摘要：勝利油田新疆勘探開發中心春光油田在開發一年后，現場發現有H2S氣體的存在，給現場留下了較大的安全隱患，文章為此研究了H2S的產生機理、對人體的危害方式、防護和應急措施。通過研究發現，單井和聯合站檢測到的H2S氣體，不是來源于原油而是來自于地層污水。

　　關鍵詞：H2S氣體；硫化氫；油田伴生氣體

　　一、H2S的產生機理

　　研究成果表明：自然界中存在的H2S氣體，主要由硫酸鹽經微生物的厭氧活動還原產生。石油的有機成因說表明，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，形成碳氫化合物。與此同時，動植物尸體在微生物作用下產生硫酸鹽。

　　根據我油田對原油進行取樣分析數據顯示在原油伴生氣中未檢測到H2S的存在，數據表明單井和聯合站檢測到的H2S氣體，不是來源于原油。那么，單井和聯合站檢測到的H2S氣體究竟從哪里來的呢？

　　經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。在漫長的地質運移過程中，原油和可溶性的硫酸鹽都運移到油藏圈閉中。

　　有研究成果表明：H2S氣體主要由硫酸鹽經微生物的厭氧活動還原產生。硫的氣體化合物，在酸性環境下，主要以H2S的形式存在，而在堿性環境下，【H2S＝H+＋HS-】則以HS-的形式存在。在PH≥9時，99%的H2S以HS-的形式存在，毒性小；當PH≤5時，99%均以H2S的形式存在，毒性大。

　　在油井井下，是沒有氧氣的，微生物的厭氧活動相當活躍，硫酸鹽被還原，產生H2S氣體。而地層水分析數據表明，地層水的PH＝6，顯酸性，因而在井口和聯合站均檢測到有H2S氣體的存在。

　　二、H2S對人體的危害方式

　　（一）硫化氫的性質

　　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-85.5℃，沸點-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，對金屬會產生氫脆破壞。氫脆破壞往往會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，甚至發生嚴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）硫化氫對人體的危害

　　對人的危害主要是經呼吸道吸收。可出現流淚、眼痛、眼內異物感、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、意識模糊，部分患者可有心臟損害。重癥者可出現腦水腫或肺水腫。極高濃度(1000mg/m3以上)時可在數秒鐘內突然昏迷、呼吸驟停，很快出現急性中毒，呼吸加快后呼吸麻痹而死亡。硫化氫對粘膜的局部刺激作用系由接觸濕潤粘膜后分解形成的硫化鈉以及本身的酸性所引起。對機體的全身作用為硫化氫與機體的細胞色素氧化酶及這類酶中的二硫鍵(-S-S-)作用后，影響細胞色素氧化過程，阻斷細胞內呼吸，導致全身性缺氧，由于中樞神經系統對缺氧最敏感，因而首先受到損害。但硫化氫作用于血紅蛋白，產生硫化血紅蛋白而引起化學窒息，是主要的發病機理。急性中毒早期，腦組織細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 進入人體后，在一定的劑量范圍內，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，在體內無蓄積作用。對機體產生危害的是來不及代謝和排出的游離H2S，它進入血液的可先與高鐵血紅蛋白結合形成硫化高鐵血紅蛋白，過量的未能結合的H2S，即隨血液進入組織細胞，發揮致毒作用。如吸入H2S濃度甚高時，強烈刺激頸動脈竇，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

　　根據現場的實際情況，對硫化氫采取了以下幾種有效的防護措施：

　　1．定期檢測各井站H2S含量，對于超標井站重點防護，杜絕安全事故發生。

　　2．制定防H2S應急預案，定期進行硫化氫安全預防演練，提高員工在事故發生時的應急能力。

　　3．加強職工業務技能培訓，提高員工操作技能，減少操作失誤，提高員工安全防護意識。

　　4．加強設備管理，定期進行設備檢查維護保養，杜絕設備運行介質泄漏，從而杜絕H2S氣體的泄漏。

　　5．作業時背帶正壓式呼吸氣和H2S檢測儀進行操作檢測。

　　6．在井口、放油口、罐口等H2S可能存在的部位，施工作業時，人員應站在上風口作業。

　　四、應急預案

　　針對在生產井單井以及聯合站出現的容易發生安全事故的H2S氣體建立了應急預案，主要措施如下：

　　1．現場急救應立即將患者沿上風方向拖離現場，移至空氣新鮮處，吸氧。呼吸停止者行人工呼吸，應用呼吸興奮劑，保暖。在施行口對口人工呼吸時施行者應防止吸入患者的呼出氣或衣服內逸出的硫化氫，以免發生二次中毒。

　　2．解毒處理亞甲藍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結合，減少其對細胞呼吸的毒性作用。然后再注射10%硫代硫酸鈉20～40ml，同時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，但在臨床療效并不顯著，故并非常規應用。但使用細胞色素C可糾正細胞呼吸障礙，可用30 mg加入10%葡萄糖液中靜注（用前做進敏試驗），每日2～3次。

　　五、結論和建議

　　1．春光油田所產原油中不存在H2S氣體。

　　2．春光油田所產的地層水中含有可溶性的硫酸鹽。

　　3．在微生物的厭氧活動下，可溶性的硫酸鹽被還原產生H2S氣體。

　　4．在堿性環境下，【H2S＝H+＋HS-】以HS-的形式存在。在PH≥9時，99%的H2S以HS-的形式存在，毒性小；當PH≤5時，99%均以H2S的形式存在，毒性大。

　　5．在對硫化氫防護研究的基礎上，制定出了有效的防護措施和應急預案，兩年來未發生H2S氣體中毒事故，取得了安全生產的好成績。