油田企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程硫化氫危害及預(yù)防
作者:孫少光
評(píng)論: 更新日期:2011年03月11日
油氣產(chǎn)品中含有一定的硫組分,油田企業(yè)在進(jìn)行油氣開(kāi)采、儲(chǔ)運(yùn)、處理等過(guò)程中經(jīng)常遇到自然產(chǎn)生的H2S或生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的H2S,介紹了H2S的特性及對(duì)人員和生產(chǎn)設(shè)備的危害性,分析了H2S存在于油田企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié),提出了預(yù)防措施。
油氣產(chǎn)品中含有一定的硫組分,油田企業(yè)在進(jìn)行油氣開(kāi)采、儲(chǔ)運(yùn)、處理等過(guò)程中經(jīng)常遇到自然產(chǎn)生的H2S或生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的H2S的特性及對(duì)人員和生產(chǎn)設(shè)備的危害性,分析了H2S存在于油田企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié),提出了預(yù)防措施。
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1 H2S來(lái)源及性質(zhì)
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1.1來(lái)源
油藏中含硫氣體有不同的來(lái)源,人們普遍接受的觀點(diǎn)是油氣井產(chǎn)出物所含H2S來(lái)源于生成油氣時(shí)的原生腐爛有機(jī)物,油氣中硫化氫的來(lái)源除了來(lái)自地層以外,滋長(zhǎng)的硫酸鹽還原菌轉(zhuǎn)化地層中和化學(xué)添加劑中的硫酸鹽時(shí),也會(huì)釋放出H2S。
1.2性質(zhì)
H2S氣體是一種劇毒、無(wú)色(透明),比空氣重的氣體,它的分子量為34.08。低濃度H2S具有一種類似臭雞蛋的討厭氣味,濃度稍高的H2S有令人惡心的氣味,高濃度時(shí),由于嗅覺(jué)麻痹而難被發(fā)覺(jué)。因此,絕對(duì)不能憑聞氣味來(lái)檢測(cè)H2S的存在與否。當(dāng)H2S氣體以適當(dāng)?shù)谋壤w積分?jǐn)?shù)403%~46%)與空氣或氧氣混合,就會(huì)產(chǎn)生爆炸。
完全干燥的H2S氣體在室溫下不與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng),但點(diǎn)火時(shí)能在空氣中燃燒。在空氣充足時(shí),生成S2O、H2O;若空氣不足或溫度較低時(shí),則生成游離態(tài)的SO2和H2O;硫化氫的沸點(diǎn)很低,為-61.8℃,熔點(diǎn)為-82.8℃。因此我們通??吹降氖菤鈶B(tài)的H2S,H2S氣體能溶于水、乙醇及甘油中。
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2 H2S危害
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2.1對(duì)人體的危害
H2S的毒性,幾乎與氰化氫同樣劇毒,較一氧化碳的毒性大5~6倍。一個(gè)人對(duì)H2S的敏感性隨其與H2S接觸次數(shù)的增加而減弱。H2S被吸入人體,首先刺激呼吸道,使嗅覺(jué)鈍化、咳嗽,嚴(yán)重時(shí)將其灼傷。其次,刺激神經(jīng)系統(tǒng),導(dǎo)致頭暈,喪失平衡,呼吸困難,心跳加速,嚴(yán)重時(shí)心臟缺氧而死亡。如果吸入高濃度(一般1500mg/m3以上)時(shí),中毒者會(huì)迅速失去知覺(jué),伴劇烈抽搐,瞬間呼吸停止,繼而心跳停止,被稱為“閃電型”死亡。此外,硫化氫中毒還可引起流淚、畏光、結(jié)膜充血、水腫、咳嗽等癥狀。
2.2對(duì)生產(chǎn)的危害
2.2.1對(duì)金屬、非金屬材料的腐蝕
H2S溶于水形成弱酸,對(duì)金屬的腐蝕形式有電化學(xué)失重腐蝕、氫脆和硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂,以后兩者為主,一般統(tǒng)稱為氫脆破壞。氫脆破壞往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,引發(fā)嚴(yán)重的井噴失控或著火事故。
H2S對(duì)金屬材料的腐蝕,最嚴(yán)重的是氫脆,這種損傷與以下四個(gè)因素密切相關(guān):
a)硬度。硬度越大的鋼,對(duì)H2S腐蝕應(yīng)力開(kāi)裂越敏感。淬火與冷煅后,材料的這些限度還可以稍微加大。
b)腐蝕環(huán)境。在造成金屬斷裂過(guò)程中腐蝕反應(yīng)占了相當(dāng)重要的部分,這些腐蝕包括酸細(xì)菌作用和低pH值液體環(huán)境。
c)負(fù)荷。拉應(yīng)力負(fù)荷越大H2S腐蝕應(yīng)力開(kāi)裂的敏感性越大。
d) 幾乎所有金屬與H2S反應(yīng)都生成金屬硫化物。
另外,在地面設(shè)備、井口裝置、井下工具中,都有橡膠、浸油石墨、石棉繩等非金屬材料制作的密封件。它們?cè)?span>H2S環(huán)境中使用一定時(shí)間后,橡膠會(huì)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(dǎo)致密封件的失效。
2.2.2對(duì)鉆井液的污染
H2S主要是對(duì)水基鉆井液具有較大的污染,它會(huì)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,以至形成不動(dòng)的凍膠,顏色變?yōu)橥呋疑⒛湍G色。