥、鉆具止回閥和旁通閥的安裝按SY/T6616?含硫油氣井鉆井井控裝置配套、安裝和使用標準?中的相應規(guī)定執(zhí)行?！?〕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。4．鉆井液〔1〕施工中當發(fā)現(xiàn)設計鉆井液密度值與實際情況不相符合時，應按審批程序及時申報，經(jīng)批準后才能修改。但不包括以下情況：——發(fā)現(xiàn)地層壓力異常時；——發(fā)現(xiàn)溢流、井涌、井漏時。假設出現(xiàn)上述異常情況，應采取相應措施，同時向有關部門匯報?！?〕發(fā)生卡鉆需泡油、混油或因其它原因需適當調整鉆井液密度時，井筒液柱壓力不應小于裸眼段中的最高地層壓力?！?〕發(fā)現(xiàn)氣侵應及時排除，氣侵鉆井液未經(jīng)排氣不得重新注入井內。〔4〕假設需對氣侵鉆井液加重，應在停止鉆進的情況下進行，嚴禁邊鉆進邊加重。5．含硫油氣處理〔1〕油氣層鉆進中隨巖屑返出地面的含硫油氣應及時處理并按指定地點排放，不允許將未經(jīng)處理的含硫油氣亂排亂放而造成環(huán)境污染?！?〕假設鉆井液中所含硫化氫散發(fā)到空氣中的濃度超過平安臨界濃度［30mg/m3〔20ppm〕］或鉆井液中硫化氫的含量超過50mg/m3〔〕，應停止鉆進，并在鉆井液中添加除硫劑；假設非井下溢流引起，那么循環(huán)鉆井液利用液氣別離器或除氣器進行脫氣。6．鉆進操作〔1〕含硫油氣層鉆進中，假設因檢修設備需短時間〔小于30min〕停止作業(yè)時，井口和循環(huán)系統(tǒng)觀察溢流的崗位不能離人；假設因檢修設備需較長時間〔大于30min〕停止作業(yè)時，應座好鉆具，關閉半封閘板防噴器，井口和循環(huán)系統(tǒng)仍需座崗觀察，同時采取可行措施防止卡鉆〔或事先將鉆具起至平安井段或套管鞋內，或在原位置定期活動鉆具〕。〔2〕停止鉆井液循環(huán)進行其他作業(yè)期間，以及其后重新循環(huán)鉆井液過程中，鉆臺和循環(huán)系統(tǒng)上的作業(yè)人員要注意防范因油氣侵而進入鉆井液中的硫化氫。7．起下鉆操作〔1〕含硫油氣層鉆開后，每次起鉆前都應進行短程起下鉆，短程起下鉆后的循環(huán)鉆井液觀察時間應到達一周半以上，進出口鉆井液密度差不得超過/cm3；假設后效嚴重不具備起鉆條件，那么應調整鉆井液密度，使之具備起鉆條件?！?〕含硫油氣層的水平井段鉆進中，每次起鉆前循環(huán)鉆井液的時間不得少于二周?！?〕鉆頭在油氣層中和油氣層頂部以上300m長左右的井段內起鉆速度不得超過/s；起鉆中每起出三柱鉆桿或一柱鉆鋌應及時向井內灌滿鉆井液，并作好記錄、校核地面鉆井液總量，發(fā)現(xiàn)異常情況及時報告司鉆。〔4〕起完鉆要及時下鉆，檢修設備時應保持井內有一定數(shù)量的鉆具，并觀察出口管鉆井液返出情況?！?〕含硫油氣層鉆開后的每次下鉆到底循環(huán)鉆井液過程中，鉆臺及循環(huán)系統(tǒng)上的工作人員注意監(jiān)測空氣中硫化氫濃度，直到井底鉆井液完全返出。8．取心〔1〕在含硫化氫地層中取心，當巖心筒到達地面以前至少10個立柱時，應戴上正壓式空氣呼吸器?！?〕當巖心筒已經(jīng)翻開或當巖心已移走后，應使用便攜式硫化氫監(jiān)測儀檢查巖心筒。在確定大氣中硫化氫濃度低于平安臨界濃度之前，人員應繼續(xù)使用正壓式空氣呼吸器。9．電測電測前井內情況應正常、穩(wěn)定；假設電測時間長，應考慮中途通井循環(huán)再電測。10．中途測試〔1〕中途測試和先期完成井，在進行作業(yè)以前觀察一個作業(yè)期時間；起、下鉆桿或油管應在井口裝置符合安裝、試壓要求的前提下進行。〔2〕在含硫地層中一般情況下不宜使用常規(guī)式中途測試工具進行地層測試工作；假設需進行時，應減少鉆柱在硫化氫環(huán)境中的浸泡時間，并采取相應的嚴格措施。〔3〕地面測試流程應全部采用抗硫材料，測試管線嚴禁現(xiàn)場焊接；至少安裝一條應急放噴管線?！?〕一旦發(fā)生以下緊急情況應立即終止放噴測試：——風向變化危及放噴測試時；——放噴出口處出現(xiàn)長明火熄滅，而又不能及時重新點燃時；——放噴測試管線出現(xiàn)險情危及施工平安時。〔5〕應在保證人員平安的條件下，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，也應平安地排放?！?〕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。11．固井〔1〕下套管前，應換裝與套管尺寸相同的防噴器閘板；固井全過程〔起鉆、下套管、固井〕應保證井內壓力平衡，尤其防止注水泥候凝期間因水泥失重造成井內壓力平衡的破壞，甚至井噴?！?〕含硫化氫、二氧化碳等有害氣體的油層套管和有害氣體含量較高的復雜井的技術套管，其固井水泥應返到地面。12．溢流處理〔1〕起下鉆中發(fā)生溢流，應盡快搶接鉆具止回閥或旋塞。只要條件允許，控制溢流量在允許范圍內，盡可能多下一些鉆具，然后關井。〔2〕電測時發(fā)生溢流應盡快起出井內電纜。假設溢流量將超過規(guī)定值，那么立即砍斷電纜按空井溢流處理，不允許用關閉環(huán)形防噴器的方法繼續(xù)起電纜?！?〕任何情況下關井，其最大允許關井套壓不得超過井口裝置額定工作壓力、套管抗內壓強度的80%和薄弱地層破裂壓力所允許關井套壓三者中的最小值。在允許關井套壓內嚴禁放噴。〔4〕假設關井中井口套壓將高于最大允許關井套壓時，應及時向上級主管部門請示處理措施；鉆井隊在實施井控作業(yè)中放噴時，須做如下工作：——停止動力機工作，停止向井場供電；——組織非當班人員在各路口設立警戒；——卡牢方鉆桿死卡，并用7/8″鋼絲繩繃緊；——接好消防水管線并正對井口，接好通向井口四通的注水管線〔注意帶單向閥〕?！?〕發(fā)生溢流后應盡快組織壓井；在處理溢流的循環(huán)壓井過程中，注意防范鉆井液中所含硫化氫，宜經(jīng)液氣別離器循環(huán)鉆井液。第七節(jié)應急預案的制定及實施1．制定應急預案的必要性——制定預案是國家法律、法規(guī)的要求；——制定預案是減少事故中人員傷亡和財產(chǎn)損失的需要；——制定預案是事故預防和救援的需要；——制定預案是實現(xiàn)本質平安行管理的需要；——通過預案的編制，可以發(fā)現(xiàn)預防系統(tǒng)的缺陷，更好的促進事故預防工作。?平安生產(chǎn)法?的有關規(guī)定：第三十三條生產(chǎn)經(jīng)營單位對重大危險源應當?shù)怯浗n，進行定期檢測、評估、監(jiān)控，并制定應急預案，告知從業(yè)人員和相關人員在緊急情況下應當采取的應急措施。生產(chǎn)經(jīng)營單位應當按照國家有關規(guī)定將本單位重大危險源及有關平安措施、應急措施報有關地方人民政府負責平安生產(chǎn)監(jiān)督管理的部門和有關部門備案。第三十六條生產(chǎn)經(jīng)營單位應當教育和催促從業(yè)人員嚴格執(zhí)行本單位的平安生產(chǎn)規(guī)章制度和平安操作規(guī)程；并向從業(yè)人員如實告知作業(yè)場所和工作崗位存在的危險因素、防范措施以及事故應急措施。第六十八條縣級以上地方各級人民政府應當組織有關部門制定本行政區(qū)域內特大生產(chǎn)平安事故應急救援預案，建立應急救援體系。第六十九條危險物品生產(chǎn)、經(jīng)營、儲存單位以及礦山、建筑施工單位應當建立應急救援組織；生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)模較小，可以不建立應急救援組織的，應當指定兼職的應急救援人員。危險物品的生產(chǎn)、經(jīng)營、儲存單位以及礦山、建筑施工單位應當配備必要的應急救援器材、設備，并進行經(jīng)常性維護、保養(yǎng)，保證正常運轉。2．各油氣田應將硫化氫防護納入井噴事故應急預案中，并成立應急機構，應急機構由勘探、開發(fā)、鉆井、技術監(jiān)督、平安環(huán)保、物資裝備、公安、消防、醫(yī)療等部門組成，并明確相應的職責。3．鉆井公司、鉆井隊、井控車間及定向井、欠平衡鉆井、固井、綜合錄井、鉆井液、取心、測試等專業(yè)效勞公司都應成立井噴事故應急機構，并明確相應的職責。4．與鉆井相關各級單位根據(jù)在應急中的職責，并結合硫化氫防護的特點制定應急預案，應急預案主要包括但不限于下述內容：〔1〕應急組織機構和職責；〔2〕參與應急工作人員的崗位和職責；〔3〕環(huán)境調查；〔4〕應急資源〔人力、物資、設備、器材〕準備〔含外部資源〕；〔5〕應急演練、評估與應急預案修訂；〔6〕緊急情況報告程序；〔7〕信息搜集與發(fā)布；〔8〕應急響應、實施和終止〔包括人員撤離程序和點火程序〕；〔9〕事故調查與處理。5．鉆井隊的應急預案還應增加下述內容：〔1〕應急設備及設施布置圖；〔2〕井場警戒點的設置及職責；〔3〕人員救護措施；〔4〕井場及營區(qū)逃生路線圖和簡易交通圖；〔5〕周邊情況的信息搜集及聯(lián)系。6．油氣田應急機構與職責〔1〕應急機構——油氣田應設立井噴事故應急領導小組，正副組長由井控領導小組的正副組長擔任?！蜌馓飸O立井噴事故應急辦公室?！蜌馓锾幚砭畤娛鹿蕰r設立現(xiàn)場搶險指揮部，下設：技術組、協(xié)調組、搶險組、消防保衛(wèi)組、平安環(huán)保組、生活保障組?！墕挝粦睓C構的組成參照油氣田應急機構建立?！鶎雨爲睓C構由隊長、副隊長、技術員、大班及司鉆組成?！?〕應急職責搶險指揮部職責：——負責搶險工作的組織與指揮，并指定技術組等小組負責人；——負責搶險人員的調用、搶險物資、器材、設備、工具的調運及外部應急資源的調用；——根據(jù)井噴情況，結合井口裝置、噴出物和噴勢，在井口周圍劃定警戒線，組織技術組制定搶險方案，由搶險指揮部批準后實施。根據(jù)險情的開展，催促平安環(huán)保組對現(xiàn)場人員和井場周邊群眾的平安和環(huán)境及時采取措施；——催促消防保衛(wèi)組組織消防人員做好消防工作，生活保障組組織醫(yī)務人員做好救護工作；——負責與地方政府、武警和消防、醫(yī)療衛(wèi)生、道路交通等部門協(xié)調應急工作；——負責搶險工作各種信息的搜集、匯報與發(fā)布；——負責事故的調查與善后處理。技術組職責：——取全取準現(xiàn)場各種地質、工程資料和圖表，在搶險指揮部的組織下研究、制定搶險方案；——負責搶險方案實施中的技術工作；——負責設計并組織加工搶險需要的專用工具。搶險組職責：——組織現(xiàn)場應急搶險隊；——負責搶險方案的實施；——組織踏勘井噴流量、噴出物、井口壓力、井口裝置和井口設備損壞程度、障礙物、地形、水源、道路狀況、井口周圍地裂、地陷漏氣等情況；——負責向搶險隊進行搶險方案及每道操作工序的交底，并操作演練，杜絕搶險過程的誤操作；——按現(xiàn)場需要，儲藏足夠量的壓井用水和消防用水；——采取平安措施保護搶險施工輸電線路，電器設備防爆性能可靠；——為搶險人員配備必要的防護用品。協(xié)調組職責：——及時傳達溝通各種信息，協(xié)調搶險工作，收集搶險工作匯報；——協(xié)調組織搶險所需供水、供電、器材物資供給和設備保障，確保通訊高度運行暢通；——協(xié)調油區(qū)各單位、部門在搶險過程中的配合事宜。消防保衛(wèi)組職責：——根據(jù)井噴勢頭和火勢大小及現(xiàn)場情況調集足夠的消防、照明、通訊等設備及操作人員；——根據(jù)搶險方案制定相應的消防措施，并布置消防設備；——現(xiàn)場儲藏足夠的滅火劑及消防材料，保證補給；——設置警戒線，做好現(xiàn)場保衛(wèi)工作在交通線上