硫化氢防护PPT优秀课件

《硫化氢防护PPT优秀课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《硫化氢防护PPT优秀课件（79页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、1硫化氢硫化氢(H(H2 2S)S)防护防护2 主主 要要 内内 容容概述概述第一节第一节 H H2 2S S的来源的来源第二节第二节 H H2 2S S的性质及对人体的危害的性质及对人体的危害第三节第三节 H H2 2S S中毒的早期抢救措施与护理中毒的早期抢救措施与护理第四节第四节 H H2 2S S对金属材料的腐蚀对金属材料的腐蚀 第五节第五节 H H2 2S S对非金属材料和钻井液的影响对非金属材料和钻井液的影响 第六节第六节 H H2 2S S腐蚀的防治措施腐蚀的防治措施第七节第七节 含硫油气田钻采作业中的安全问题含硫油气田钻采作业中的安全问题第八节第八节 H H2 2S S监测仪器

2、与防护器具监测仪器与防护器具3概概 述述 我国现已开发的油气田不同程度地含有我国现已开发的油气田不同程度地含有H H2 2S S气体，如四川局含气体，如四川局含H H2 2S S气田约占已开发气田的气田约占已开发气田的78.6%78.6%，其中卧龙河气田，其中卧龙河气田H H2 2S S含量高达含量高达10%10%（体积（体积比），华北赵兰庄气田比），华北赵兰庄气田H H2 2S S含量高达含量高达92%92%。H H2 2S S是仅次于氰化物的剧毒气体。一旦是仅次于氰化物的剧毒气体。一旦H H2 2S S气气井发生井喷失控事故，将导致灾难性的悲剧。如井发生井喷失控事故，将导致灾难性的悲剧。如

3、华北油田的赵华北油田的赵4848井井喷失控，喷出大量纯井井喷失控，喷出大量纯H H2 2S S气气体，造成体，造成6 6人死亡、数人中毒、人死亡、数人中毒、2020余万人大逃亡；余万人大逃亡；四川的垫四川的垫2525井井喷失控，井井喷失控，H H2 2S S气体迫使方圆数公气体迫使方圆数公里范围内的百姓弃家逃难。里范围内的百姓弃家逃难。H H2 2S S气体不仅严重威气体不仅严重威胁人们的生命安全，污染环境，同时对金属设备、胁人们的生命安全，污染环境，同时对金属设备、工具也将造成严重的腐蚀破坏。工具也将造成严重的腐蚀破坏。4第一节第一节 H H2 2S S的来源的来源 H H2 2S S是硫和

4、氢结合而成的气体。硫和氢都存是硫和氢结合而成的气体。硫和氢都存在于动植物的机体中，在高温、高压及细菌作用在于动植物的机体中，在高温、高压及细菌作用下，经分解可产生下，经分解可产生H H2 2S S。油气井。油气井H H2 2S S主要来源于以主要来源于以下几个方面：下几个方面：1.1.热作用于油气层时，油气中的有机硫化物热作用于油气层时，油气中的有机硫化物分解，产生出分解，产生出H H2 2S S；2.2.石油中的烃类和有机质通过储集层水中的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硫酸盐的高温还原作用而产生H H2 2S S；3.3.通过裂缝等通道，下部地层中硫酸盐层的通

5、过裂缝等通道，下部地层中硫酸盐层的H H2 2S S上窜而来。上窜而来。H H2 2S S气田在区域分布上，多存在于碳酸盐岩气田在区域分布上，多存在于碳酸盐岩-蒸发岩地层中，其含量随地层埋深增加而增大。蒸发岩地层中，其含量随地层埋深增加而增大。5 根据天然气中根据天然气中H H2 2S S含量，将气藏划分为五类：含量，将气藏划分为五类：序序 类别类别 H H2 2S S含量含量(体积比体积比)1 1 无硫气藏无硫气藏 0.0014%0.0014%2 2 低含硫气藏低含硫气藏 0.0014-0.3%0.0014-0.3%3 3 含硫气藏含硫气藏 0.3-1.0%0.3-1.0%4 4 中含硫气藏

6、中含硫气藏 1.0-5.0%1.0-5.0%5 5 高含硫气藏高含硫气藏 5.0%5.0%H H2 2S S浓度概念：浓度概念：描述描述H H2 2S S浓度有两种方式，即体积比浓度和浓度有两种方式，即体积比浓度和重量比浓度。重量比浓度。体积比浓度指体积比浓度指H H2 2S S在空气中的体积比，常用在空气中的体积比，常用ppmppm表示表示(百万分比浓度百万分比浓度)，即，即1ppm=1/10000001ppm=1/1000000；重量比浓度指重量比浓度指H H2 2S S在一立方空气中的重量，在一立方空气中的重量，常用常用mg/mmg/m3 3表示。表示。6第二节第二节 H H2 2S S

7、的性质及对人体的危害的性质及对人体的危害一、硫化氢的物理化学性质一、硫化氢的物理化学性质 H H2 2S S是一种无色、剧毒、强酸性气体。低浓是一种无色、剧毒、强酸性气体。低浓度的度的H H2 2S S气体有臭蛋味，甚至在浓度气体有臭蛋味，甚至在浓度0.13ppm0.13ppm的情的情况下都可闻到它的臭味；但其浓度高于况下都可闻到它的臭味；但其浓度高于4.6ppm4.6ppm时，时，由于其对人的嗅神经末梢的麻痹作用，人反而对由于其对人的嗅神经末梢的麻痹作用，人反而对其臭味反应减弱，甚至完全闻不出来。其臭味反应减弱，甚至完全闻不出来。硫化氢对空气的相对密度为硫化氢对空气的相对密度为1.1761.

8、176，较空气，较空气重，它容易聚集在地势低下、空气不流通的地方，重，它容易聚集在地势低下、空气不流通的地方，如钻台下、方井（或圆井）中以及机房与循环池如钻台下、方井（或圆井）中以及机房与循环池之间。之间。H H2 2S S易溶于水，又易以溶解状态变成游离易溶于水，又易以溶解状态变成游离状态。状态。7 硫化氢燃点为硫化氢燃点为250250，燃烧时呈兰色火焰，燃烧时呈兰色火焰，产生有毒的二氧化硫。硫化氢与空气混合浓度达产生有毒的二氧化硫。硫化氢与空气混合浓度达4.34.34646时就形成一种遇火将产生爆炸的混合时就形成一种遇火将产生爆炸的混合物。物。人对不同浓度的人对不同浓度的H H2 2S S

9、，其感觉程度可分成：，其感觉程度可分成：1.1.浓度为浓度为1.41.42.3mg/m2.3mg/m3 3时，可以闻到其臭时，可以闻到其臭味；味；2.2.浓度为浓度为3.33.34.6mg/m4.6mg/m3 3时，臭味很大，但时，臭味很大，但对闻惯了对闻惯了H H2 2S S的人来说，并不会感到难受；的人来说，并不会感到难受；3.3.浓度在浓度在7 711mg/m11mg/m3 3时时,即使已经习惯即使已经习惯H H2 2S S气气味的人也会感到难受；味的人也会感到难受；4.4.浓度为浓度为280280400mg/m400mg/m3 3时，气味与低浓度时，气味与低浓度时一样不大，也不那么臭。

10、时一样不大，也不那么臭。8二、硫化氢对人体的危害二、硫化氢对人体的危害 危害的生理过程：危害的生理过程：H H2 2S S被吸入人体，通过呼吸道，经肺部，由被吸入人体，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，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；心脏跳动加速，严重时心脏缺平衡，呼吸困难；心脏跳动加速，严重时心脏缺氧而死亡。氧而死亡。H H2 2S S进入人体，将与血液中的溶解氧发生化进

11、入人体，将与血液中的溶解氧发生化学反应。当学反应。当H H2 2S S浓度极低时，它将被氧化，对人浓度极低时，它将被氧化，对人体威胁不大；而体威胁不大；而H H2 2S S浓度较高时，将夺去血液中浓度较高时，将夺去血液中的氧，使人体器官缺氧而中毒，甚至死亡。主要的氧，使人体器官缺氧而中毒，甚至死亡。主要危害在于对中枢神经、血液氧化过程的毒性。危害在于对中枢神经、血液氧化过程的毒性。9 少量的少量的H H2 2S S会压迫中枢神经系统；中等浓度会压迫中枢神经系统；中等浓度H H2 2S S会刺激神经；高浓度会刺激神经；高浓度H H2 2S S则会引起神经麻痹，则会引起神经麻痹，特别会引起呼吸中枢

12、和血管中枢神经的麻痹。特别会引起呼吸中枢和血管中枢神经的麻痹。H H2 2S S对血液的作用最初是红血球数量升高然对血液的作用最初是红血球数量升高然后下降，血红蛋白的含量下降，血液的凝固性和后下降，血红蛋白的含量下降，血液的凝固性和粘度上升。粘度上升。H H2 2S S使血液中氧气的饱和能力降低，使血液中氧气的饱和能力降低，在在H H2 2S S慢性中毒中，血红蛋白对氧气的呼吸能力慢性中毒中，血红蛋白对氧气的呼吸能力降低降低80%80%，在急性中毒时降低到，在急性中毒时降低到15%15%。H H2 2S S急性中毒后，会引起肺炎、肺水肿、脑急性中毒后，会引起肺炎、肺水肿、脑膜炎和脑炎等疾病。人

13、经膜炎和脑炎等疾病。人经H H2 2S S中毒后，对其敏感中毒后，对其敏感性提高，如人肺受性提高，如人肺受H H2 2S S中毒后，即使空气中中毒后，即使空气中H H2 2S S浓浓度较低时，也会引起新的中毒。度较低时，也会引起新的中毒。10 中毒症状：中毒症状：1.1.急性中毒急性中毒 吸入高浓度的吸入高浓度的H H2 2S S气体会导致气喘，脸色苍气体会导致气喘，脸色苍白，肌肉痉挛；当白，肌肉痉挛；当H H2 2S S浓度大于浓度大于700ppm700ppm时，人很时，人很快失去知觉，几秒钟后就会窒息，呼吸和心脏停快失去知觉，几秒钟后就会窒息，呼吸和心脏停止工作，如果未及时抢救，会迅速死亡

14、。而当止工作，如果未及时抢救，会迅速死亡。而当H H2 2S S浓度大于浓度大于2000ppm2000ppm时，人体只需吸一口气，就时，人体只需吸一口气，就很难抢救而立即死亡。很难抢救而立即死亡。2.2.慢性中毒慢性中毒 人体暴露在低浓度人体暴露在低浓度H H2 2S S环境环境(如如50-100ppm)50-100ppm)下，下，将会慢性中毒，症状是：头痛、晕眩、兴奋、恶将会慢性中毒，症状是：头痛、晕眩、兴奋、恶心、口干、昏睡、眼睛剧痛、连续咳嗽、胸闷及心、口干、昏睡、眼睛剧痛、连续咳嗽、胸闷及皮肤过敏等。长时间在低浓度皮肤过敏等。长时间在低浓度H H2 2S S条件下工作，条件下工作，11

15、也可能造成人员窒息死亡。当人受也可能造成人员窒息死亡。当人受H H2 2S S伤害时，伤害时，往往神智不清、肌肉痉挛、僵硬，随之重重的往往神智不清、肌肉痉挛、僵硬，随之重重的摔倒、碰伤和摔死。摔倒、碰伤和摔死。石油天然气行业标准石油天然气行业标准SY/T5087-2003SY/T5087-2003含硫含硫油气井安全钻井推荐作法油气井安全钻井推荐作法规定：工作人员可规定：工作人员可在露天安全工作在露天安全工作8 8小时小时,而对身体无损害的安全而对身体无损害的安全临界浓度为临界浓度为20mg/m20mg/m3 3(约约13ppm)13ppm)。12 H H2 2S S的毒性较一氧化碳大五的毒性较

16、一氧化碳大五六倍，几乎与六倍，几乎与氰化氢同样剧毒氰化氢同样剧毒，不同浓度的不同浓度的H H2 2S S对人体的危害：对人体的危害：硫化氢浓度硫化氢浓度 百分比百分比 mg/mmg/m3 3 人人 体体 中中 毒毒 情情 况况 0.001 15 0.001 15 0.002 20 0.002 20 0.01 150 0.01 150 0.02 300 0.02 300 0.05 750 0.05 750 0.07 1050 0.07 1050 0.10 1500 0.10 1500可嗅到一种明显的和讨厌的臭蛋气味可嗅到一种明显的和讨厌的臭蛋气味可在露天安全工作小时可在露天安全工作小时3 315

17、15分钟可抑制嗅觉能刺痛眼和喉道分钟可抑制嗅觉能刺痛眼和喉道很短时间内就抑制嗅觉，刺痛眼和喉道很短时间内就抑制嗅觉，刺痛眼和喉道人发晕，几分钟内停止呼吸需立即作人工呼吸人发晕，几分钟内停止呼吸需立即作人工呼吸很快就不省人事，若不作人工呼吸将导致死亡很快就不省人事，若不作人工呼吸将导致死亡立即不省人事，几分钟内死亡立即不省人事，几分钟内死亡13第三节第三节 H H2 2S S中毒的早期抢救措施与护理中毒的早期抢救措施与护理 硫化氢含量高导致中毒者停止呼吸和心跳时，硫化氢含量高导致中毒者停止呼吸和心跳时，应立即采取措施进行抢救。应立即采取措施进行抢救。一、一、H H2 2S S中毒的早期抢救中毒的

18、早期抢救 1.1.把中毒者从硫化氢分布的现场抬到空气新把中毒者从硫化氢分布的现场抬到空气新鲜的地方；鲜的地方；2.2.如果中毒者没有停止呼吸，保持中毒者处如果中毒者没有停止呼吸，保持中毒者处于休息状态，有条件的可给予输氧，并保持中毒于休息状态，有条件的可给予输氧，并保持中毒者的体温；者的体温；3.3.如果中毒者已经停止呼吸和心跳，应立即如果中毒者已经停止呼吸和心跳，应立即不停地进行人工呼吸和胸外心脏按压，有条件的不停地进行人工呼吸和胸外心脏按压，有条件的可使用回生器（又叫恢复正常呼吸器）代替人工可使用回生器（又叫恢复正常呼吸器）代替人工呼吸。呼吸。14二、护理注意事项二、护理注意事项 1.1.

19、若中毒者转移到新鲜空气区后能立即恢若中毒者转移到新鲜空气区后能立即恢复正常呼吸，可认为已迅速恢复正常；复正常呼吸，可认为已迅速恢复正常；2.2.当呼吸和心跳完全恢复后，可给中毒者当呼吸和心跳完全恢复后，可给中毒者喂些兴奋性饮料喂些兴奋性饮料(如浓咖啡如浓咖啡)；3.3.如果眼睛受到轻微损害，可用清水清洗，如果眼睛受到轻微损害，可用清水清洗，也可进行冷敷；也可进行冷敷；4.4.若轻微中毒，中毒者经若轻微中毒，中毒者经1 1至至2 2天休息后，天休息后，可继续工作。可继续工作。15第四节第四节 H H2 2S S对金属材料的腐蚀对金属材料的腐蚀 H H2 2S S溶解在水中形成弱酸（在溶解在水中形

20、成弱酸（在76mm76mm汞柱即汞柱即10.13kPa3010.13kPa30时约为时约为3000mg/L)3000mg/L)，对金属的腐蚀，对金属的腐蚀形式有电化学腐蚀、氢脆和硫化物应力腐蚀开裂，形式有电化学腐蚀、氢脆和硫化物应力腐蚀开裂，以后两者为主一般统称为氢脆破坏。以后两者为主一般统称为氢脆破坏。一、硫化氢电化学腐蚀机理一、硫化氢电化学腐蚀机理 1.1.硫化氢溶在水中按下式分步离解：硫化氢溶在水中按下式分步离解：H H2 2SHSSHS-+H+H+S S2-2-+2H+2H+反应平衡式向左或向右取决于溶液的反应平衡式向左或向右取决于溶液的PHPH值，值，在中性和碱性介质中含硫氢离子最多

21、，在酸性介在中性和碱性介质中含硫氢离子最多，在酸性介质中含分子硫化氢最多（见图质中含分子硫化氢最多（见图1 1）。）。H H2 2S S在溶液中在溶液中的饱和度随温度升高而降低，随压力增大而增加。的饱和度随温度升高而降低，随压力增大而增加。16从图中可看出：从图中可看出：当当PHPH在在3 36 6时，时，H H2 2S S几乎完全以分子形式存几乎完全以分子形式存在在,而在而在6 69 9之间则有硫化氢分子与之间则有硫化氢分子与HSHS-和和S S2-2-共存。共存。PHPH值高时，硫化氢分子转为离子态硫化物，值高时，硫化氢分子转为离子态硫化物，它对人体无直接危害。若它对人体无直接危害。若PH

22、PH值下降，硫化物离子值下降，硫化物离子则还原成则还原成H H2 2S S分子造成严重问题。分子造成严重问题。分子所占比例分子所占比例离子所占比例离子所占比例百分比百分比17 2.H 2.H2 2S S对金属的腐蚀是氢去极化过程对金属的腐蚀是氢去极化过程,反应式反应式如下：如下：FeFe2eFe2eFe2+2+（阳极反应）（阳极反应）2H2H+2eH+2eH2 2 （阴极反应）（阴极反应）FeFe2+2+与与H H2 2S S反应反应 XFeXFe2+2+YH+YH2 2SFeSFex xS Sy y+2YH+2YH+上述反应式简化表述了上述反应式简化表述了H H2 2S S对金属材料的电对金

23、属材料的电化学腐蚀机理，而实际腐蚀机理要复杂得多。化学腐蚀机理，而实际腐蚀机理要复杂得多。FeFex xS Sy y表示各种硫化铁通式，是一种疏松的表示各种硫化铁通式，是一种疏松的物质。硫化铁对于铁和钢是阴极，与之形成的物质。硫化铁对于铁和钢是阴极，与之形成的电位差可达电位差可达0.20.20.4V0.4V，电化学腐蚀使钢材表面，电化学腐蚀使钢材表面产生蚀坑、斑点和大面脱落，造成设备变薄、产生蚀坑、斑点和大面脱落，造成设备变薄、穿孔、强度减弱等现象，甚至造成破坏。穿孔、强度减弱等现象，甚至造成破坏。18 硫化氢的电化学严重腐蚀程度与水溶液中硫硫化氢的电化学严重腐蚀程度与水溶液中硫化氢的浓度之间

24、的关系见图化氢的浓度之间的关系见图2 2。曲线表明。曲线表明H H2 2S S超过超过一定值时，腐蚀速度下降（由于金属材料表面形一定值时，腐蚀速度下降（由于金属材料表面形成硫化铁保护膜）。成硫化铁保护膜）。19二、细菌对硫化氢腐蚀的影响二、细菌对硫化氢腐蚀的影响 危害最大的是硫酸盐还原菌和硫菌，危害最大的是硫酸盐还原菌和硫菌，80%80%生生产井的设备腐蚀都与硫酸盐还原菌有关。细菌产井的设备腐蚀都与硫酸盐还原菌有关。细菌腐蚀易发生在积水的设备、管柱部位腐蚀易发生在积水的设备、管柱部位,如容器、如容器、油井套管柱、冷却冷凝设备底部等。硫酸盐还油井套管柱、冷却冷凝设备底部等。硫酸盐还原菌不断氧化水

25、中的分子氢，从而使亚硫酸盐原菌不断氧化水中的分子氢，从而使亚硫酸盐和硫酸盐转变成硫化氢：和硫酸盐转变成硫化氢：2H2H+SO+SO4 42-2-+4H+4H2 2HH2 2S+4HS+4H2 2O O 铁在介质中仅有硫化氢时的腐蚀速度为铁在介质中仅有硫化氢时的腐蚀速度为0.3 0.3 0.5mm/a0.5mm/a，由于硫酸盐还原菌的存在会加，由于硫酸盐还原菌的存在会加剧油气田设备、管材的腐蚀。剧油气田设备、管材的腐蚀。20三、氢脆和硫化物应力腐蚀开裂三、氢脆和硫化物应力腐蚀开裂 硫化氢对金属材料的腐蚀破坏，其主要危硫化氢对金属材料的腐蚀破坏，其主要危险还不在于电化学腐蚀，而是由于其加剧了金险还

26、不在于电化学腐蚀，而是由于其加剧了金属的渗氢作用，导致金属材料的氢脆破坏和硫属的渗氢作用，导致金属材料的氢脆破坏和硫化物应力腐蚀开裂。化物应力腐蚀开裂。比较经典的氢脆破坏理论是内压力理论：比较经典的氢脆破坏理论是内压力理论：硫化氢电化学腐蚀产生的氢原子，在向钢材内硫化氢电化学腐蚀产生的氢原子，在向钢材内部扩散过程中遇到裂缝空隙、晶格层间错断、部扩散过程中遇到裂缝空隙、晶格层间错断、夹渣或其它缺陷时，氢原子就在这些地方结合夹渣或其它缺陷时，氢原子就在这些地方结合成比氢原子体积大成比氢原子体积大2020倍的氢分子（用氢探测装倍的氢分子（用氢探测装置对试样检查证实了氢是以分子形式存在），置对试样检查

27、证实了氢是以分子形式存在），体积膨胀。这样就在钢材内部产生极大的压力体积膨胀。这样就在钢材内部产生极大的压力(即内应力，可高达即内应力，可高达30MPa30MPa以上以上)，致使低碳钢或，致使低碳钢或21软钢发生氢鼓泡，高强度钢或硬度高的钢材内软钢发生氢鼓泡，高强度钢或硬度高的钢材内部产生微裂纹，使钢材变脆，延展性下降，出部产生微裂纹，使钢材变脆，延展性下降，出现破裂，即为氢脆。现破裂，即为氢脆。所谓硫化物应力腐蚀开裂，就是钢材在足所谓硫化物应力腐蚀开裂，就是钢材在足够大的外加拉力或残余张力下，与氢脆裂纹同够大的外加拉力或残余张力下，与氢脆裂纹同时作用下发生的破裂。时作用下发生的破裂。大量研究

28、和现场情况表明，金属处于静载大量研究和现场情况表明，金属处于静载荷条件下的氢脆导致金属的持久强度降低（称荷条件下的氢脆导致金属的持久强度降低（称之为静力氢疲劳）。金属强度愈高，则金属静之为静力氢疲劳）。金属强度愈高，则金属静力氢疲劳破坏的倾向也愈大。力氢疲劳破坏的倾向也愈大。金属材料的硬度愈大，其静力氢疲劳倾向金属材料的硬度愈大，其静力氢疲劳倾向也愈大，而低强度塑性好的钢材则具有良好的也愈大，而低强度塑性好的钢材则具有良好的耐静力氢疲劳性能。因此，相关标准规定含硫耐静力氢疲劳性能。因此，相关标准规定含硫油气田使用的钢材油气田使用的钢材，其屈服极限不大于其屈服极限不大于65.5MPa65.5MP

29、a，22硬度不大于硬度不大于HRC22HRC22。若需使用屈服极限和硬度比。若需使用屈服极限和硬度比上述要求高的钢材，必须经适当的热处理（如上述要求高的钢材，必须经适当的热处理（如调质、固溶处理等）并在含硫化氢介质环境中调质、固溶处理等）并在含硫化氢介质环境中试验，证实其具有抗硫化氢应力腐蚀开裂性能试验，证实其具有抗硫化氢应力腐蚀开裂性能后，方可采用。后，方可采用。应力和硬度对应力腐蚀破坏的影响见图应力和硬度对应力腐蚀破坏的影响见图3 3。23 硫化物应力腐蚀开裂的五个特征：硫化物应力腐蚀开裂的五个特征：1.1.断口平整，象陶瓷断口，不存在塑性变断口平整，象陶瓷断口，不存在塑性变形；形；2.2

30、.主要发生在受拉应力时，断口主裂纹与主要发生在受拉应力时，断口主裂纹与拉力方向垂直；拉力方向垂直；3.3.多发生在设备使用不久，属于低应力下多发生在设备使用不久，属于低应力下破裂；破裂；4.4.这种破裂往往是突然性断裂，没有任何这种破裂往往是突然性断裂，没有任何先兆；先兆；5.5.裂源多发生在应力集中点。裂源多发生在应力集中点。24四、影响因素四、影响因素 除了金属材料的强度和硬度外，影响氢脆除了金属材料的强度和硬度外，影响氢脆和硫化物应力腐蚀开裂的主要因素还有：和硫化物应力腐蚀开裂的主要因素还有：H H2 2S S浓度、环境温度和溶液的浓度、环境温度和溶液的PHPH值。值。1.H1.H2 2

31、S S浓度浓度 在涉及在涉及H H2 2S S浓度对氢脆和硫化物应力腐蚀开浓度对氢脆和硫化物应力腐蚀开裂的影响时，往往以含硫化物气的总压力和裂的影响时，往往以含硫化物气的总压力和H H2 2S S分压作为衡量指标。由于四川气田属高压气田，分压作为衡量指标。由于四川气田属高压气田，含硫天然气压力远高于可能发生硫化物应力腐含硫天然气压力远高于可能发生硫化物应力腐蚀开裂的下限压力（美国腐蚀工程师协会认为蚀开裂的下限压力（美国腐蚀工程师协会认为0.448MPa0.448MPa）因而硫化氢分压一旦大于）因而硫化氢分压一旦大于0.21KPa0.21KPa(美国腐蚀工程师协会认为是美国腐蚀工程师协会认为是0

32、.343KPa)0.343KPa)时，必时，必须考虑使用防硫材料。须考虑使用防硫材料。25 2.2.温度温度 温度对硫化氢应力腐蚀开裂的影响较大。在温度对硫化氢应力腐蚀开裂的影响较大。在2525左右，金属被破坏所用的时间最短，硫化氢左右，金属被破坏所用的时间最短，硫化氢应力腐蚀最为活跃；当温度升高到一定值应力腐蚀最为活跃；当温度升高到一定值(93)(93)以上，氢的扩散速度极大，反而从钢材中逸出，以上，氢的扩散速度极大，反而从钢材中逸出，不会发生应力腐蚀。不会发生应力腐蚀。因此，当井下温度高于因此，当井下温度高于9393时，油气井中的时，油气井中的套管和钻铤可以不考虑其抗硫性能。套管和钻铤可以

33、不考虑其抗硫性能。(对电化学对电化学腐蚀而言，温度升高则腐蚀速度加快。研究表明，腐蚀而言，温度升高则腐蚀速度加快。研究表明，温度每升高温度每升高1010，腐蚀速度增加，腐蚀速度增加2 24 4倍。倍。)图图4 4表示了钢材的硫化物应力腐蚀破裂的敏表示了钢材的硫化物应力腐蚀破裂的敏感性与温度的关系。感性与温度的关系。2627 3.PH 3.PH值值 PHPH值对电化学失重腐蚀和硫化物应力腐蚀开值对电化学失重腐蚀和硫化物应力腐蚀开裂的影响都大。随着溶液裂的影响都大。随着溶液PHPH值降低值降低(酸性增大酸性增大)，电化学失重腐蚀和硫化物应力腐蚀都增加。当电化学失重腐蚀和硫化物应力腐蚀都增加。当PH

34、6PH6PH6时，时，产生一般腐蚀；当产生一般腐蚀；当PH9PH9时，就很少发生硫化物应时，就很少发生硫化物应力腐蚀开裂。故而在钻开含硫地层后，钻井液的力腐蚀开裂。故而在钻开含硫地层后，钻井液的PHPH值应始终控制在值应始终控制在9.59.5以上。以上。图图5 5表示在含表示在含H H2 2S S和不含和不含H H2 2S S溶液中溶液中PHPH值对钢值对钢材破坏时间的影响。材破坏时间的影响。28 图图5 5 在含在含H H2 2S S和不含和不含H H2 2S S溶液中溶液中PHPH值值 对钢材破坏时间的影响对钢材破坏时间的影响29第五节第五节 H H2 2S S对非金属材料和钻井液的影响对

35、非金属材料和钻井液的影响一、硫化氢能加速非金属材料的老化一、硫化氢能加速非金属材料的老化 在油气田勘探开发中在油气田勘探开发中,地面设备地面设备、钻井和完钻井和完井井口装置以及井下工具中大量采用橡胶、浸油井井口装置以及井下工具中大量采用橡胶、浸油石墨、石棉等非金属材料制作的密封件。它们在石墨、石棉等非金属材料制作的密封件。它们在硫化氢环境中使用一定时间后，橡胶会产生鼓泡硫化氢环境中使用一定时间后，橡胶会产生鼓泡胀大、失去弹性；浸油石墨及石棉绳上的油被溶胀大、失去弹性；浸油石墨及石棉绳上的油被溶解而导致密封件的失效。解而导致密封件的失效。二、二、H H2 2S S对钻井液的污染对钻井液的污染 硫

36、化氢主要是对水基钻井液有较大的污染。硫化氢主要是对水基钻井液有较大的污染。它会使钻井液性能发生很大变化，如密度下降、它会使钻井液性能发生很大变化，如密度下降、PHPH值下降、粘度上升，以致形成流不动的冻胶；值下降、粘度上升，以致形成流不动的冻胶；颜色变为瓦灰色、墨色或墨绿色。颜色变为瓦灰色、墨色或墨绿色。30第六节第六节 H H2 2S S腐蚀的防治措施腐蚀的防治措施 钻井和开发用井下管材及地面设备应采用抗钻井和开发用井下管材及地面设备应采用抗硫材质或有相应的防硫措施。硫材质或有相应的防硫措施。一、金属材料一、金属材料 除前述硫化氢环境使用的钢材其屈服极限不除前述硫化氢环境使用的钢材其屈服极限

37、不大于大于65.5MPa65.5MPa，硬度不大于，硬度不大于HRC22HRC22以外，可在钻井以外，可在钻井液中加入缓蚀剂（包括生产井）和除硫剂来减缓液中加入缓蚀剂（包括生产井）和除硫剂来减缓硫化氢对金属材料的腐蚀速率，以延长井下管材硫化氢对金属材料的腐蚀速率，以延长井下管材和地面设备的使用寿命。和地面设备的使用寿命。1.1.缓蚀剂缓蚀剂 缓蚀剂可分为有机和无机化合物两大类。缓蚀剂可分为有机和无机化合物两大类。(1)(1)有机化合物类缓蚀剂。其缓蚀作用原理有机化合物类缓蚀剂。其缓蚀作用原理大多是经物理吸附大多是经物理吸附(静电引力等静电引力等)和化学吸附和化学吸附(氮、氮、31氟、磷、硫非共

38、价电子对氟、磷、硫非共价电子对)覆盖在金属表面而覆盖在金属表面而对金属起到保护作用对金属起到保护作用(不含化学变化不含化学变化)。当有机缓蚀剂以其极性基附于金属表面、当有机缓蚀剂以其极性基附于金属表面、其碳氢链非极性基部分则在金属表面形成屏蔽其碳氢链非极性基部分则在金属表面形成屏蔽层（膜）起到抑制金属腐吹淖饔谩送猓层（膜）起到抑制金属腐吹淖饔谩送猓械械幕菏醇劣虢鹗粞衾子生成不溶性物质或稳定的幕菏醇劣虢鹗粞衾子生成不溶性物质或稳定的络合物在金属表面形成沉淀性保护膜而起到抑络合物在金属表面形成沉淀性保护膜而起到抑制金属腐蚀的作用。制金属腐蚀的作用。这类缓蚀剂有脂肪酸胺盐（这类缓蚀剂有脂肪酸胺盐（P

39、A-40PA-40、PA-50PA-50等），胺（双氢胺、甲基丙基矾胺、尼凡等），胺（双氢胺、甲基丙基矾胺、尼凡J18J18、康托尔），酰胺（康托尔），酰胺（70197019、川天、川天2-12-1、川天、川天2-22-2、川天川天2-32-3、PA-75PA-75、A-162A-162等），季胺盐（等），季胺盐（72517251、45024502等），咪唑林（等），咪唑林（10171017），吡啶（粗吡啶、），吡啶（粗吡啶、32重质吡啶重质吡啶19011901等），聚酰胺（兰等），聚酰胺（兰4-A4-A等）。经等）。经室内评定和现场使用来看，酰胺型缓蚀剂较其室内评定和现场使用来看，酰胺型缓蚀

40、剂较其它缓蚀剂具有更高的缓蚀率，其用量少，成膜它缓蚀剂具有更高的缓蚀率，其用量少，成膜性能好且牢固，无臭味，抗氢渗透能力强，不性能好且牢固，无臭味，抗氢渗透能力强，不污染环境。污染环境。(2)(2)无机化合物缓蚀剂。其缓蚀剂作用原无机化合物缓蚀剂。其缓蚀剂作用原理是使金属表面氧化而生成钝化膜或改变金属理是使金属表面氧化而生成钝化膜或改变金属腐蚀电位来达到抑制金属腐蚀的目的。这类缓腐蚀电位来达到抑制金属腐蚀的目的。这类缓蚀剂又称之为钝化剂或阳性缓蚀剂。这类缓蚀蚀剂又称之为钝化剂或阳性缓蚀剂。这类缓蚀剂有络酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐、磷酸盐等。剂有络酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐、磷酸盐等。2.2.除硫剂除硫

41、剂 在含硫油气层钻进时，用除硫剂经化学反在含硫油气层钻进时，用除硫剂经化学反应将随岩屑和溢流进入钻井液中的应将随岩屑和溢流进入钻井液中的H H2 2S S转变为一转变为一33种稳定的惰性物质，不与钢材起反应，达到抑种稳定的惰性物质，不与钢材起反应，达到抑制腐蚀的目的。大多数除硫剂都是通过吸附或制腐蚀的目的。大多数除硫剂都是通过吸附或离子反应沉淀方式起作用。若为表面吸附式，离子反应沉淀方式起作用。若为表面吸附式，则泥浆需充分搅拌以保证与硫化氢之间有充分则泥浆需充分搅拌以保证与硫化氢之间有充分接触的机会；若为离子反应沉淀式，则需了解接触的机会；若为离子反应沉淀式，则需了解除硫剂的特点，保证钻井液的

42、各种参数（如除硫剂的特点，保证钻井液的各种参数（如PHPH值和含盐量等）以有利于除硫剂充分发挥作用。值和含盐量等）以有利于除硫剂充分发挥作用。除硫剂主要有铜、锌和铁的金属化合物。除硫剂主要有铜、锌和铁的金属化合物。(1)(1)碳酸铜。铜化合物中碳酸铜的除硫效碳酸铜。铜化合物中碳酸铜的除硫效果最好。当铜离子和亚铜离子与二价硫化物离果最好。当铜离子和亚铜离子与二价硫化物离子反应生成惰性硫化铜和硫化亚铜沉淀，而脱子反应生成惰性硫化铜和硫化亚铜沉淀，而脱除钻井液中的硫化氢。其对钻井液性能不会产除钻井液中的硫化氢。其对钻井液性能不会产生不利影响生不利影响,但铜与钢材会形成但铜与钢材会形成Cu-FeCu-

43、Fe腐蚀原电腐蚀原电34池，反而加速钢材的电化学腐蚀，即以一种腐池，反而加速钢材的电化学腐蚀，即以一种腐蚀代替了另一种腐蚀，这样就限制了它的使用。蚀代替了另一种腐蚀，这样就限制了它的使用。目前，现场最常用的除硫剂为微孔碱式碳目前，现场最常用的除硫剂为微孔碱式碳酸锌和氧化铁（海绵铁）。酸锌和氧化铁（海绵铁）。(2)(2)碱式碳酸锌。碳酸锌作为除硫剂能避碱式碳酸锌。碳酸锌作为除硫剂能避免碳酸铜带来的双金属腐蚀问题，但碳酸锌和免碳酸铜带来的双金属腐蚀问题，但碳酸锌和H H2 2S S的反应受的反应受PHPH值的影响，如果值的影响，如果PHPH值降低，则值降低，则H H2 2S S可能再生，故它作为除

44、硫剂已被碱式碳酸锌可能再生，故它作为除硫剂已被碱式碳酸锌所取代。如四川石油设计院生产的川设所取代。如四川石油设计院生产的川设6-16-1微微孔碱式碳酸锌为一种白色、无毒、无臭的粉末孔碱式碳酸锌为一种白色、无毒、无臭的粉末状物质状物质,它与钻井液中的硫化物反应生成不溶它与钻井液中的硫化物反应生成不溶于水的硫化锌沉淀。当钻井液于水的硫化锌沉淀。当钻井液PHPH值在值在9 91111时，时，其除硫效果最好。其除硫效果最好。35 它与硫化物的化学反应如下：它与硫化物的化学反应如下：ZnCOZnCO3 3Zn(OH)Zn(OH)2 22Zn2Zn2+2+CO+CO3 32+2+2OH+2OH-H H2

45、2SHSH+HS+HS-2H2H+S+S2-2-Zn Zn2+2+S+S2-2-ZnSZnS 1kg 1kg川设川设6161能除掉能除掉3.1kg3.1kg的硫化氢，其除的硫化氢，其除硫效率比海绵铁高。它不仅能除净钻井液中的硫效率比海绵铁高。它不仅能除净钻井液中的硫化物，而且对钻具也有很好的缓蚀作用。但硫化物，而且对钻具也有很好的缓蚀作用。但该除硫剂加过量时，对钻井液的流变性有影响该除硫剂加过量时，对钻井液的流变性有影响(增加泥浆的静切力增加泥浆的静切力)。添加了川设。添加了川设6161除硫剂除硫剂后的泥浆严禁与酸接触，否则会使后的泥浆严禁与酸接触，否则会使ZnSZnS溶解而溶解而放出硫化氢。

46、放出硫化氢。碳酸锌的密度较大（与重晶石相似），所碳酸锌的密度较大（与重晶石相似），所以在悬浮能力较低的钻井液和盐水中易沉淀。以在悬浮能力较低的钻井液和盐水中易沉淀。铬酸锌本是一种有效的除硫剂，在钻井液铬酸锌本是一种有效的除硫剂，在钻井液PHPH值值36高于高于9 9时与硫化氢反应生成硫酸盐，但却带来时与硫化氢反应生成硫酸盐，但却带来了环保问题。了环保问题。另外，可形成溶液的锌有机螯合物也是一另外，可形成溶液的锌有机螯合物也是一种钻井液除硫剂，较之碱式碳酸锌，其分散得种钻井液除硫剂，较之碱式碳酸锌，其分散得更均匀，锌有机螯合物的含锌量为更均匀，锌有机螯合物的含锌量为202025%25%（重（重量

47、）。中和量）。中和1kgH1kgH2 2S S需需10kg10kg以上的锌有机螯合物。以上的锌有机螯合物。(3)(3)氧化铁（海绵铁）是一种人工合成的氧化铁（海绵铁）是一种人工合成的氧化铁，其分子式为氧化铁，其分子式为FeFe3 3O O4 4，与，与H H2 2S S反应不受时间反应不受时间（反应瞬时完成）或温度的限制。海绵铁具有（反应瞬时完成）或温度的限制。海绵铁具有海绵的多孔结构，每克海绵铁具有约海绵的多孔结构，每克海绵铁具有约10m10m2 2的表的表面，其吸附能力强。与面，其吸附能力强。与H H2 2S S反应生成性能较稳定反应生成性能较稳定的二硫化铁（黄铁矿），且不会使泥浆性能恶的

48、二硫化铁（黄铁矿），且不会使泥浆性能恶化。海绵铁与化。海绵铁与H H2 2S S的反应式为：的反应式为：37 在碱性条件下在碱性条件下 FeFe3 3O O4 4+4H+4H2 2S3FeS+4HS3FeS+4H2 2O+SO+S FeS+SFeS FeS+SFeS2 2 在酸性条件下在酸性条件下 FeFe3 3O O4 4+6H+6H2 2S3FeSS3FeS2 2+2H+2H2 2+4H+4H2 2O O 海绵铁密度与重晶石一样，其粒度范围在海绵铁密度与重晶石一样，其粒度范围在1.51.55050微米之间，其球状粒度均匀，产生的磨微米之间，其球状粒度均匀，产生的磨损较小。它的磁饱和度高，剩

49、磁少，不被钻杆损较小。它的磁饱和度高，剩磁少，不被钻杆和套管吸附，因而还可替代重晶石做加重作用。和套管吸附，因而还可替代重晶石做加重作用。在重视和实施在重视和实施H H2 2S S对金属材料直接腐蚀的同对金属材料直接腐蚀的同时，还应认真对待硫酸盐还原菌对腐蚀的影响。时，还应认真对待硫酸盐还原菌对腐蚀的影响。目前，杀菌剂也得到广泛应用，如使用含氮有目前，杀菌剂也得到广泛应用，如使用含氮有机化合物二乙胺脂族胺盐、机化合物二乙胺脂族胺盐、NN羟甲基二胺和季羟甲基二胺和季38胺盐（烷基三甲基氯化铵、烷基芳基二甲基氯胺盐（烷基三甲基氯化铵、烷基芳基二甲基氯化铵等）。另外，磺酸类杀菌剂如芳基亚磺酸、化铵等

50、）。另外，磺酸类杀菌剂如芳基亚磺酸、咔唑烷基磺酸等，同时能用作除硫剂和杀菌剂。咔唑烷基磺酸等，同时能用作除硫剂和杀菌剂。前苏联的石油工业在钻开含硫地层时，为抑制前苏联的石油工业在钻开含硫地层时，为抑制井下管材和设备被硫化氢腐蚀，常在钻井液中井下管材和设备被硫化氢腐蚀，常在钻井液中加入加入2 210%10%的硫酸铜和硫酸铁水溶液，并使其在的硫酸铜和硫酸铁水溶液，并使其在钻井液中的浓度为钻井液中的浓度为0.010.010.2%0.2%。若只有少量的硫。若只有少量的硫化氢（如钻屑气）进入井筒时，钻井液中加入化氢（如钻屑气）进入井筒时，钻井液中加入2 2 5%5%的硅酸钾或硅酸钠；也有使用碱性溶液形的

51、硅酸钾或硅酸钠；也有使用碱性溶液形成的酸类有机化合物的。成的酸类有机化合物的。3.3.管材表面涂层保护管材表面涂层保护 表面涂层保护是使金属与硫化氢等腐蚀介表面涂层保护是使金属与硫化氢等腐蚀介质隔绝，不让腐蚀介质与金属直接接触，免受质隔绝，不让腐蚀介质与金属直接接触，免受39H H2 2S S的腐蚀破坏。从的腐蚀破坏。从6060年代初国外就在推广应用年代初国外就在推广应用该技术。比如钻杆内壁涂层技术，美国在该技术。比如钻杆内壁涂层技术，美国在7070年年代末大约有代末大约有90%90%左右的钻杆制造厂在其出售的产左右的钻杆制造厂在其出售的产品中都有内涂层。此外，法国、德国、日本也品中都有内涂层

52、。此外，法国、德国、日本也都生产涂层钻杆。国内从都生产涂层钻杆。国内从7070年代末开始研究并年代末开始研究并推广应用钻杆内涂层技术。用得较广泛，效果推广应用钻杆内涂层技术。用得较广泛，效果更好的涂层材料是塑料，用塑料涂层保护钻具。更好的涂层材料是塑料，用塑料涂层保护钻具。有涂层的钻杆，使用寿命可延长二至三倍，并有涂层的钻杆，使用寿命可延长二至三倍，并且由于涂层光滑，从而降低了磨损，提高了液且由于涂层光滑，从而降低了磨损，提高了液流速度，减少了钻杆消耗和事故。流速度，减少了钻杆消耗和事故。涂层必须具有良好的与钢材的粘结能力和涂层必须具有良好的与钢材的粘结能力和化学稳定性、抗化学稳定性、抗H H

53、2 2S S等腐蚀气体的渗透性和耐温等腐蚀气体的渗透性和耐温性。比如国内外广泛采用的双氧酚醛树脂，其性。比如国内外广泛采用的双氧酚醛树脂，其具有防腐涂层的优良性能。具有防腐涂层的优良性能。40 (1)(1)对钢材表面的粘结力强对钢材表面的粘结力强 双氧树脂中具有极性的脂肪羟基和醚键使双氧树脂中具有极性的脂肪羟基和醚键使双氧树脂能和金属表面的游离键起反应形成化双氧树脂能和金属表面的游离键起反应形成化学键，因而其涂层的粘结力特别强。而双氧树学键，因而其涂层的粘结力特别强。而双氧树脂中含有稳定的醚键和苯环，因而其结构紧密，脂中含有稳定的醚键和苯环，因而其结构紧密，能耐有机溶剂和抗化学腐蚀。若是高分子

54、量的能耐有机溶剂和抗化学腐蚀。若是高分子量的双氧树脂，其刚性更强，机械强度更高。双氧树脂，其刚性更强，机械强度更高。(2)(2)涂膜抗腐蚀气体的渗透性好涂膜抗腐蚀气体的渗透性好 温度、腐蚀气体和涂膜性质是影响涂膜抗温度、腐蚀气体和涂膜性质是影响涂膜抗腐蚀气体渗透性的主要因素。腐蚀气体的渗透腐蚀气体渗透性的主要因素。腐蚀气体的渗透途径是涂膜密度松弛出现的自由体积或空穴通途径是涂膜密度松弛出现的自由体积或空穴通道。当温度升高时，涂膜膨胀，出现气体渗透道。当温度升高时，涂膜膨胀，出现气体渗透41的通道增加，因而腐蚀气体的渗透量也增加，的通道增加，因而腐蚀气体的渗透量也增加，也就提供了腐蚀气体和金属接

55、触的机会。据对也就提供了腐蚀气体和金属接触的机会。据对腐蚀气体和涂膜性质的研究表明，经扫描电镜腐蚀气体和涂膜性质的研究表明，经扫描电镜检测，硫化氢分子不能透过环氧树脂涂层，但检测，硫化氢分子不能透过环氧树脂涂层，但可透过其它一些涂层（如氯磺化聚乙烯）。可透过其它一些涂层（如氯磺化聚乙烯）。国内用环氧树脂和酚醛树脂研制的国内用环氧树脂和酚醛树脂研制的dp-1dp-1涂涂料室内性能试验（试棒和试片涂膜）结果和现料室内性能试验（试棒和试片涂膜）结果和现场钻杆涂层试验结果证明其能经受钻井作业高场钻杆涂层试验结果证明其能经受钻井作业高温、高压、高流速泥浆的冲刷、钻杆变形及卡温、高压、高流速泥浆的冲刷、钻

56、杆变形及卡瓦大钳反复冲击力的作用以及具有良好的化学瓦大钳反复冲击力的作用以及具有良好的化学稳定性（热分解温度为稳定性（热分解温度为280280）和抗）和抗H H2 2S S气体渗气体渗透性。透性。42 钻杆涂层法防腐效果最好是在新钻杆上使钻杆涂层法防腐效果最好是在新钻杆上使用，在已用过的钻杆上施加涂层其效果不佳。用，在已用过的钻杆上施加涂层其效果不佳。这是因为已用过钻杆上原来存在的蚀坑即使使这是因为已用过钻杆上原来存在的蚀坑即使使用喷砂或研磨都难以除掉，这些腐蚀缺陷难以用喷砂或研磨都难以除掉，这些腐蚀缺陷难以盖上涂膜，新的腐蚀也从这些地方开始。盖上涂膜，新的腐蚀也从这些地方开始。4.4.合理地

57、利用各种钢级管材在合理地利用各种钢级管材在H H2 2S S环境中的环境中的适应性适应性 从前面介绍的从前面介绍的H H2 2S S对金属腐蚀机理可知，影对金属腐蚀机理可知，影响其腐蚀速率的因素不仅在于金属材质本身响其腐蚀速率的因素不仅在于金属材质本身(硬硬度、强度、金相等度、强度、金相等)，也取决于一些外部因素，也取决于一些外部因素，如钻井液的如钻井液的PHPH值，温度和对金属材料的保护措值，温度和对金属材料的保护措施（缓蚀剂、除硫剂和涂层）等，下面推荐适施（缓蚀剂、除硫剂和涂层）等，下面推荐适应应H H2 2S S环境使用的部分钢级。环境使用的部分钢级。43 (1)(1)适应适应H H2

58、2S S环境使用的管材环境使用的管材 APIAPI钻杆：钻杆：D D级、级、E E级钢和级钢和X-95X-95。APIAPI套管：套管：H-40H-40、J55J55、K55K55、C-75C-75、C-90C-90、L-80L-80、S-80S-80、SS-95SS-95、RY-85RY-85、MN-80MN-80、S00-90S00-90等。等。日本住友套管：日本住友套管：SM-80SSM-80S、SM-90SSM-90S、SM-95SSM-95S、SM-85SSSM-85SS、SM-90SSSM-90SS等。等。日本日本NKKNKK套管：套管：NKAC-80NKAC-80、NKAC-85

59、NKAC-85、NKAC-NKAC-9090、NKAC-95NKAC-95、NKAC-85SNKAC-85S、NKAC-90SNKAC-90S、NKAC-95SNKAC-95S、NKAC-90MSNKAC-90MS、NKAC-95MSNKAC-95MS等。等。国产：国产：E E级钻杆、级钻杆、D55D55套管、套管、D40D40和和D55D55级油级油 管等。管等。44 (2)(2)研究表明，各种钢级的管材都有其抗硫研究表明，各种钢级的管材都有其抗硫化氢腐蚀的最低临界温度（在此温度之上，它化氢腐蚀的最低临界温度（在此温度之上，它就具有抗硫化氢的腐蚀性能）就具有抗硫化氢的腐蚀性能），表表2 2所

60、列为所列为ARCOARCO公司推荐的部分钢级套管抗硫化氢腐蚀的最低公司推荐的部分钢级套管抗硫化氢腐蚀的最低临界温度。临界温度。300V-150150S-95250S-140150N-80100C-75210Q-12575L-80180P-11075K-55临界温度临界温度套管钢级套管钢级临界温度临界温度套管钢级套管钢级45 对于含硫化氢气井，在设计套管柱时，由对于含硫化氢气井，在设计套管柱时，由于愈接近井口其井温愈低，因而套管柱接近井于愈接近井口其井温愈低，因而套管柱接近井口部分应优先选择口部分应优先选择K-55K-55、L-80L-80、C-75C-75等钢级套等钢级套管，往下再按临界温度值

61、选择管，往下再按临界温度值选择N-80N-80、S-95S-95、P-P-110110等钢级套管。等钢级套管。(3)(3)不适合不适合H H2 2S S环境使用的管材环境使用的管材 APIAPI钻杆：钻杆：G-105G-105、S-135S-135。APIAPI套管：套管：N-80N-80、P-105P-105、P-110P-110及及S-95S-95、S-S-105105、S00-95S00-95等。等。国产：国产：D75D75套管等。套管等。46二、非金属材料二、非金属材料 根据美国根据美国SPEAIMESPEAIME及有关资料推荐，可用及有关资料推荐，可用于于H H2 2S S环境的非金

62、属密封件材料有氟塑料环境的非金属密封件材料有氟塑料(聚四聚四氟乙烯、氟乙烯、F46)F46)、聚苯硫醚塑料和氟橡胶、聚苯硫醚塑料和氟橡胶(F(F4646、F246)F246)、丁氰橡胶、氯丁橡胶。、丁氰橡胶、氯丁橡胶。据据API BULL 5APAPI BULL 5AP和和7AI7AI通报的技术要求通报的技术要求,钻钻具和套管用密封脂（丝扣油）应是耐酸又不易具和套管用密封脂（丝扣油）应是耐酸又不易分解的多效脂基或复合脂基，具有适当稠度的分解的多效脂基或复合脂基，具有适当稠度的矿物油高级密封材料。如目前国内气田广泛使矿物油高级密封材料。如目前国内气田广泛使用的用的84018401钻杆丝扣油，钻杆

63、丝扣油，85038503油套管密封脂以及油套管密封脂以及74057405、74097409丝扣密封脂。丝扣密封脂。四川气田钻井井口和采气井口平板阀广泛四川气田钻井井口和采气井口平板阀广泛采用的密封润滑脂有采用的密封润滑脂有79017901、79027902等产品，二次等产品，二次密封脂有密封脂有EM091EM091等产品。等产品。47第七节第七节 含硫油气田钻采作业中的安全问题含硫油气田钻采作业中的安全问题一、海上钻井平台布置注意事项一、海上钻井平台布置注意事项 1.1.钻井平台应正对盛行风向，以保证生活区钻井平台应正对盛行风向，以保证生活区及飞机平台处在井口上风位置。及飞机平台处在井口上风位

64、置。2.2.井架上和安全保护区都要装井架上和安全保护区都要装“风飘带风飘带”或或“风向标风向标”。3.3.当空气中硫化氢浓度超过当空气中硫化氢浓度超过50ppm50ppm时，应挂时，应挂出写有出写有“危险：硫化氢危险：硫化氢-H-H2 2S”S”字样的危险标牌，字样的危险标牌，并升起红旗标，风速仪应安装在使人员看得见的并升起红旗标，风速仪应安装在使人员看得见的地方。危险标牌应布置在钻井平台每一个侧面，地方。危险标牌应布置在钻井平台每一个侧面，并挂几面红旗，以便飞机和船舶能看见。并挂几面红旗，以便飞机和船舶能看见。4.4.守护船应在平台上风方向停舶，保证海上守护船应在平台上风方向停舶，保证海上运

65、输畅通。运输畅通。48 5.5.在井口附近、钻台上、泥浆筛附近以及在井口附近、钻台上、泥浆筛附近以及其它可能聚集硫化氢的地方，应定时用醋酸纸其它可能聚集硫化氢的地方，应定时用醋酸纸或安培瓶检测是否存在硫化氢。或安培瓶检测是否存在硫化氢。6.6.在容易聚集硫化氢的各部位应安装大型在容易聚集硫化氢的各部位应安装大型防爆风机和硫化氢检测报警器。防爆风机和硫化氢检测报警器。二、陆地井场布置注意事项二、陆地井场布置注意事项 1.1.井场应选在空气流通的地方，井场设备井场应选在空气流通的地方，井场设备、生活区生活区、尤其是放喷管线走向应考虑当地季节风尤其是放喷管线走向应考虑当地季节风的方向的方向,以保证硫

66、化氢溢出时作业人员的安全。以保证硫化氢溢出时作业人员的安全。2.2.井架上和安全保护区都要装井架上和安全保护区都要装“风飘带风飘带”或或“风向标风向标”，工作人员应养成随时转移到上，工作人员应养成随时转移到上风方向位置工作的习惯。风方向位置工作的习惯。3.3.钻具应堆放在主风向的上风处，钻井液钻具应堆放在主风向的上风处，钻井液池要处在下风位置。池要处在下风位置。49 4.4.井场上一般要设置两到三处安全保护区，井场上一般要设置两到三处安全保护区，一个在盛行风向处（一般为生活区方向），另一个在盛行风向处（一般为生活区方向），另两个成两个成1201200 0角分布。角分布。5.5.在井口附近、钻台上、泥浆筛附近以及在井口附近、钻台上、泥浆筛附近以及其它容易聚集硫化氢的地方，应安装大型防爆其它容易聚集硫化氢的地方，应安装大型防爆风机和硫化氢检测报警器。风机和硫化氢检测报警器。三、井控设备配套安装应按标准执行三、井控设备配套安装应按标准执行 根据地层压力梯度配备相应压力等级的防根据地层压力梯度配备相应压力等级的防喷器组合及井控管汇等设备，必须符合喷器组合及井控管汇等设备，必须符合SY/T596