硫化氫(H2S)是一種無(wú)色、劇毒、強(qiáng)酸性氣體。低濃度的硫化氫氣體具有臭蛋味。對(duì)空氣的相對(duì)密度1.176，比空氣重。燃點(diǎn)為250℃燃燒時(shí)呈藍(lán)色火焰，產(chǎn)生有毒的二氧化硫。硫化氫與空氣混合，濃度達(dá)到4.3%～46%時(shí)就形成一種爆炸混合物。較低濃度的硫化氫即可使人頭昏、頭痛、惡心、嘔吐甚至死亡，并可能產(chǎn)生嚴(yán)重的神經(jīng)性后遺癥。

　　1 硫化氫的監(jiān)控及預(yù)防

　　1.1 硫化氫監(jiān)控的要求。按要求配備固定式和攜帶式硫化氫監(jiān)測(cè)儀，當(dāng)空氣中硫化氫含量超過(guò)安全臨界濃度時(shí)，監(jiān)測(cè)儀能自動(dòng)報(bào)警，其喇叭應(yīng)使井場(chǎng)工作人員皆能聽(tīng)到。

　　1.2 利用綜合錄井進(jìn)行硫化氫監(jiān)測(cè)。作好硫化氫的預(yù)測(cè)必須知道硫化氫的來(lái)源、存在形式及浸入井筒機(jī)理。

　　1.2.1 油氣井中硫化氫主要來(lái)源：1)有些天然氣中含硫化氫。2)地層中硫酸鹽的高溫還原作用所產(chǎn)生的硫化氫。3)石油中的含硫化合物分解產(chǎn)生硫化氫。4)地殼深部或幔源硫化氫通過(guò)裂縫向上部運(yùn)移聚集。5)某些鉆井液處理劑(硫化物、磺化物)在井下高溫高壓分解產(chǎn)生硫化氫。

　　1.2.2 油氣井中硫化氫浸入井筒機(jī)理：1) 破碎巖屑釋放出的硫化氫。2)地層壓力低于液柱壓力，地層中硫化氫浸入井筒。3)鉆井液處理劑在高溫?zé)岱纸庾饔孟庐a(chǎn)生硫化氫。

　　2硫化氫預(yù)測(cè)方法

　　了解硫化氫的來(lái)源、存在形式及浸入井筒機(jī)理是預(yù)測(cè)的前提，收集區(qū)域沉積環(huán)境、巖性分布、地層壓力分布、油氣水分布和鄰井資料是預(yù)測(cè)硫化氫的關(guān)鍵。

　　上井前盡量收集：1)所鉆區(qū)域有無(wú)硫酸鹽、碳酸鹽地層分布，沉積環(huán)境是否是還原環(huán)境2)已鉆鄰井有無(wú)硫化氫侵入記錄。3)試油、采油井油/水樣的含硫化氫情況。4)地層壓力分布情況。5)所鉆井預(yù)計(jì)油氣水分布。6)那些鉆井液處理劑在高溫?zé)岱纸庾饔孟履墚a(chǎn)生硫化氫。在統(tǒng)計(jì)分析以上資料的基礎(chǔ)上，錄井前對(duì)所錄井硫化氫的浸入可能性進(jìn)行評(píng)估，預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)硫化氫的層位。

　　2.1 了解硫化氫的分布規(guī)律。石油勘探鉆井所遭遇的硫化氫氣體來(lái)自地層，是可以預(yù)測(cè)和控制的。對(duì)硫化氫預(yù)測(cè)和控制需要對(duì)地層含有硫化氫的可能性進(jìn)行充分估計(jì)，并充分認(rèn)識(shí)硫化氫氣侵時(shí)井場(chǎng)硫化氫濃度的平面分布規(guī)律，以確定危險(xiǎn)區(qū)和平安區(qū)，將監(jiān)測(cè)重點(diǎn)放在危險(xiǎn)區(qū)。由于硫化氫是比空氣重的氣體，脫氣器和攪拌器的作用會(huì)使硫化氫從鉆井液中釋放出來(lái)，所以如果硫化氫氣侵，井場(chǎng)硫化氫濃度最高的地方是脫氣器罐，帶攪拌器的泥漿池，其次是井口、循環(huán)池和大土池。

　　2.1.2硫化氫氣體的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在硫化氫氣體常見(jiàn)地區(qū)，進(jìn)行硫化氫氣體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)非常必要。目前硫化氫檢測(cè)方法有很多種，如利用硫化氫氣體檢測(cè)儀和快速化學(xué)分析方法，其中綜合錄井常用的方法是氣敏電極檢測(cè)儀。該儀器攜帶、安裝方便，靈敏度較高，能夠滿足鉆井現(xiàn)場(chǎng)對(duì)硫化氫檢測(cè)的需要。

　　儀器測(cè)量范圍為0-50ppm(或0-100ppm)，精度為±5%FS，具聲、光兩種報(bào)警方式，報(bào)警極限可根據(jù)需要設(shè)定(一般低限10ppm，高限20ppm)。其響應(yīng)時(shí)間小于30秒，恢復(fù)時(shí)間小于30秒。適于進(jìn)行H2S的在線測(cè)定。外部探測(cè)器適用溫度為-20℃-70℃，比較適應(yīng)新疆地區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境。

　　(1)硫化氫監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)實(shí)例1

　　錄井現(xiàn)場(chǎng)一直注重硫化氫的監(jiān)測(cè)，在多口井成功地進(jìn)行了硫化氫氣侵的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)，避免了硫化氫中毒事件的發(fā)生，為鉆井安全施工和人員安全健康提供了保障。2009年8月23日21:00XX井在鉆到1287.23m，室內(nèi)H2S從0ppm上升至47ppm，室外H2S從0ppm上升至8ppm，同時(shí)，氣測(cè)值從800ppm上升為最大值23056ppm，C1從0ppm上升至20678ppm，組份出至C4。

　　根據(jù)H2S預(yù)報(bào)依據(jù)圖發(fā)現(xiàn)，在20:55首先室內(nèi)H2S出現(xiàn)異常(0ppm上升到19ppm)，相對(duì)應(yīng)的氣測(cè)也有小幅度異常，環(huán)境H2S(出口)略微上升(1ppm上升到4ppm)，在21:33室內(nèi)H2S再次出現(xiàn)異常，幅度較上一次高，室內(nèi)H2S濃度最高達(dá)到了47ppm，此時(shí)環(huán)境H2S(出口)也在上升(由4ppm上升到8ppm)，與H2S異常相對(duì)應(yīng)的是氣測(cè)值從800ppm上升為最大值約為23056ppm,C1從0ppm上升至20678ppm,組份出至C4。

　　經(jīng)分析該井鄰井在本段地層都有油氣顯示，詢問(wèn)泥漿工程師：泥漿方面在井深487.000m之前未加入化工材料，確認(rèn)H2S的來(lái)源是由鉆井新地層產(chǎn)生的。

　　在發(fā)現(xiàn)室內(nèi)H2S報(bào)警后，及時(shí)通知井隊(duì)發(fā)出報(bào)警見(jiàn)實(shí)際預(yù)報(bào)。

　　3 結(jié)論

　　3.1 硫化氫預(yù)防的注意事項(xiàng)：現(xiàn)場(chǎng)要多方積極配合，做好預(yù)防和保護(hù)工作。為此，需要做好以下幾方面的具體工作。

　　現(xiàn)場(chǎng)要配備充足的硫化氫標(biāo)準(zhǔn)樣，并定期進(jìn)行檢測(cè)器靈敏度的校驗(yàn);

　　硫化氫檢測(cè)器的工作溫度為-20℃-70℃，因此冬季施工要注意檢測(cè)器的保溫，夏季施工防止檢測(cè)器在烈日下暴曬;

　　目前綜合錄井檢測(cè)硫化氫探頭有三路，一路在鉆臺(tái)面下喇叭口附近，用于監(jiān)測(cè)鉆臺(tái)下硫化氫，一路在鉆井液出口緩沖罐附近，監(jiān)測(cè)鉆井液出口\震動(dòng)篩附近的硫化氫、一路通過(guò)在氣測(cè)樣品氣排氣口處安裝硫化氫探頭，監(jiān)測(cè)井內(nèi)返出鉆井液中的硫化氫，三路硫化氫檢測(cè)器能夠全方位監(jiān)測(cè)井筒、井場(chǎng)環(huán)境的硫化氫含量變化。

　　為保證有效準(zhǔn)確的檢測(cè)硫化氫，必須作好保證硫化氫探頭工作良好是監(jiān)測(cè)硫化氫的關(guān)鍵;使用前要經(jīng)過(guò)質(zhì)檢部門的檢驗(yàn);現(xiàn)場(chǎng)安裝好硫化氫探頭在使用前要標(biāo)定探頭。硫化氫探頭的安裝位置合理，為確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)硫化氫的存在，要求硫化氫檢測(cè)器的安裝位置合理。環(huán)境中檢測(cè)的硫化氫的探頭安裝位置要選擇在硫化氫最早逸出、最易聚集硫化氫的地方。

　　3.2 硫化氫監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的結(jié)果。近年在錄井過(guò)程中多次檢測(cè)到硫化氫，并及時(shí)作出了預(yù)報(bào)。檢測(cè)到硫化氫一般都是室內(nèi)硫化氫超標(biāo)，而環(huán)境中硫化氫異常不大。這主要是因?yàn)槭彝鈾z測(cè)的硫化氫是鉆井液中自然逸出的硫化氫，而室內(nèi)檢測(cè)的是經(jīng)脫氣器脫出的鉆井液中的硫化氫。鉆井液對(duì)硫化氫有一定的溶解度，只有井內(nèi)浸入硫化氫量超過(guò)鉆井液溶解飽和度或在機(jī)械破碎鉆井液的情況下才能逸出。所以硫化氫科學(xué)預(yù)報(bào)應(yīng)分為：1)井內(nèi)硫化氫浸人預(yù)報(bào)。2)環(huán)境硫化氫危險(xiǎn)預(yù)報(bào)。

　　H2S的危害是巨大的，但是只要錄井按要求作好監(jiān)測(cè)工作，出現(xiàn)H2S后認(rèn)真分析各種資料，及時(shí)報(bào)警，重慶開(kāi)縣的悲劇就不會(huì)發(fā)生。

　　參考文獻(xiàn)：

　　王清華等.塔里木油田錄井技術(shù).北京：石油工業(yè)出版社，2009.7