有关硫化氢油气田腐蚀及缓蚀剂防护的综述

石油开采中产生的硫化氢危害及防护分析（2.长庆油田分公司第五采油厂陕西西安）摘要：硫化氢是一种剧毒危险气体。

空气中极少量的硫化氢会危及人员的生命安全，在油气田建设中不可避免地会发生硫化氢的逸出和泄漏。

在油气田开发生产过程中，必须高度重视硫化氢的防治工作，加强防护材料和设备的配备和监控，定期进行硫化氢培训和应急演练，确保硫化氢泄漏危险不再发生。

生产中需要采用硫化氢脱硫处理工艺，加强硫化氢的检测、培训和保护，确保安全生产和环境保护。

关键词：石油开采，硫化氢，危害，腐蚀，防护前言硫化氢是一种无色气体，在低浓度下有臭鸡蛋味。

比空气重，容易在低洼处积聚。

硫化氢是一种窒息性和刺激性气体。

同时，它也是一种强烈的神经毒性物质，对he膜有明显的刺激作用。

高浓度可直接抑制呼吸中枢，导致窒息和死亡。

接触硫化氢的主要方式是通过呼吸道吸入。

硫化氢很容易粘附在衣服上，并在空气中停留很长时间。

硫化氢危害具有以下显著特点：硫化氢的主要危险是在短时间内意外接触高浓度硫化氢会导致触电死亡。

高浓度的硫化氢会导致嗅觉迅速麻痹。

臭鸡蛋的气味不能用来判断危险场所硫化氢浓度的高低。

近一半的硫化氢致命病例死于救援不合时宜，救援人员在救援过程中没有使用个人防护装备。

1 石油开采中产生的硫化氢危害1.1生产方面的危害金属和非金属材料的腐蚀。

硫化氢溶于水形成弱酸。

金属的腐蚀形式包括电化学失重腐蚀、氢脆和硫化物应力腐蚀开裂。

后两种主要是氢脆失效，通常被称为氢脆失效。

氢脆常导致井下管柱突然断裂、地面管汇和仪表爆破、井口装置损坏，甚至发生严重的井喷失控或火灾事故。

氢脆是硫化氢对金属材料最严重的腐蚀。

这种损伤与以下四个因素密切相关：硬度。

钢越硬，对硫化氢腐蚀应力开裂越敏感。

淬火和冷锻后，材料的这些极限可以稍微提高。

腐蚀性环境。

在导致金属断裂的过程中，腐蚀反应是一个非常重要的部分。

这些腐蚀包括酸性细菌和低pH液体环境的作用。

载荷和拉应力越大，硫化氢腐蚀应力开裂的敏感性越大。

油气田硫化氢腐蚀浅析摘要：在油气田生产运输的过程中，H2S会对管线设备等金属材料造成严重的腐蚀，从而导致管线设备的磨损和报废，造成重大的经济损失。

此外，由于管线设备受到严重腐蚀而使H2S泄漏，容易引起人员伤亡。

本文从油气田硫化氢腐蚀现状出发，对硫化氢腐蚀机理及防护进行浅析。

关键词：硫化氢腐蚀机理影响因素防腐1.硫化氢腐蚀机理研究国外包括Keddamt等建立的H2S水中铁溶解的反应模型;Armstrong和Henderson对电极反应分两步进行的理论描述; Bai和Conway对一种产物到另一种产物进行的还原反应机理进行了系统的研究；Sardiseo，Wright和Greeo研究了30℃时H2S—CO2—H2O系统中中碳钢的腐蚀，说明了H2S在两种分压下金属表面形成的不同硫化物膜及腐蚀速率随H2S浓度和溶液pH的影响。

Hausler 等人研究表明腐蚀中的速率控制步骤是通过硫化物膜的电荷的传递。

Ramanarayanan和Smith研究了4130钢在220℃含Cl-的饱和H2S溶液中的腐蚀，发现生成以Fe1-xS为主的硫化物膜，总的腐蚀速率控制步骤是铁离子通过不断增长的Fe1-xS膜，最终硫化物膜增长与溶解速率达到稳定。

Sardiseo和pitts观察到溶液在不同pH时金属表面形成了不同的硫化物膜。

Petelotetal研究表明了金属浸入含H2S溶液中硫化铁膜的增长随时间变化的情况。

另外Tewari和Campbell也有类似的研究。

Iofa等提出了H2S溶液中铁的腐蚀反应式依次为化学吸附反应(l.1式)和阳极放电反应(1.2式)。

Fe+H2S+H2O→FeSH-ads+H3O+ (1.1) FeSH-ads →FeSH-ads +2e- (1.2)Shoesmith则给出了FeSH-ads+继反应(1.2)后的不同转变情况：FeSH-ads →FeS+H+ (1.3) FeSH-ads +H3O+→Fe+2+H2S+H2O (l.4)H.Maetal得出H2S抑制腐蚀的反应式：Fe+H2S+H2→FeSH-ads +H3O+ (1.5)FeSH-ads →FeSHads +e - (1.6) FeSHads →FeSH++e -(1.7)Bolmer认为在H2S环境中阴极反应机理为: 2H2S+2e→H2+2HS- (1.8)在国内张学元先生研究硫化氢腐蚀机理反应式：H2S→H++HS- (1.9) HS-→H++S2- (1.10)2.硫化氢腐蚀的影响因素影响H2S腐蚀的因素主要可分为材料因素、环境因素。

钻井试气中硫化氢的腐蚀及防治钻井试气中硫化氢的腐蚀及防治张照鸿（陕西延长石油集团油气勘探公司天然气勘探开发部，陕西延安716000）【摘要】针对气田钻井试气中钢材在湿硫化氢环境中的腐蚀现象，通过对硫化氢腐蚀机理的探讨，分析了气田钢材在制造、使用中腐蚀的影响因素，提出了气田钢材腐蚀防治的一些措施，确保气田钢材的安全正常使用。

关键词：硫化氢腐蚀防治1 引言近年，在鄂尔多斯盆地油气勘探中，在某些层位或多或少的有硫化氢显示，硫化氢是一种无色、臭鸡蛋气味的有毒气体，在钻井作业时循环的钻井液中一旦发生H2S气侵，就会对钻井液组成产生严重污染，导致钻井液的流变性能变差，如影响携带岩屑、井壁稳定、造成起下钻压力激动等，增加钻井成本[1]。

而硫化氢对钻具的副作用，则引起氢脆和金属变质的危害更是不可忽视。

由腐蚀造成的经济损失很大,据统计,全国钻杆的平均耗量为4kg/m以上,即每钻进1m,损耗钻杆4kg以上[2]。

2 钻井过程中硫化氢来源2.1 油气井中H2S的来源石油中的有机硫化物热作用分解产生H2S气体，H2S含量将随地层埋深增加而增加,在井深2600米，H2S含量在0.1-0.5%之间，而超过2600米时含量超过2-23%，当地温超过200-250℃时，热化学作用将加剧而产生大量H2S。

石油中的烃类和有机质通过储集层水中的硫酸盐的高温还原作用而产生H2S，下部地层中硫酸盐层通过裂缝等通道，使H2S上窜而来，含硫的地层流体（油、气、水）流入井内。

而在非热采区，因底水运移，将含H2S地层水推入生产井而产生H2S。

还有某些深井泥浆处理剂高温热分解和厌氧菌作用于有机硫或无机硫产生H2S。

2.2 钻井泥浆高温分解磺化酚醛树脂100℃分解，三磺（丹煤、褐煤、环氧树脂）150℃分解，磺化褐煤130℃分解，本质素硫酸铁铬盐180℃分解，丝扣油高温与游离硫反应，某些含硫原油或含硫水被用于泥浆系统。

3 硫化氢的腐蚀机理、危害及影响因素3.1 硫化氢腐蚀机理硫化氢的水溶液是弱酸，其作为弱酸离解为离子：H2S=HS-+ H+，HS-=S2-+2H+。

硫化氢腐蚀与防护相关知识1. 硫化氢腐蚀的预防措施1.1. 选用抗硫化氢材料抗硫化氢材料主要是指对硫化氢应力腐蚀开裂和氢损伤有一定抗力或对这种开裂不敏感的材料。

同时采用低硬度(强度)和“完全淬火+回火”处理工艺对材料抗硫化氢腐蚀是有利的。

美国国家腐蚀工程师学会(NACE)标准MR－01－75(1980年修订)中规定：含硫化氢环境中使用的钻杆、钻杆接头、钻铤和其它管材的最大硬度不许高于HRC22；钻杆接头与钻杆的焊接及热影响区应进行“淬火+595℃以上温度的回火”处理；对于最小屈服强度大于655MPa的钢材应进行“淬火+回火”处理，以获得抗硫化物应力腐蚀开裂的最佳能力。

1.2. 抗H2S腐蚀钢材的基本要求⑴成分设计合理：材料的抗H2S应力断裂性能主要与材料的晶界强度有关，因此常常加入Cr、Mo、Nb、Ti、Cu等合金元素细化原始奥氏体晶粒度。

超细晶粒原始奥氏体经淬火后，形成超细晶粒铁素体和分布良好的超细碳化物组织，是开发抗硫化物应力腐蚀的高强度钢最有效的途径。

⑵采用有害元素(包括氢，氧，氮等)含量很低纯净钢；⑶良好的淬透性和均匀细小的回火组织，硬度波动尽可能小；⑷回火稳定性好，回火温度高(＞600℃)；⑸良好的韧性；⑹消除残余拉应力。

1.3. 添加缓蚀剂实践证明合理添加缓蚀剂是防止含H2S酸性油气对碳钢和低合金钢设施腐蚀的一种有效方法。

缓蚀剂对应用条件的选择性要求很高，针对性很强。

不同介质或材料往往要求的缓蚀剂也不同，甚至同一种介质，当操作条件(如温度、压力、浓度、流速等)改变时，所采用的缓蚀剂可能也需要改变。

用于含H2S酸性环境中的缓蚀剂，通常为含氧的有机缓蚀剂(成膜型缓蚀剂)，有胺类、米唑啉、酰胺类和季胺盐，也包括含硫、磷的化合物。

如四川石油管理局天然气研究所研制的CT2－l和CT2－4油气井缓蚀剂及CT2—2输送管道缓蚀剂，在四川及其他含硫化氢油气田上应用均取得良好的效果。

1.4. 控制溶液pH值提高溶液pH值降低溶液中H+含量可提高钢材对硫化氢的耐蚀能力，维持pH值在9~11之间，这样不仅可有效预防硫化氢腐蚀，又可同时提高钢材疲劳寿命。

[收稿日期]2008208205　[作者简介]吕瑞典(19562),男,1982年大学毕业,教授,现从事石油矿场机械的教学和科研工作。

油气田腐蚀防护技术综述 吕瑞典,薛有祥　(西南石油大学,四川成都610500)[摘要]通过查阅大量油气田腐蚀防护相关文献,总结归纳了油气田经常使用的腐蚀防护技术,简要介绍了一些防腐新技术,并对油气田的腐蚀防护提出了些许建议,旨在提高油田腐蚀防护水平,加强腐蚀防护研究与应用,为安全生产提供一个强有力的支撑。

[关键词]油气田;腐蚀防护;防腐技术;技术研究;井下设备[中图分类号]TE980[文献标识码]A [文章编号]100029752(2008)05203672031　油气田腐蚀防护油气田腐蚀往往造成重大的经济损失、人员伤亡和环境污染等灾难性后果,1969年英国Hoar 报告报道,英国每年因腐蚀造成的经济损失估计不少于23165亿英镑[1]。

我国对腐蚀损失统计表明,腐蚀造成的损失占国民经济的3%,对石油石化行业约在6%左右[2]。

据国外权威机构估计,如果腐蚀技术能够得到充分应用,腐蚀损失的30%～40%是可以挽回的[1]。

由此可见,提高腐蚀防护技术,加强腐蚀防护的研究与应用,不仅为安全生产提供一个强有力的支撑,而且给石油工业带来巨大的经济效益。

笔者通过总结,归纳出了目前油气田应用的7种主要腐蚀防护技术,并对油气田如何采用腐蚀防护措施提出拙见。

2　腐蚀防护技术在油气田的应用油气田腐蚀类型众多,腐蚀状况严峻。

其腐蚀有3个显著的特点:气、水、烃、固共存的多相流腐蚀介质;高温或高压环境;H 2S 、CO 2、O 2、Cl -和水为最主要的腐蚀介质。

现场一般采用如下7种腐蚀防护措施。

211　正确选材根据油气田实际腐蚀因素,正确选材对降低事故发生,提高工作效率意义重大。

如长庆油田[3]针对油井油管腐蚀穿孔断裂十分严重的状况,选用了高Cr 、Mo 低S 、P 耐腐蚀合金油套管,以提高井下管柱的抗蚀能力。

油井防腐蚀方法综述【摘要】油气田井下油管的腐蚀问题非常严重，油井中的H2S及侵蚀性CO2与管柱接触后，会产生氢脆和应力腐蚀。

本文综述了常用的防腐蚀方法及其特点，通常采用的防腐方法有：采用耐腐蚀管材，涂镀层保护，注入缓蚀剂，定期更换管材等。

油井采用防腐蚀技术的应用，目的是为了改变油井井下作业周期短的生产难题，从应用情况来看，大多数油井取得了较为理想的防护效果，延长了油井的作业周期，减少了油井因腐蚀、结垢造成作业的频次，节约了费用，取得了良好的经济效益。

【关键词】油气田；腐蚀；缓蚀剂；结垢我国许多主力油田已进入中、高含水开发期，随着综合含水的不断上升，油气采集系统的腐蚀日趋严重，腐蚀成为影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素，是造成管道事故的最主要原因.由于原油中有大量侵蚀性物质存在，如CO2、H2S、Cl-、少量溶解氧和细菌等，受所有这些因素及其交互作用的影响，油管必然遭受严重的腐蚀，油田安全生产受到严重的威胁[1]。

1 油井防腐、防垢原理1.1 防垢原理防垢其原理是：阻垢药剂吸附在微晶体表面，破坏了晶体的晶格结构，造成晶格扭曲，不能形成稳定的晶形结构，阻碍了微晶的长大。

另外阻垢剂对Ca2+、Mg2+等阳离子的络合增溶作用，减少了与阴离子的接触，从而起到防垢作用。

化学药剂防垢是目前应用最多，技术最为成熟的阻垢方法之一。

1.2 防腐蚀原理材料和周围介质相作用，使材料遭受破坏或性能恶化的过程称为腐蚀。

金属在油田水中的腐蚀过程并不是独立进行的，腐蚀过程与结垢过程、细菌繁殖和沉积物形成过程密切相关，油田水中的溶解盐类对金属腐蚀有很大影响，其中最主要的是氯化物。

另一类最常见的引起金属腐蚀的物质是水中溶解的氧气、二氧化碳和硫化氢气体。

此外，油田水中存在的硫酸盐还原菌等微生物也会导致严重腐蚀。

防腐蚀就是减缓油井的腐蚀速度和除去已经产生的腐蚀成分，从而达到延长油管使用寿命，减少作业周期的效果。

控制腐蚀的主要途径有：（1）选用耐蚀金属材料或非金属材料；（2）选用耐蚀防腐涂层或阴极保护；（3）选择和投加针对性强的缓蚀剂、阻垢剂和杀菌剂等化学药剂，设法去除水中会引起腐蚀的成分；（4）选用耐蚀金属或非金属材料是解决油田腐蚀最彻底的方法，但由于投资高，一次性投入大，需根据经济评价来确定。

油气田开发中的腐蚀及防护技术摘要：油气田是重要的能源资源，而腐蚀是影响油气田开发的重要因素之一。

本文主要介绍了油气田开发中的腐蚀及防护技术，包括腐蚀的类型、腐蚀的危害以及防腐技术的发展和应用。

同时，本文还探讨了目前油气田开发中存在的腐蚀防护技术的问题和挑战，以及未来的发展方向和趋势。

关键词：油气田；开发技术；防腐蚀；防护技术前言：腐蚀是油气田开发过程中一个普遍存在的问题，对于油气生产设备的损坏和磨损会带来不良影响，导致生产效率的降低、安全隐患的增加以及生产成本的增加等。

因此，对于腐蚀的预防和控制是油气田开发过程中至关重要的一环。

本文将重点介绍油气田开发中的腐蚀及防护技术，旨在为油气田开发工作提供指导和借鉴。

一、油气田开发中的腐蚀问题（一）腐蚀的类型及危害在油气田开发过程中，常见的腐蚀类型包括化学腐蚀、电化学腐蚀和微生物腐蚀等。

这些腐蚀类型都会对油气生产设备的材料造成不同程度的损害和磨损，从而影响生产效率和安全性。

例如，化学腐蚀会导致设备表面的金属材料逐渐腐蚀、破损，降低其强度和韧性；电化学腐蚀则会引起电流在设备表面流动，形成电池腐蚀，加速金属材料的腐蚀速度；微生物腐蚀则是由微生物产生的酸、氧化剂等物质引起的金属材料腐蚀[1]。

这些腐蚀问题对油气田的开发和生产都带来了诸多的危害，如设备寿命缩短、设备维修费用增加、生产效率降低以及安全风险增大等，因此腐蚀防护技术的研究和应用至关重要。

（二）腐蚀对油气田开发的影响腐蚀是油气田开发中常见的问题，对设备和管道等关键设施的腐蚀和磨损，会直接影响到油气开采的效率和安全性。

腐蚀引起的管道、设备破损和泄漏，不仅会造成资产损失，还会对环境和人员的安全造成威胁。

同时，腐蚀会降低油气开采的效率，增加生产成本，因为需要花费更多的时间和资源来维修和更换受损的设备。

此外，腐蚀还会导致开采设备的寿命缩短，给油气田的开发带来不可忽视的负面影响。

因此，对腐蚀问题的解决和防护技术的研究，是保障油气田开发安全、高效的重要保证。

论述炼油设备的湿硫化氢腐蚀与防治方法近年来，石油公司大幅度的增加了对含硫或者高含硫原油的加工数量，因而炼油设备也出现比较严重的腐蚀现象。

而在各个种类的腐蚀中，最为严重或者说对设备伤害最大的是高温硫腐蚀以及湿硫化氢造成的设备损坏。

对于高温硫腐蚀只要更换采用适当的耐高温硫腐蚀的设备材料即可大大的缓解此类腐蚀，但是对湿硫化氢所造成的腐蚀进行防治就会有较大的困难。

含硫原油对设备进行腐蚀从而产生硫铁化合物，而硫铁化合物一旦与空气中的氧气接触，它们就会迅速的发生化学反应，也会产生大量的热。

如果这些热量不能够及时的向周边消散，就会导致设备局部迅速升温，而原油属于可燃物质，这就很可能引起具有可怕后果的自燃事故，也会对人类的正常生活及经济活动带来巨大的损失。

下面我们将会着重讨论引起这类事故主要原理及相应的预防治理措施。

1 湿硫化氢对设备的腐蚀机理湿硫化氢在水中极易发生离解，它的腐蚀过程就是一个化学反应，在阳极会出现一般性腐蚀，结果为产生FeS的膜。

从而使金属表面遭到破坏，形成腐蚀坑而出现回路电池的作用，是破坏程度进一步加深。

而在阴极处会出现因化学反应而生成的活性很强的氢，它会在金属比较脆弱的部位比如金属的缺陷处、焊接缺陷处聚集，产生氢鼓包导致金属结构遭到破坏，即使是高强钢也难逃其魔爪。

这种现象我们通常称其为湿硫化氢应力腐蚀开裂。

一般来说，强度越高的钢越容易因此应力而受到损坏，因为强度越高，钢对应力的腐蚀也就越敏感。

碳酸盐或者是湿硫化氢还有氢氧化物等许多无机物质都是我们生产当中比较常见的应力腐蚀环境。

在我国的炼油企业中，大多数都是采用的低合金高强度钢作为其压力容器的主要材料，而之前我们也明确的表述了湿硫化氢对高强度钢的腐蚀是较为厉害的。

湿硫化氢造成的腐蚀最早出现在油田设备和管道设施上，由于近几年出现的几起重大事故，湿硫化氢也自然而然的走进了我们的视野当中，而这几起事故当中发生在1984年的雷蒙特三号炼油厂的事故就是一个最典型的案例。

油井防腐蚀方法综述【摘要】油气田井下油管的腐蚀问题非常严重，油井中的H2S及侵蚀性CO2与管柱接触后，会产生氢脆和应力腐蚀。

本文综述了常用的防腐蚀方法及其特点，通常采用的防腐方法有：采用耐腐蚀管材，涂镀层保护，注入缓蚀剂，定期更换管材等。

油井采用防腐蚀技术的应用，目的是为了改变油井井下作业周期短的生产难题，从应用情况来看，大多数油井取得了较为理想的防护效果，延长了油井的作业周期，减少了油井因腐蚀、结垢造成作业的频次，节约了费用，取得了良好的经济效益。

【关键词】油气田；腐蚀；缓蚀剂；结垢我国许多主力油田已进入中、高含水开发期，随着综合含水的不断上升，油气采集系统的腐蚀日趋严重，腐蚀成为影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素，是造成管道事故的最主要原因.由于原油中有大量侵蚀性物质存在，如CO2、H2S、Cl-、少量溶解氧和细菌等，受所有这些因素及其交互作用的影响，油管必然遭受严重的腐蚀，油田安全生产受到严重的威胁[1]。

1 油井防腐、防垢原理1.1 防垢原理防垢其原理是：阻垢药剂吸附在微晶体表面，破坏了晶体的晶格结构，造成晶格扭曲，不能形成稳定的晶形结构，阻碍了微晶的长大。

另外阻垢剂对Ca2+、Mg2+等阳离子的络合增溶作用，减少了与阴离子的接触，从而起到防垢作用。

化学药剂防垢是目前应用最多，技术最为成熟的阻垢方法之一。

1.2 防腐蚀原理材料和周围介质相作用，使材料遭受破坏或性能恶化的过程称为腐蚀。

金属在油田水中的腐蚀过程并不是独立进行的，腐蚀过程与结垢过程、细菌繁殖和沉积物形成过程密切相关，油田水中的溶解盐类对金属腐蚀有很大影响，其中最主要的是氯化物。

另一类最常见的引起金属腐蚀的物质是水中溶解的氧气、二氧化碳和硫化氢气体。

此外，油田水中存在的硫酸盐还原菌等微生物也会导致严重腐蚀。

防腐蚀就是减缓油井的腐蚀速度和除去已经产生的腐蚀成分，从而达到延长油管使用寿命，减少作业周期的效果。

控制腐蚀的主要途径有：（1）选用耐蚀金属材料或非金属材料；（2）选用耐蚀防腐涂层或阴极保护；（3）选择和投加针对性强的缓蚀剂、阻垢剂和杀菌剂等化学药剂，设法去除水中会引起腐蚀的成分；（4）选用耐蚀金属或非金属材料是解决油田腐蚀最彻底的方法，但由于投资高，一次性投入大，需根据经济评价来确定。

油气田开发的硫化氢防护研究近年来，随着我国油气田的逐步开发，硫化氢被越来越多地关注。

硫化氢（H2S）是一种由硫和氢组成的无色气体，具有极强的毒性和爆炸性。

在油气勘探、开采、运输、储存和加工等阶段，存在着各种各样的硫化氢危害。

为了保障生产安全，必须对油气田开发的硫化氢防护进行深入研究。

一、对硫化氢防护的重视及其意义硫化氢防护是油气田开发中的一项重要措施。

在生产实践中，很多事故的发生都与硫化氢有关。

如2003年新疆库车县油气井井口喷出大量硫化氢气体，致一工人死亡，四人中毒，两人失去视力；2008年，陕西省宜君县油气田开采中，一工人因防护不当中毒身亡。

这些事故的发生，无一不提醒了我们对硫化氢危害的关注和防范。

硫化氢防护的意义不仅在于避免潜在的人身和财产损失，更在于提高生产效率和环境保护。

油气田是我国的重要能源资源，保障其安全开发是我国经济发展的重要保障。

硫化氢防护是实现油气田安全开发，提高能源资源利用效率和保护生态环境必不可少的一环。

二、硫化氢的危害及其防护策略硫化氢是一种很难处理的有毒气体，因此，硫化氢防护策略的制定尤为关键。

基于对硫化氢危害的了解，我们应该采取以下硫化氢防护措施。

1、预防措施加强安全管理和监控。

对油气勘探和开采过程中的油气管道和设备进行定期检查和维护，加强监测和警告装置的建设和使用，确保设备的运行状态、防护设施和预警体系的有效性。

开展安全培训和教育。

为油气田工作人员提供充分的安全知识和技能培训，帮助员工了解硫化氢防护措施的重要性，掌握防护的基本方法和技巧，提高员工防范硫化氢的能力。

采用合适的防护装备。

在涉及硫化氢的工序中，工人必须穿戴有效的防护装备，如耳塞、口罩、眼镜、手套、工作鞋等，预防体内吸入和接触毒气。

2、处理和应对措施建立应急预案。

在防止和发生事故时，需要建立具体、可操作和可靠的应急预案。

应急预案要包括明确的人员职责和义务，合理的事故处置流程和措施，清晰的应急救援流程以及事故后的善后处理等。

油气井钻井作业硫化氢腐蚀与防护作者：徐宜山刘梅来源：《科学与财富》2011年第08期[摘要] 含硫油气井钻井开发过程中，由于湿硫化氢的出现，常常会出现钻杆、套管、钻井设备、钻井仪器等腐蚀和损坏。

对钻井过程中硫化氢来源、腐蚀机理、影响因素及防腐措施作了一定的论述。

[关键词] 油气井硫化氢腐蚀防护在油气田开发过程中，硫化氢（H2S）的存在不仅严重威胁着人们的生命安全，而且还会对作业设备、工具造成严重的腐蚀破坏，造成井下管柱突然段落、地面管汇和仪表爆破、井口装置失灵，甚至发生严重的井喷失控或火灾。

研究湿硫化氢环境下钻具腐蚀机理与防护措施意义重大，可为我国高含硫气田的开发提供指导和借鉴。

1、H2S腐蚀环境1.1湿H2S环境的定义有关湿硫化氢环境的定义，在国际上比较权威的规定是由美国腐蚀工程师协会（NACE）提出的。

在NACE的MR0175-2002中提出以酸性气体体系和酸性多相流体系2种情况来细分：①在酸性气体体系中，气体总压≥0.4MPa，并且H2S分压>0.0003MPa。

②酸性多相流体系中，若气体总压≥1.8MPa，并且H2S分压>0.0003MPa；若气体总压0.07MPa或气相H2S含量超过15%。

1.2油气井钻井作业中H2S来源（1）热作用于油气层时，油气中有机硫化物分解，产生硫化氢。

一般硫化氢含量随地层埋深增加而增大。

如井深2600米，硫化氢含量在0.1%—0.5%之间，而井深超过2600米或更深，则硫化氢将超过2~23%，地层温度超过200~250℃，热力学作用将加剧而产生大量硫化氢。

（2）油气中的烃类、有机质与储集层水中的硫酸盐经高温还原作用而产生硫化氢。

（3）通过地层裂缝等通道，下部地层中硫酸盐层的硫化氢上窜而来。

（4）钻井液中某些处理剂高温热分解及钻井液中细菌的作用都可能产生硫化氢。

另外含硫化物的丝扣油高温下也可能产生硫化氢。

1.3H2S对钻井的危害H2S对钻井的危害主要体现在:①剧毒气体，损害人体健康甚至危及生命。

硫化氢在油气田生产中的危害及防护摘要：通过对硫化氢的物理化学特性、腐蚀机理的分析研究，针对在油气田勘探、开发过程中硫化氢对人员和生产设备的危害，提出了生产现场硫化氢危害的防护措施。

关键词：油气田硫化氢腐蚀防护在油气田勘探、开发过程中，由于硫化氢气体的存在，对现场作业人员、周边群众和生产设备安全造成极大的危险。

最近几年来，在含硫化氢油气田勘探、开发过程中，时常会发生人员中毒的事件，以及生产设备设施腐蚀爆裂刺漏事故。

因此，通过研究硫化氢的物理化学特性、腐蚀机理来杜绝减少硫化氢在油气田勘探、开发过程中的安全隐患，就显得十分重要。

一、硫化氢的物理化学特性硫化氢，分子式H2S，为无色、有“臭皮蛋”气味的有毒气体，熔点：－82.9℃，沸点：－61.8℃，相对密度（空气=1）：1.19，爆炸下限：4.3%，爆炸上限45.5%，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高温能引起燃烧爆炸。

与浓硝酸、发烟硝酸或其它强氧化剂剧烈反应，发生爆炸。

硫化氢比空气重，能在较底处扩散致相当远的地方，遇明火迅速引着回燃。

另外，它易溶于水，易溶于甲醇、乙醇类和石油溶剂以及原油中。

二、硫化氢的危害2.1硫化氢对人员的危害硫化氢是强烈的神经毒物，侵入人体的主要途径是呼吸道、消化道、皮肤。

硫化氢对粘膜有强烈的刺激作用，硫化氢对粘膜的局部刺激作用是由接触湿润黏膜后分解形成的硫化钠以及本身的酸性所引起。

由于人的中枢神经对缺氧最敏感，因而首先受到损害的就是人的中枢神经。

人若吸入硫化氢70～150毫克/立方米/1～2小时,出现呼吸道及眼刺激症状：流泪、眼痛、畏光、视物模糊和流涕、咳嗽、咽喉灼热，吸2～5分钟后嗅觉疲劳,不再闻到臭气，变得麻木；若吸入毫克/立方米/1小时，6～8分钟出现眼急性刺激症状，稍长时间接触引起肺水肿。

吸入760毫克/立方米/15～60分钟，发生肺水肿、支气管炎、肺炎，出现头晕、头痛、恶心、呕吐、晕倒、乏力、意识模糊等症状；若吸入1000毫克/立方米/数秒之内，很快出现急性中毒，突然昏迷，导致呼吸、心跳骤停，发生闪电型死亡。

油田硫化氢腐蚀机理及防护的研究现状及进展【摘要】油田硫化氢的腐蚀不仅对人们的安全造成威胁和损害，而且开发的过程中，亦会对管道、各种油田开采以及地面造成相当程度的破坏，从而导致一些安全事故的发生，因此，有必要加强对油田硫化氢腐蚀机理及防护的研究。

【关键词】油田硫化氢，腐蚀机理，防护，现状，发展一、前言油田硫化氢的腐蚀已经对人们的生活造成了一定程度的破坏，如何对油田进行安全且合理的开采，已成为专业人士所重视的课题。

二、油田硫化氢腐蚀概况油气井开发过程中，从钻杆到套管、油管、井口装置、井下工具、输气管道，都存在不同情况的腐蚀。

研究如何安全高效地防止硫化氢腐蚀成为勘探和开发硫化氢气藏的一个重要课题。

1.对金属的腐蚀在绝大多数油田井腐蚀中，产出液含水量及其组成对腐蚀起着决定性作用。

油田开发初期含水率较低，腐蚀并不严重。

但随着含水率的升高，井下管柱的腐蚀变得日益严重。

2.对水泥环的腐蚀硫化氢能破坏水泥石的所有成分，水泥石所有水化产物都呈碱性，硫化氢与水泥石水化产物反应生成CaS、FeS、Al2S3，硫化氢含量大时生成Ca（HS）2，其中FeS、Al2S3等是没有胶结性的物质。

如果水泥环耐硫化氢腐蚀，则可以阻挡硫化氢对套管的腐蚀。

而溶于潮气中的硫化氢腐蚀性更强。

三、防硫化氢完井工艺现状1.选择耐腐蚀材质井下管柱、井下工具以及井口装置,是油井生产的关键设备,若出现腐蚀破坏会危害油井安全生产,不同腐蚀介质对不同材质的腐蚀程度存在很大差异,为了延长设备的使用寿命,保证生产和作业安全,节约成本,需要合理选择材质。

井口装置、井下工具及完井工具配套设备的材质选用抗硫材质；油套管可选用防硫或既抗硫化氢又抗CO2腐蚀的管材或内衬油管；井下油管柱包括入井工具的连接,丝扣宜采用金属对金属密封扣。

主要还是应根据油井腐蚀环境,确定合适的管材。

但在耐腐蚀的材质选择上还存在一些不足。

井口装置、井下工具及完井工具配套设备的材质选用抗硫材质,如使用35CrMo、13Cr、AISI4140(18-22Cr)等或合金钢;油套管可选用防硫或既抗H2S又抗CO2腐蚀的管材或内衬油管,在管柱结构上,为保证井口安全、减缓套管、油管的腐蚀,一般多采用了封隔器完井。