海上油田硫化氫危害及處理防范

劉政偉(中海油能源發(fā)展股份有限公司采油服務(wù)分公司天津作業(yè)公司，天津 300452)

0 引言

在我們國(guó)家的油田事業(yè)中硫化氫給整合油田的生產(chǎn)工作帶來(lái)了非常嚴(yán)重的影響，相關(guān)的工作技術(shù)人員通過(guò)對(duì)油田生產(chǎn)中硫化氫產(chǎn)生的來(lái)源，以及其相應(yīng)的性質(zhì)進(jìn)行細(xì)致的研究以后，發(fā)現(xiàn)要想解決硫化氫的危害，工作技術(shù)人員就要結(jié)合油田開(kāi)發(fā)工作的具體狀況，同時(shí)結(jié)合近些年我們國(guó)家油田生產(chǎn)中硫化氫的具體狀況，對(duì)硫化氫的產(chǎn)生過(guò)程，硫化氫給生活環(huán)境、生產(chǎn)設(shè)備、以及工作人員的生命安全所帶來(lái)的危害，進(jìn)行了深入的研究與分析。工作人員首先通過(guò)相應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)對(duì)油田生產(chǎn)過(guò)程中的硫化氫進(jìn)行檢測(cè)，然后再制定出科學(xué)有效的解決方式。

1 油田中硫化氫的性質(zhì)和來(lái)源

工作研究人員通過(guò)對(duì)油田中的硫化氫進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，油田生產(chǎn)中的硫化氫是一種強(qiáng)酸氣體，具有較強(qiáng)的刺鼻性氣味，其密度大概是1.18，能夠溶于水，當(dāng)這種氣體進(jìn)行燃燒的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生二氧化硫氣體，這種氣體對(duì)人們的身體有非常大的危害。在生產(chǎn)的過(guò)程中所產(chǎn)生的硫化氫當(dāng)與空氣進(jìn)行結(jié)合的時(shí)候相應(yīng)的體積分?jǐn)?shù)會(huì)在4%～46% 之間，而且這樣的氣體在遇到火以后會(huì)產(chǎn)生爆炸，硫化氫的密度要比空氣大很多，在油田的生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)的硫化氫氣體一般都是在低洼的環(huán)境中聚集，在這樣的環(huán)境中空氣不流通很難飄散。研究人員還發(fā)現(xiàn)對(duì)于干燥的硫化氫氣體來(lái)說(shuō)對(duì)金屬不會(huì)產(chǎn)生腐蝕，但是在當(dāng)硫化氫氣體遇到水以后將會(huì)發(fā)生電離，讓溶液呈酸性，這樣就很容易對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的技術(shù)設(shè)備造成腐蝕破壞。

在油田的生產(chǎn)過(guò)程中硫化氫氣體一般出現(xiàn)在硫酸鹽沉積儲(chǔ)層中，經(jīng)過(guò)相關(guān)技術(shù)研究人員的探究發(fā)現(xiàn)，硫化氫氣體的產(chǎn)生主要來(lái)源有：地殼中深處的硫化氫由于地殼發(fā)生了運(yùn)移被運(yùn)輸?shù)搅擞蜌獾膬?chǔ)存層當(dāng)中；然后就在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中鉆井液中產(chǎn)生的硫化氫，這里的硫化氫主要是鉆井液在高溫的條件下發(fā)生了分解，然后和的地層中的細(xì)菌發(fā)生了相互作用最終產(chǎn)生了硫化氫；還有就是在油田開(kāi)發(fā)的原油中由于寒流的化合物發(fā)生了熱分解也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的硫化氫。

2 硫化氫所帶來(lái)的危害

2.1 硫化氫對(duì)人的危害

研究人員發(fā)現(xiàn)硫化氫氣體對(duì)人的身體有非常大的危害，在實(shí)際的情況中如果工作人員吸入了大量的硫化氫氣體，硫化氫氣體會(huì)通過(guò)人體的呼吸系統(tǒng)進(jìn)入體內(nèi)，在進(jìn)入人的體內(nèi)以后，硫化氫氣體會(huì)對(duì)人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生破壞。具體的來(lái)說(shuō)硫化氫氣體會(huì)和人體內(nèi)的血液發(fā)生反應(yīng)消耗體內(nèi)的氧氣含量，讓人體缺氧，最后讓人處于昏迷窒息的狀態(tài)。針對(duì)硫化氫氣體在油田來(lái)發(fā)過(guò)程中所帶來(lái)的影響，讓我們不得不重視硫化氫氣體的解決和防范問(wèn)題。

2.2 硫化氫氣體會(huì)對(duì)生產(chǎn)中的金屬設(shè)備造成嚴(yán)重的影響

海上的油田生產(chǎn)過(guò)程中，空氣中的水分子含量是非常大的，所以說(shuō)在開(kāi)發(fā)過(guò)程中所產(chǎn)生的硫化氫氣體會(huì)水分子發(fā)生反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)以后會(huì)產(chǎn)生大量電離，電離以后液體呈酸性，這樣的液體回合金屬發(fā)生反應(yīng)，腐蝕金屬讓金屬發(fā)生損壞。在海上油田的開(kāi)發(fā)過(guò)程中有很多的金屬性設(shè)備，這些設(shè)備是工作人員進(jìn)行石油開(kāi)發(fā)工作的基礎(chǔ)和保障，所以說(shuō)要想油田的開(kāi)發(fā)工作能夠順利的進(jìn)行，那么就必須保障相關(guān)的金屬設(shè)備在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中質(zhì)量要過(guò)關(guān)。基于硫化氫在和水分子發(fā)生反應(yīng)以后，會(huì)對(duì)金屬設(shè)備造成非常嚴(yán)重的影響，所以說(shuō)要對(duì)這方面的問(wèn)題進(jìn)行研究，在實(shí)際的情況中對(duì)腐蝕的現(xiàn)象進(jìn)行探索，然后找到科學(xué)合理的解決方式。

2.3 對(duì)油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中鉆井液污染的危害

在油田的開(kāi)發(fā)過(guò)程中鉆井液發(fā)揮了非常重要的作用，但是在實(shí)際的開(kāi)發(fā)過(guò)程中硫化氫會(huì)對(duì)鉆井液造成非常明顯的影響。經(jīng)過(guò)相關(guān)工作技術(shù)人員的研究發(fā)現(xiàn)在鉆井液中硫化氫主要產(chǎn)生于：首先是鉆井液主要是在地層中進(jìn)行工作，所以說(shuō)地層中的硫化氫就很容易進(jìn)入到鉆井液中；然后就是鉆井液中的某些物質(zhì)在高溫的條件下會(huì)分解產(chǎn)生硫化氫；還有就是地層中有很多的細(xì)菌，當(dāng)鉆井液到達(dá)地層的時(shí)候會(huì)和細(xì)菌發(fā)生作用。

當(dāng)硫化氫出現(xiàn)在鉆井液中時(shí)會(huì)對(duì)鉆井液的性能造成非常嚴(yán)重的影響，影響的主要現(xiàn)象為：鉆井受影響后影響的PH 值明顯變小；鉆井液中的某些化學(xué)物質(zhì)會(huì)與硫化氫發(fā)生反應(yīng)變成沉淀物最終下降到底層；還有鉆井液中出現(xiàn)硫化氫的時(shí)候鉆井液的夜色將會(huì)發(fā)生非常明顯的變化；還有一點(diǎn)非常明顯的影響，那就是硫化氫會(huì)使鉆井液的黏稠度上升，這樣鉆井液的流動(dòng)性就會(huì)降低，嚴(yán)重的話還會(huì)出現(xiàn)凍膠的現(xiàn)象。

2.4 硫化氫對(duì)非金屬材料的影響

在實(shí)際的油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中硫化氫不僅僅會(huì)對(duì)金屬設(shè)備造成嚴(yán)重的影響，同時(shí)硫化氫還會(huì)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的非常金屬材料造成不可逆的影響，最明顯的現(xiàn)象就是硫化氫加速非金屬材料的老化速度。

在油田的開(kāi)發(fā)過(guò)程中不僅僅不用到大量的金屬設(shè)備，同時(shí)還會(huì)用到很多的非金屬材料，例如：塑料、橡膠、石蠟、石墨等，當(dāng)這些做材料與硫化氫進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的接觸時(shí)，會(huì)減少塑料的使用壽命，而且橡膠在這樣的環(huán)境中也非常容易失去彈性出現(xiàn)裂開(kāi)現(xiàn)象。所以說(shuō)硫化氫對(duì)非金屬材料的影響程度是非常大的，研究人員要加強(qiáng)這方面的研究，盡快的找出相應(yīng)的解決方法。

3 硫化氫的防范措施

3.1 硫化氫氣體的檢測(cè)技術(shù)

在油田的開(kāi)發(fā)過(guò)程中工作技術(shù)人員要對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中硫化氫的產(chǎn)生狀況進(jìn)行把控，掌控，離不開(kāi)相應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)。硫化氫的檢測(cè)技術(shù)在海上油田的開(kāi)發(fā)過(guò)程中可以幫助工作技術(shù)人員對(duì)開(kāi)發(fā)環(huán)境中的硫化氫含量進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)硫化氫的含量到達(dá)一定值的時(shí)候，工作人員會(huì)制定出相應(yīng)的解決方案對(duì)開(kāi)發(fā)環(huán)境中的硫化氫進(jìn)行處理。對(duì)于油田的開(kāi)發(fā)工作來(lái)說(shuō)，工作人員要時(shí)刻的保持危險(xiǎn)意識(shí)，工作人員在正式的上崗以前要進(jìn)行系統(tǒng)的安全培訓(xùn)，在掌握了相應(yīng)的安全技能以后方可進(jìn)行工作。在實(shí)際的工作過(guò)程中，工作技術(shù)人員要遵守相應(yīng)的工作施工條例，在工作的時(shí)候要配備硫化氫的防護(hù)器具和檢測(cè)設(shè)備，對(duì)于這些防護(hù)器具和檢測(cè)設(shè)備每一位工作技術(shù)人員都要做到會(huì)使用并且會(huì)維修。就目前我們國(guó)家油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中的硫化氫檢測(cè)技術(shù)來(lái)說(shuō)，通常使用醋酸鉛試紙法、激光法、標(biāo)準(zhǔn)碘量法、快速測(cè)定管法等來(lái)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。還有一點(diǎn)值得注意，那就是在硫化氫經(jīng)常出現(xiàn)的區(qū)域要安裝相應(yīng)的報(bào)警裝置。

3.2 硫化氫危害的防治措施

3.2.1 不斷改進(jìn)相關(guān)設(shè)備的抗腐蝕能力

對(duì)于硫化氫對(duì)金屬設(shè)備造成的腐蝕狀況，工作技術(shù)人員要根據(jù)油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中的硫化氫產(chǎn)生的狀況以及對(duì)設(shè)備腐蝕的實(shí)際程度來(lái)制定相應(yīng)的解決方案。對(duì)于油田開(kāi)發(fā)的金屬設(shè)備來(lái)說(shuō)，不同的開(kāi)發(fā)設(shè)備本身所使用的金屬材料可能也不一樣，基于這樣的狀況，工作技術(shù)人員在對(duì)金屬的材料進(jìn)行了解以后，根據(jù)金屬的具體特性來(lái)制定適合金屬設(shè)備的抗腐蝕措施，比如說(shuō)某些設(shè)備的金屬材料在經(jīng)過(guò)淬火處理以后對(duì)硫化氫的抗腐蝕能力有非常明顯的提升，還有就是對(duì)于一些金屬可以在其表面涂抹一些化學(xué)材料，這樣可以防止硫化氫和金屬材料進(jìn)行接觸從而達(dá)到預(yù)防腐蝕的目的。

3.2.2 通過(guò)生物治理方法解決硫化氫的問(wèn)題

在國(guó)外的油田開(kāi)發(fā)工作中工作技術(shù)人員也會(huì)使用生物治療的方法來(lái)對(duì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中所產(chǎn)生的硫化氫進(jìn)行處理，而通常所采用的生物治療處理方式有：達(dá)克哈克斯法、A.D.A. 法、克勞斯法、富瑪克斯法等。但是對(duì)于這些生物治療方法來(lái)說(shuō)都存在著非常大的局限性，通過(guò)這樣的方法對(duì)硫化氫的問(wèn)題進(jìn)行解決是所耗費(fèi)投資非常巨大，而且在有些生物治療的方法中結(jié)果最后可能還會(huì)產(chǎn)生二次的污染。對(duì)于生物處理的方法來(lái)說(shuō)工作技術(shù)人員經(jīng)常使用的一般有兩種，一種是通過(guò)加入相關(guān)的微生物讓其和開(kāi)發(fā)環(huán)境中的硫化氫進(jìn)行反應(yīng)最終達(dá)到消耗硫化氫的目的，另一種是通過(guò)加入相關(guān)的微生物讓微生物抑制開(kāi)發(fā)環(huán)境中硫化氫的產(chǎn)生。這兩種方式都能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)硫化氫問(wèn)題的解決。

3.2.3 在開(kāi)發(fā)的鉆井液中加入除硫劑

要想對(duì)油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中所產(chǎn)生的硫化氫進(jìn)行很好的解決，那么工作技術(shù)人員就必須解決鉆井液中產(chǎn)生的硫化氫，因?yàn)殂@井液是油田來(lái)發(fā)過(guò)程中非常重要的環(huán)節(jié)。具體的操作流程是通過(guò)在鉆井液中加入相關(guān)的除硫劑，現(xiàn)在工作技術(shù)人員所使用的除硫劑有海綿鐵和堿式碳酸鋅兩種，但是在實(shí)際的情況中工作技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)鉆井液中硫化氫的具體含量來(lái)選擇除硫劑。經(jīng)過(guò)工作技術(shù)人員的不斷總結(jié)發(fā)現(xiàn)，在硫化氫含量不是很高的油田中，工作人員可以選擇加入堿式碳酸鋅讓硫化氫的含量變得更低，這樣的除硫劑不僅可以降低硫化氫的濃度，同時(shí)由于鐵的電極電勢(shì)比鋅高，這樣的除硫劑還能對(duì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的鐵金屬設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。還有就是在使用堿式碳酸鋅這種除硫劑的時(shí)候?qū)Νh(huán)境的要求也比較高，要求使用環(huán)境的pH 要達(dá)到一定的程度才行，較低的話使用這種除硫劑獎(jiǎng)沒(méi)有任何意義，而且在pH 值較低的情況下加入堿式碳酸鋅還會(huì)對(duì)鉆井液的性能造成影響。當(dāng)環(huán)境中的硫化氫含量較高的時(shí)候，工作人員可以使用海綿鐵來(lái)對(duì)其進(jìn)行處理，所謂的海綿鐵是指擁有巨大比表面積的多孔鐵，而且它對(duì)鉆井液所造成的影響更小，是工作人員經(jīng)常使用的除硫劑。

4 結(jié)語(yǔ)

鑒于硫化氫給海上油田開(kāi)發(fā)工作所帶來(lái)的危害，工作技術(shù)人員要加強(qiáng)解決這方面問(wèn)題的工作力度，不斷的學(xué)習(xí)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，不斷對(duì)油田開(kāi)發(fā)工作的管理模式以及工作模式進(jìn)行改進(jìn)。同時(shí)還要加強(qiáng)工作技術(shù)人員的培養(yǎng)力度，提升工作技術(shù)人員的整體工作能力。還有一點(diǎn)值得注意那就是加強(qiáng)油田開(kāi)發(fā)工作中的安全管理，只有在安全有保障的環(huán)境下工作人員的工作效率才會(huì)更高。