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硫化氢的性质和危害讲解


基本原因(病原体)
为防止人员死亡,应从众多的不安全行为和状态分析 预防入手,即防止“万一”
概述
硫化氢是一种广泛存在于自然界中的化学气 体,在石油钻井行业中,高压、深井的钻探就会 经常遇到含有硫化氢的地层。目前,在我国已经 发现的陆上油田中,就有许多油田不同程度的含 有硫化氢气体,主要有四川川东卧龙河地区、华 北油田冀中凹陷、新疆地区、长庆油田等.(美 国得克萨斯州含硫的气田高达 98% ,前苏联 70% 的油气田均含硫)
开县 12.23 事故
• 6 被告刑期档案
• 法院认为,上述 6 名被告人的主观疏忽和 违章行为,共同造成了开县井喷的严重后果, 其行为均构成了重大责任事故罪,遂对他们作 出如下判决:
• 吴斌 川东钻探公司钻井 12 队队长,井队 井控工作第一责任人刑期:有期徒刑六年。。
• 王建东 定向井服务中心工程师,开县罗 家 16 H 井现场技术组负责人刑期:有期徒刑五 年。。
—— 1997 年,中原油田采油三厂在管道清 洗中产生硫化氢气体,致使工人张敬玺、 技术员袁涛、司机王成三人相继中毒死亡。
塔河油田 8 区油藏 H2S 分布情况
• 该区域长 25 公里,宽 15 公里,方圆近 380 平方公里。
• 在该区域内有 5 处含硫区,最低的含硫量 为 2 mg/m3,最高的含硫量为 5000 mg/m3 ; 其中含硫量在 50 mg/m3 以上的区域达 100 平方公里。
第一单元
硫化氢的性质和危害
一、什么是硫化氢
硫化氢是一种无色,剧毒,强酸性气体; 其化学分子式是 H₂S ,由两个氢原子和一个 硫原子组成;其分子量为 34.08 。
硫化氢的相对密度为 1.189 ,较空气重, 易积聚在低洼处,不易飘散。燃点为 260 度, 燃烧时带蓝色火焰,并产生对眼和肺非常有害 的二氧化硫气体。
• 宋涛 川东钻探公司钻井 12 队技术员刑期: 有期徒刑五年。
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• 吴华 川东钻探公司副经理、总工程师、安 全和井控总监、应急指挥中心主任刑期:有期 徒刑四年。
• 向一明 川东钻探公司钻井 12 队副司钻刑 期:有期徒刑三年。
• 肖先素 川东钻探公司地质服务公司地质工 刑期:有期徒刑三年,缓刑四年。
• 22:01 钻杆被井内压力上顶撞击在顶驱上,撞 出的火花引发钻杆内喷出的天然气着火。
• 22:03全关闭,钻杆未被剪断而发生变形,火熄 灭,但井口失控。
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• 22:32 向井内环空注 1.60 g/cm3 的泥浆,全部 熄火。
• 24:00 井队人员全部撤离现场。 • 24 日 13:30 井口停喷,两条放喷管线放喷,井
——四川石油管理局含硫化氢气田约占已 开发气田的 78.6%,其中卧龙河气田硫化氢 含量 10% ;中坝气田硫化氢含量 6.75 — 13.3% ;川东罗家寨气田硫化氢含量 6.7 — 16.6% 。
——华北油田晋县赵兰庄硫化氢气田, 硫化 氢含量高达63%。
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,全世界每年 都有人因硫化氢中毒死亡,已成为职业
2 、气味
低浓度的硫化氢有一种令人讨厌的臭鸡 蛋味,当闻到这种气味时,就意味着有硫 化氢溢出。绝对不可以用鼻子来检测这种 气体。
3 、密度
硫化氢是一种比空气重的气体,其相 对密度为 1.189,因此,它常聚集在地势低 洼的地方,不易扩散。如地坑、地下室、 大容器里等等。因此,工作时你应处于地 势较高的上风头。
• 2H₂S+ O2=2 H₂O+2S↓ • 能使酸性高锰酸钾溶解退色,除此之外,硫化氢
还可以于溴水、碘水、硝酸、浓硫酸等多种氧化 剂发生氧化还原反应。
• ⑶、可燃性: • 氧气充足时:2H₂S+ 3O2=2 H₂O+ SO2 • 氧气不足时:2H₂S+ O2=2 H₂O+2S↓ • ⑷、不稳定性:H₂S= H₂+S↓
• 2、物理性质:
• 所有的气体通常都是从以下七个主要方面
描述的:颜色、气味、密度、燃点、沸点、
燃爆极限和溶解度(在水中)。
硫化
氢也不例外,我们可以通过以下七个方面 的学习来全面、准确的了解硫化氢的特性。
1 、颜色
硫化氢是无色、剧毒的强酸性气体, 人肉眼是看不见的。因此,用肉眼无法判 断硫化氢的存在与否。
4 、爆炸极限
当硫化氢气体以适当的比例( 4.3% — 46% )与空气或氧气混合就会发生爆炸, 造成令人恐惧的危险。
• 一、硫化氢的性质
• 1、化学性质
• 实验室中常用硫化亚铁与稀硫酸作用来制 备H₂S气体:FeS+2H+= Fe2++H₂S↑
• 分析化学中用硫代乙酰胺(CH3CSNH₂) 的水解来制备H₂S气体:
• CH3CSNH₂+2H₂O= CH3COO-+NH4+ +H₂S↑
• 在制取和使用H₂S是要注意通风。
—— 1993 年 9 月,华北油田赵 48 井,在试 油射孔起电缆时发生井喷失控,硫化氢气 体大量喷出,当场死亡 6 人, 500 多人中 毒,造成 20 余万人紧急疏散,直接经济损 失 60 多万元。
——四川高含硫化氢气井垫25井井喷失控, 迫使方圆数公里内的居民弃家逃难。
—— 1997 年 11 月 12 日新疆局采油一厂稀 油作业区 3 号站,在进行管线酸洗过程中, 由于管线破裂而泄露硫化氢,在露天情况 下, 3 名现场巡线工在距破口 15 米处中毒 死亡,其它人员乘车前去察看, 5 人相继 中毒,到次日凌时 30 分, 7 人死亡, 1 人 深度中毒。
硫化氢是动物、有机物或植物等经细
菌作用而生成。所以,它不仅在原油和天 然气、下水道和污水中发现,也可在沼泽 地发现以及在各种工业和生物生产过程中 产生。
当环境中有低含量( 0.13-4.6ppm ) 硫化氢时,就会有一种类似臭鸡蛋的气味, 含量稍高时就会有令人恶心的气味,高含 量时则无气味,很难被发觉,因为此时人 的嗅觉神经已经很快被麻痹,从而失去嗅 觉。因此绝对不能凭闻气味来检测硫化氢 是否存在。
• 因 H2S 气体造成的其它伤害:

1988 年 3 月 24 日,四川局温泉 4 井, 在川东开江县,钻至 1700 米时发生溢流后 关井,因表层套管下的不够,井内的 H2S 气体窜入煤矿,使煤矿 11 人死亡, 34 人 受伤, 25 口煤井停产。
• 1994 年 8 月,克拉玛依油田某养鸡场在 清理下水道过程中发生 H2S 中毒,死种物质反应,表 现出弱酸性。
• H₂S+2NaOH=Na₂S+2H₂O • H₂S+CuSO4=CuS↓(黑)+ H₂SO4 • ⑵、还原性:
• 2 H₂S+ SO2=3S↓+2 H₂O
• H₂S+ 2FeCI3=2FeCI2+2HCI+S↓
• H₂S+ CI2= 2HCI+S↓
• 含硫量在 2500 mg/m3 的区域有 60 平方 公里,其中有近 8 平方公里的区域含硫量 高达 5000 mg/ m3 。
事例:
2001 年,由华北局西部公司 5010 井 队施工的沙 91 井和 2003 年 7003 井队施工 的沙 112 井顺利完井两个井位均位于塔河 8 区,施工区域硫化氢含量高达 2500-5000 mg/m3 ,是塔河油田含硫量最高的区域。 两个井队从开钻直到完井均没有硫化氢外溢。 后在采油时发现硫化氢,当地媒体是这样报 道的 "测得硫化氢浓度足以致人死亡" 。据 此推测,硫化氢浓度应在 1000ppm 以上。。
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• 罗家 16 井设计井深 4322 米,垂深 3410 米,水平段长 700 米,打算培育 100 万方 的高产井, H₂S 含量为 151000 mg/m3
• 罗家 16 井正处于高桥镇的一个山坳之中, 在周围 1 平方公里的山坡上,散落着高桥 镇晓阳村和高旺村的 2400 多人,最近的 村民住户距离井口还不到 50 米。
据向公司了解,该井在施工中采取了 抗硫钻具,高比重泥浆,提高泥浆 PH 值, 硫化氢中和添加剂和先进的钻进技术等一 系列防硫措施,使得两个井能够在如此高 的含硫区内不发生任何硫化氢外溢并顺利 完井,应该说是非常了不起的。
这充分说明一个道理:严格的安全管 理和强烈的防硫意识,加之得当的防硫措 施是我们安全生产的绝对保障。
硫化氢 (H2S) 防护与处理
华北石油局职工培训中心 董素玲
开县 12.23 事故
• 2003 年 12 月 23 日夜,重庆市开县高桥镇, 由川东石油钻探公司承钻的中国石油天然气集 团公司西南油气田分公司川东北气矿罗家 16 井 在起钻时,突然发生井喷,造成高浓度的 H₂S 气体喷出,扩散。 富含硫化氢的气体从井口喷 出达30米高程,失控的有毒气体随空气迅速扩 散,导致在短时间内发生大面积灾害。事故造 成243人死亡,4000多人受伤, ,疏散转移6万多 人,9.3万多人受灾,赔偿金额3300万元. 直接经济损失 1 亿 6 千万。
口压力 28 Mpa 。 • 24 日 16:00 点火成功。 • 27 日压井成功。
开县 12.23 事故
经过专家组的分析论证,认定这次事故是一起责任事故。
造成事故的主要原因: 1 、有关人员对罗家16H井的特高出气量估计不足; 2 、高含硫高产天然气水平井的钻井工艺不成熟; 3 、在起钻前,钻井液循环时间严重不够; 4 、在起钻过程中,违章操作,钻井液灌注不符合规定; 5 、未能及时发现溢流征兆;
开县 12.23 事故
• 21:51 起钻至井深 195.31 米,发现溢流,立即 下放钻具至 197.31 m 。
• 21:55 抢接回压凡尔,顶驱未成功,发生强烈井 喷,钻杆内喷高 5 10 m 的,钻具上行 2 m 左 右,大方瓦飞出转盘。
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