“恶魔”——硫化氢气体的性质及危害-硫化氢

人类对石油、天然气及地热能源的需要，要钻探高压深井，在这类钻井中就可能钻遇含有硫化氢的地层。目前，我国已开发的油气田不同程度地含有硫化氢气体，甚至有的油田含量极高。如四川局H2S气田约占已开发气田的78.6%，其中卧龙河气田H2S含量高达10%（体积比）；华北油田晋县赵兰庄H2S气田，H2S含量高达92%。H2S气体是仅次于氰化物的剧毒、易致人死亡的有毒气体。一旦H2S气井发生井喷失控，将导致灾难性的悲剧。震惊中外的重庆“12.23”井喷特大事故，由于含H2S天然气的大量溢出，未能及时点火，造成周围居民243人中毒死亡，数千中毒治疗，数万人的大逃亡，其教训是十分沉重而令人心痛的。

那么，在石油勘探过程中，特别是在“三高”地层（高温、高压、高含硫）钻探作业，如何做到安全高效完成能源勘探作业？

H2S是无色、剧毒、酸性气体；有一种令人讨厌的臭鸡蛋味，高浓度会让人瞬间失去嗅觉；(相对空气) 1.176 ，比空气重，因此，极容易聚集在低凹处；当H2S浓度在4.3%—46%时，在空气中形成的混合气体遇火将产生强烈的爆炸；燃烧时产生兰色火焰，并生成危害人眼睛和肺部的SO2 ；H2S易溶于水和油， H2S的溶解度随温度升高溶解度下降；液态H2S的沸点很低，因次我们通常看到的是气态的H2S。

H2S的来源包括1）热作用于油层时，石油中的有机硫化物分解产生H2S；2）石油中的烃类和有机物质通过储集层中水的硫酸盐的高温还原作用而产生H2S；3）通过裂缝等通道，下部地层中硫酸盐层的H2S上窜而来；4）某些钻井液处理剂在高温热分解下产生H2S产生H2S；5）在修井时循环罐和油罐。硫化氢的来源在石油工业的整个流程中都伴随着产生。硫化氢可以以气态的形式存在，也可存在于井内的钻井液中。

硫化氢安全暴露极限毒气的强度等级：描述H2S浓度有两种方式即体积比浓度和重量比浓度。体积比浓度：ppm表示。ppm浓度指百万分比浓度，即：1ppm=1/1000000。重量比浓度：H2S在一立方空气中的重量。单位为：g/m3或mg/m3 。体积比浓度与度重量比浓度之间的换算：1ppm= 1.42g/m3。硫化氢气体的职业性直接暴露的安全归定： (1)阈限值： 几乎所有工作人员长期暴露都不会产生不利影响的某种有毒物质在空气中的最大浓度。硫化氢的阈限值为15mg/m3(10ppm)；二氧化硫的阈限值为5.4mg/m3(2ppm)。（2）安全临界浓度：工作人员在露天安全工作8h可接受的硫化氢最高浓度为30mg/m3 (20ppm)。（3）危险临界浓度：达到此浓度时，对生命和健康会产生不可逆转的或延迟性的影响，硫化氢的危险临界浓度为150mg/m3 (100ppm) 。

硫化氢对人体的危害：1）硫化氢是一种有毒气体，与它接触可以使人从极微弱的不舒适到死亡。（2）H2S气体是仅次于氰化物的剧毒、易致人死亡的有毒气体。它的毒性为一氧化碳的5-6倍。一个人对H2S的敏感性随其与H2S接触次数的增加而减弱，第二次接触就比第一次危险，依次类推。（3）硫化氢被吸入人体，通过呼吸道，经肺部，由血液运送到人体各个器官。首先刺激呼吸道，使嗅觉钝化、咳嗽，严重时将灼伤；眼睛被刺痛，严重时将失明；刺激神经系统，导致头晕、丧失平衡，呼吸困难；心脏加速跳动，严重时心脏缺氧而死亡。（4）H2S进入人体，将与血液中的溶解氧发生反应。当H2S浓度极低时，它被氧化，对人体威胁不大。而H2S浓度较高时，将夺去血液中的氧，使人体器官缺氧而中毒，甚至死亡。