硫化氢防护技术培训讲义（三）六、工作场所中预防硫化氢实际的操作和维护程序（一）防护原则1、阻止硫化氢进入井筒；2、在井筒内及时消除；3、在地面点火燃烧；4、防止人体吸入、接触。
（二）防护方法1、平衡钻井法，将硫化氢控制在地层内；2、化学处理法，将硫化氢消除在井筒内；3、地面导流法，将硫化氢引至安全地带燃烧；4、隔离法，使用防护器具，防止人体吸入硫化氢；5、安全距离法，疏散人群至安全地带。
（三）地质设计1、预告（1）地层压力（2）流体类型（3）含硫地层及其深度（4）预计硫化氢含量2、安全距离油气井井口距（1）高压线及其它永久性设施不小于75m；（2）民宅不小于100m；（3）铁路、高速公路不小于200m；（4）学校、医院和大型油库等人口密集性、高危性场所不小于500m。
3、勘察、评估对井场周边的地形、地貌、气象情况以及居民宅、学校、厂矿（包括开采地下资源的矿业单位）、地下矿井坑道、国防设施、高压电线和水资源等的分布情况的实地勘察，作出地质灾害危险性及环境、安全评估。
4、标注在设计书中标明探井距井口3000m、生产井距井口2000m范围内的居民住宅、学校、医院、厂矿、公路和铁路等的分布位置；并详查距井口500m范围内的居民和其他人员（学校、医院、地方政府、厂矿等）的分布情况。
4、合法地质及工程设计应保证钻井作业全过程符合国家和含硫油气井所在地政府安全生产、环境保护等相应法规的要求。
（四）工程设计1、井控设备、工具和管材当预计储层中天然气的总压等于或大于0.4MPa（60Psia）,而且该气体中硫化氢分压等于或高于0.0003MPa；或硫化氢含量大于75mg/m3（50ppm）时，应使用抗硫井控设备、工具和井用管材。
对含硫油气层上部的非油气矿藏开采层应下套管封住，套管鞋深度应大于开采层底部深度100m以上。
在井下温度高于93℃以深的井段，套管可不考虑其抗硫性能。
2、地下（井筒）安全距离在地下矿产采掘区钻井，井筒与采掘坑道、矿井通道之间的距离不少于100m，套管下深应封住开采层并超过开采层底部深度100m以上。
3、钻井液（1）钻开高含硫地层的设计钻井液密度，其安全附加密度在规定的范围内（油井0.05g/cm3～0.10g/cm3,气井0.07g/cm3～0.15 g/cm3）时应取上限值；或附加井低压力规定的范围内（油井１.5 Mpa ～3.5 Mpa，气井3 Mpa～5 Mpa）时应取上限值。
（2）应储备井筒容积0.5倍～2倍的，密度值大于在用钻井液密度0.1 g/cm3以上钻井液。
（3）应储备满足需要的钻井液加重材料。
（4）应储备足量的除硫剂。
（5）在钻开含硫地层前50m，应将钻井液的pH值调整到9.5以上直至完井。
若采用铝制钻具时，pH值控制在9.5～10.5之间。
（6）不允许在含硫油气地层进行欠平衡钻井。
（五）井场及钻井设备布局1、风向及通风钻井设备的安放位置应考虑当地的主要风向和钻开含硫油气层时的季节风风向。
井场内的发动机、发电机、压缩机、锅炉房等易产生火花的设备、设施及人员集中区域，宜布置在相对井口、放喷管线出口、液气分离器及除气器的排气管线出口、钻井液罐等容易排出或聚集天然气的装置的上风方向。
井场周围应空旷，风能在井场前后或左右方向畅通流动。
钻入含硫油气层前，应将机泵房、循环系统及二层台等处设置的防风护套和其他类似的围布拆除。
寒冷地区在冬季施工时，对保温设施可采取相应的通风措施，以保证工作场所空气流通。
在钻台上、井架底座周围、振动筛、液体罐和其他硫化氢可能聚集的地方应使用防爆通风设备（如鼓风机或风扇），以驱散工作场所弥散的硫化氢。
2、风向标在临时安全区、道路入口处、井架上、值班房等点上安装风向指示器（如风向标、风飘带、风袋、风旗等）。
3、临时安全区井场周围应设置两到三处临时安全区，一个位于当地季节风的上风方向处，其余与之成900～1200分布。
4、设备安全距离发电房距井口30m以上，锅炉房距井口50m以上；储油罐应摆放在距井口30m以上、距发电房20m以上的安全位置。
5、挂牌对可能遇有硫化氢的作业井场应有明显、清晰的警示标志（1）井处于受控状态，但存在对生命健康的潜在或可能的危险[硫化氢浓度小于15mg/m3（10pm）]，应挂绿牌；（2）对生命健康有影响[硫化氢浓度15mg/m3（10ppm）～30mg/m3（20ppm）]应挂黄牌；（3）对生命健康有威胁[硫化氢浓度大于或可能大于30mg/m3（20ppm）]，应挂红牌。
（六）井控装置和井用管材的特殊要求1、井控装置（1）钻开含硫油气层前在井口安装剪切闸板防喷器直至完井或原钻机试油结束。
（2）放喷管线至少应接两条，其夹角为90º～180º，保证当风向改变时至少有一条能安全使用；管线出口应接至距井口100m以远的安全地带。
（3）防喷器大修时，若进行了焊接、补焊、堆焊等工艺，则应在其后做大于620ºC的高温回火处理。
2、井用管材（1）管材应使用经测试证明适合用于硫化氢环境的材料。
（2）应选用规格化并经回火的较低强度的管材（例如J55或L-80油管，E级和X级的钻杆。
（3）对于高压646.25Mpa (95000psia)屈服强度的管材，应淬火和回火。
（4）在没有使用特种钻井液的情况下，高强度的管材（例如P110油管和S135钻杆）不应用于含硫化氢的环境。
（5）钢材，尤其是钻杆，其使用拉应力需控制在钢材屈服强度的60%以下。
（七）硫化氢的监测及人身安全防护1、所有参与含硫油气井钻井作业的人员上岗前应接受硫化氢防护技术培训，经考核合格后持证上岗。
2、作业区应配备满足要求的正压式空气呼吸器、充气泵、可燃气体监测报警仪、便携式硫化氢监测报警仪、固定式硫化氢监测报警仪；二氧化硫在大气中的含量超过5.4mg/m3（2ppm）（例如在产生二氧化硫的燃烧或其它操作期间），应在现场配备便携式二氧化硫监测仪或带有监测管的比色指示监测器。
3、当硫化氢的浓度可能超过在用的监测仪的量程时，应在现场准备一个量程达1500mg/m3（1000ppm）的监测仪器。
长庆油田钻井井控实施细则要求一级风险天然气井（“三高”区块井、甩开区域探井、欠平衡井）应配备：1套固定式多功能气体检测仪。
5台便携式复合气体监测仪。
1台高压呼吸空气压缩机。
当班生产人员每人应配备1套正压式空气呼吸器。
并配备一定数量的正压式空气呼吸器作为公用。
二级风险天然气井（一级风险区以外的气井）应配备1套固定式多功能气体检测仪。
3台便携式复合气体监测仪。
1台高压呼吸空气压缩机。
当班生产人员每人应配备1套正压式空气呼吸器。
其它风险井应配备：2台便携式复合气体监测仪。
1台高压呼吸空气压缩机。
6套正压式空气呼吸器。
4、值班干部、当班司钻、副司钻和“坐岗”人员应佩戴便携式硫化氢监测报警仪；固定式硫化氢监测仪应在司钻或操作员位置、方井、振动筛、井场工作室等地方设置探头，并能同时发出声光报警。
5、硫化氢防护器具应存放在清洁卫生和便于快速取用的地方，并对其采取防损坏、污染、灰尘和高温的保护措施。
6、硫化氢监测报警仪设置（1）第一级报警值应设置在阈限值［硫化氢含量15mg/m3（10ppm）］，达到此浓度时启动报警，提示现场作业人员硫化氢的浓度超过阈限值，应采取相应的措施。
（2）第二级报警值应设置在安全临界浓度［硫化氢含量30mg/m3（20ppm）］，达到此浓度时，现场作业人员应佩戴正压式空气呼吸器，并采取相应的措施。
（3）第三级报警值应设置在危险临界浓度［硫化氢含量150mg/m3（100ppm）］，报警信号应与二级报警信号有明显区别，警示立即组织现场人员撤离，并采取相应的措施。
7、防喷演习作业班除进行常规防喷演习外，还应佩带硫化氢防护器具进行防喷演习；防护器具每次使用后对其所有部件的完好性和安全性进行检查；在硫化氢环境中使用过的防护器具还应进行全面的清洁和消毒。
8、来访者和其他非定期派遣人员的防护（1）在进入危险区之前，应向来访者和其它非定期派遣的人员简要介绍有关出口路线、临时安全区位置、适用的警报信号和在紧急情况下的响应方法和个人防护设备的使用；（2）只有在受过培训的人员随同下，才允许进入作业区；（3）在紧急情况下，应立即撤离这些人员。
9、进入含硫油气层后，每天白班开始工作前应检查下述项目：（1）指定的临时安全区是否在风向指示器指示的上风方向；（2）硫化氢监测报警仪的功能是否正常；（3）硫化氢防护器具的存放位置、数量和相关参数是否符合规定；（4）消防设备的布置；（5）急救药箱和氧气瓶。
10、若遇硫化氢溢出地面（嗅到较浓的臭蛋气味）身边又无防护器具时，可用湿毛巾或湿衣物等捂住口鼻，迅速离开危险区域。
11、在硫化氢含量超过安全临界浓度［硫化氢含量30mg/m3（20ppm）］的污染区执行任务时，宜组织工作梯队，佩戴正压式空气呼吸器，并派专人监护，同时应有接受过救护技术培训的值班救护人员和备有必要的救护设备。
12、钻开含硫油气层前和在含硫油气层中钻进，应及时向当地政府通报井上的井控安全状况。
13、根据井场安全状态按SY/T 5087中的要求分别挂出绿、黄、红牌；当空气中硫化氢浓度超过安全临界浓度［硫化氢含量30mg/m3（20ppm）］时，关闭井场入口处的大门，并派人巡逻，同时挂出写有“危险：硫化氢—H2S”字样的危险标牌。
14、硫化氢与空气混合后浓度达到4.3％～46％、天然气与空气混合后浓度达到5％～15％时都将形成一种遇火产生爆炸的混合物，应采取如下防范措施(1)柴油机排气管无破漏和积炭，并有冷却防火装置，出口与井口相距15m以上，不朝向油罐；(2)在钻台上下、振动筛等硫化氢易聚积的地方应安装防爆通风设备；(3)严格控制井场内动火，若需动火，应按SY/T 5858中的相应规定执行；(4)进入井场的车辆应距井口25m以远，排气管加装防火罩。
15、钻井队在实施井控作业中放喷时，通过放喷管线放出的含硫油气应点火烧掉。
16、放喷点火可用固定点火装置或移动点火器具点火；若使用移动点火器具点火，点火人员应佩带防护器具，并在上风方向距离火口10m外点火。
（八）钻井安全作业1、钻开含硫油气层前的准备（特殊）工作（1）建立预警预报制度，对含硫油气层及时做出地质预报。
(2)在进入油气层前50m，将钻井液的pH值调整到9.5～11之间直至完井；若采用铝合金钻具时，pH值控制在9.5～10.5之间。
(3)对高含硫油气层，在钻开前二天到完井或原钻机试油结束期间，应撤离距井口500m范围内的居民。
2、含硫油气处理(1)油气层钻进中随岩屑返出地面的含硫油气应及时处理并按指定地点排放，不允许将未经处理的含硫油气乱排乱放而造成环境污染。
(2)若钻井液中所含硫化氢散发到空气中的浓度超过安全临界浓度［30mg/m3（20ppm）］或钻井液中硫化氢的含量超过50mg/m3（33.3ppm），应停止钻进，并在钻井液中添加除硫剂；若非井下溢流引起，则循环钻井液利用液气分离器或除气器进行脱气。
