侯有祥

摘要：勝利油田新疆勘探開發(fā)中心春光油田在開發(fā)一年后，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)有H₂S氣體的存在，給現(xiàn)場(chǎng)留下了較大的安全隱患，文章為此研究了H₂S的產(chǎn)生機(jī)理、對(duì)人體的危害方式、防護(hù)和應(yīng)急措施。通過研究發(fā)現(xiàn)，單井和聯(lián)合站檢測(cè)到的H₂S氣體，不是來源于原油而是來自于地層污水。

關(guān)鍵詞：H₂S氣體；硫化氫；油田伴生氣體

中圖分類號(hào)：TE991文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）06-0052-02

一、H₂S的產(chǎn)生機(jī)理

研究成果表明：自然界中存在的H₂S氣體，主要由硫酸鹽經(jīng)微生物的厭氧活動(dòng)還原產(chǎn)生。石油的有機(jī)成因說表明，石油的原料是生物的尸體。生物遺體沉降于海底或湖底并被淤泥覆蓋之后，在高溫高壓和無氧的情況下，形成碳?xì)浠衔?。與此同時(shí)，動(dòng)植物尸體在微生物作用下產(chǎn)生硫酸鹽。

根據(jù)我油田對(duì)原油進(jìn)行取樣分析數(shù)據(jù)顯示在原油伴生氣中未檢測(cè)到H₂S的存在，數(shù)據(jù)表明單井和聯(lián)合站檢測(cè)到的H₂S氣體，不是來源于原油。那么，單井和聯(lián)合站檢測(cè)到的H₂S氣體究竟從哪里來的呢？

經(jīng)各井取樣油田水分析，油田地層水中含有可溶性的硫酸鹽，SO42-的存在表明了地層水中溶解了硫酸鹽。在生油層中，產(chǎn)生的原油以分散的油滴形式存在，硫酸鹽溶入地層水中。在漫長(zhǎng)的地質(zhì)運(yùn)移過程中，原油和可溶性的硫酸鹽都運(yùn)移到油藏圈閉中。

有研究成果表明：H₂S氣體主要由硫酸鹽經(jīng)微生物的厭氧活動(dòng)還原產(chǎn)生。硫的氣體化合物，在酸性環(huán)境下，主要以H₂S的形式存在，而在堿性環(huán)境下，【H₂S＝H+＋HS-】則以HS-的形式存在。在PH≥9時(shí)，99%的H₂S以HS-的形式存在，毒性?。划?dāng)PH≤5時(shí)，99%均以H₂S的形式存在，毒性大。

在油井井下，是沒有氧氣的，微生物的厭氧活動(dòng)相當(dāng)活躍，硫酸鹽被還原，產(chǎn)生H₂S氣體。而地層水分析數(shù)據(jù)表明，地層水的PH＝6，顯酸性，因而在井口和聯(lián)合站均檢測(cè)到有H₂S氣體的存在。

二、H₂S對(duì)人體的危害方式

（一）硫化氫的性質(zhì)

H₂S是無色氣體，具有臭蛋氣味，式量34.08，是一種大氣污染物。密度1.539 g/L，熔點(diǎn)-85.5℃，沸點(diǎn)-60.7℃。易溶于水，亦易溶于醇類、石油溶劑和原油中。可燃上限為45.5%，下限為4.3%。燃點(diǎn)292℃。H₂S可用來分離和鑒定金屬離子、精制鹽酸和硫酸（除去重金屬離子），以及制備元素硫等。它是一種好的還原劑。

溶于水形成弱酸性，對(duì)金屬會(huì)產(chǎn)生氫脆破壞。氫脆破壞往往會(huì)造成井下管束的突然斷落、地面管匯和儀表的爆破、使得井口裝置破壞，甚至發(fā)生嚴(yán)重的井噴失控或者著火事故。H₂S能加速非金屬材料的老化，使地面設(shè)備、井口裝置、井下工具中有橡膠、浸油石墨、石棉等非金屬材料制作的封件失效。

（二）硫化氫對(duì)人體的危害

對(duì)人的危害主要是經(jīng)呼吸道吸收?？沙霈F(xiàn)流淚、眼痛、眼內(nèi)異物感、畏光、視物模糊、流涕、咽喉部灼熱感、咽干、咳嗽、胸悶、頭痛、頭暈、乏力、惡心、意識(shí)模糊，部分患者可有心臟損害。重癥者可出現(xiàn)腦水腫或肺水腫。極高濃度(1000mg/m3以上)時(shí)可在數(shù)秒鐘內(nèi)突然昏迷、呼吸驟停，很快出現(xiàn)急性中毒，呼吸加快后呼吸麻痹而死亡。硫化氫對(duì)粘膜的局部刺激作用系由接觸濕潤(rùn)粘膜后分解形成的硫化鈉以及本身的酸性所引起。對(duì)機(jī)體的全身作用為硫化氫與機(jī)體的細(xì)胞色素氧化酶及這類酶中的二硫鍵(-S-S-)作用后，影響細(xì)胞色素氧化過程，阻斷細(xì)胞內(nèi)呼吸，導(dǎo)致全身性缺氧，由于中樞神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)缺氧最敏感，因而首先受到損害。但硫化氫作用于血紅蛋白，產(chǎn)生硫化血紅蛋白而引起化學(xué)窒息，是主要的發(fā)病機(jī)理。急性中毒早期，腦組織細(xì)胞色素氧化酶的活性即受到抑制，谷胱甘肽含量增高，乙酰膽堿酯酶活性未見變化。

急性中毒均由呼吸道吸入所致。H₂S 進(jìn)入人體后，在一定的劑量范圍內(nèi)，小部分可以原形或隨呼出氣排出，大部分則被氧化生成無毒的硫化物、硫代硫酸鈉及硫酸鹽等排出體外，在體內(nèi)無蓄積作用。對(duì)機(jī)體產(chǎn)生危害的是來不及代謝和排出的游離H₂S，它進(jìn)入血液的可先與高鐵血紅蛋白結(jié)合形成硫化高鐵血紅蛋白，過量的未能結(jié)合的H₂S，即隨血液進(jìn)入組織細(xì)胞，發(fā)揮致毒作用。如吸入H₂S濃度甚高時(shí)，強(qiáng)烈刺激頸動(dòng)脈竇，反射性地引起呼吸停止；也可直接麻痹呼吸中樞而立即引起窒息造成閃電式中毒死亡。

三、H₂S的防護(hù)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)硫化氫采取了以下幾種有效的防護(hù)措施：

1．定期檢測(cè)各井站H₂S含量，對(duì)于超標(biāo)井站重點(diǎn)防護(hù)，杜絕安全事故發(fā)生。

2．制定防H₂S應(yīng)急預(yù)案，定期進(jìn)行硫化氫安全預(yù)防演練，提高員工在事故發(fā)生時(shí)的應(yīng)急能力。

3．加強(qiáng)職工業(yè)務(wù)技能培訓(xùn)，提高員工操作技能，減少操作失誤，提高員工安全防護(hù)意識(shí)。

4．加強(qiáng)設(shè)備管理，定期進(jìn)行設(shè)備檢查維護(hù)保養(yǎng)，杜絕設(shè)備運(yùn)行介質(zhì)泄漏，從而杜絕H₂S氣體的泄漏。

5．作業(yè)時(shí)背帶正壓式呼吸氣和H₂S檢測(cè)儀進(jìn)行操作檢測(cè)。

6．在井口、放油口、罐口等H₂S可能存在的部位，施工作業(yè)時(shí)，人員應(yīng)站在上風(fēng)口作業(yè)。

四、應(yīng)急預(yù)案

針對(duì)在生產(chǎn)井單井以及聯(lián)合站出現(xiàn)的容易發(fā)生安全事故的H₂S氣體建立了應(yīng)急預(yù)案，主要措施如下：

1．現(xiàn)場(chǎng)急救應(yīng)立即將患者沿上風(fēng)方向拖離現(xiàn)場(chǎng)，移至空氣新鮮處，吸氧。呼吸停止者行人工呼吸，應(yīng)用呼吸興奮劑，保暖。在施行口對(duì)口人工呼吸時(shí)施行者應(yīng)防止吸入患者的呼出氣或衣服內(nèi)逸出的硫化氫，以免發(fā)生二次中毒。

2．解毒處理亞甲藍(lán)10mg/（kg.次），加入50%葡萄糖液中靜脈注射，可將血紅蛋白氧化為高鐵血紅蛋白，使之與H₂S結(jié)合，減少其對(duì)細(xì)胞呼吸的毒性作用。然后再注射10%硫代硫酸鈉20～40ml，同時(shí)靜注高滲葡萄糖及維生素C幫助高鐵血紅蛋白還原；也可口服鐵劑，以提高血液的攜氧能力，促使H₂S氧化解毒。

3．措施2在理論上有一定依據(jù)，但在臨床療效并不顯著，故并非常規(guī)應(yīng)用。但使用細(xì)胞色素C可糾正細(xì)胞呼吸障礙，可用30 mg加入10%葡萄糖液中靜注（用前做進(jìn)敏試驗(yàn)），每日2～3次。

五、結(jié)論和建議

1．春光油田所產(chǎn)原油中不存在H₂S氣體。

2．春光油田所產(chǎn)的地層水中含有可溶性的硫酸鹽。

3．在微生物的厭氧活動(dòng)下，可溶性的硫酸鹽被還原產(chǎn)生H₂S氣體。

4．在堿性環(huán)境下，【H₂S＝H+＋HS-】以HS-的形式存在。在PH≥9時(shí)，99%的H₂S以HS-的形式存在，毒性?。划?dāng)PH≤5時(shí)，99%均以H₂S的形式存在，毒性大。

5．在對(duì)硫化氫防護(hù)研究的基礎(chǔ)上，制定出了有效的防護(hù)措施和應(yīng)急預(yù)案，兩年來未發(fā)生H₂S氣體中毒事故，取得了安全生產(chǎn)的好成績(jī)。