1 主題內(nèi)容與適用范圍
　　本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了含硫油氣田安全鉆井作業(yè)時，井場及鉆機設(shè)備的布置、硫化氫的監(jiān)測、井控裝置的安裝和材質(zhì)、鉆井設(shè)計的特殊要求和鉆井安全操作。
　　本標(biāo)準(zhǔn)適用于陸地含硫氣田勘探開發(fā)中的鉆井施工。海洋鉆井施工可參照執(zhí)行。
　　2 引用標(biāo)準(zhǔn)
　　SY 5225－87《石油與天然氣鉆井、開發(fā)、儲運防火防爆安全規(guī)定》
　　3 術(shù)語
　　3．1安全臨界濃度
　　在此濃度中，工作人員可在露天安全工作8h（本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定安全臨界濃度為20mg/m³）。
　　3．2氫脆
　　化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的氫原子，在結(jié)合成氫分子時體積增大，致使低強度鋼或軟鋼發(fā)生氫鼓泡，高強度鋼產(chǎn)生裂紋，使鋼材變脆。
　　3．3硫化物應(yīng)力腐蝕開裂
　　鋼材在足夠大的外加拉力或殘余張力下，與氫脆裂紋同時作用下發(fā)生的破裂。
　　3．4硫化氫分壓
　　在相同溫度下，一定體積天然氣中所含硫化氫，單獨占有該體積時所具有的壓力。
　　4 井場及鉆機設(shè)備的布置
　　4．1進(jìn)行鉆前工程前，應(yīng)從氣象資料中了解當(dāng)?shù)丶竟?jié)風(fēng)的風(fēng)向。
　　4．2井場及鉆機設(shè)備的安放位置應(yīng)考慮季節(jié)風(fēng)風(fēng)向。井場周圍要空曠，盡量在前后或左右方向能讓季節(jié)風(fēng)暢通。鉆機設(shè)備及井場布置見圖1。
　　4．3測井車等輔助設(shè)備和機動車輛，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離井口，至少在25m以外。
　　4．4井場值班室、工程室、泥漿室等應(yīng)設(shè)置在井場季節(jié)風(fēng)的上風(fēng)方向。
　　4．5在季節(jié)風(fēng)上風(fēng)方向較遠(yuǎn)處專門設(shè)置消防器材室，配備足夠的防毒面具和配套供氧呼吸設(shè)備。供氧呼吸設(shè)備在空氣中含任何濃度硫化氫下，能給鉆井人員以保護(hù)，當(dāng)氧氣不足時還能發(fā)出警告信號。所有防護(hù)器具應(yīng)放在使用方便、清潔衛(wèi)生的地方，并定期檢查以保證這些器具處于良好的備用狀態(tài)，同時作好記錄。
　　4．6在井架上、井場季節(jié)風(fēng)入口處、消防器材室等地應(yīng)設(shè)置風(fēng)向標(biāo)。一旦發(fā)生緊急情況（如硫化氫濃度超過安全臨界濃度），鉆井人員可向上風(fēng)方向疏散。
　　4．7在鉆臺上、下，振動篩等硫化氫易聚積的地方，應(yīng)安裝排風(fēng)扇，以驅(qū)散工作場所彌漫的硫化氫。
　　4．8進(jìn)入氣層前50m應(yīng)將二層臺設(shè)置的防風(fēng)護(hù)套和其它類似圍布拆除。
　　4．9井場所有用電線路、設(shè)備、照明器具的鋪設(shè)和安裝應(yīng)符合SY 5225－87中2.2“井場及鉆井設(shè)施”和3.2“井場裝置”的規(guī)定。
　　4．10確保通訊系統(tǒng)4h暢通，尤其是與上級調(diào)度的聯(lián)系不能中斷。
　　5 硫化氫的監(jiān)測
　　5．1在井場硫化氫容易積聚的地方，特別是方井、循環(huán)池、振動篩附近和鉆臺等常有井隊人員的地方，應(yīng)安裝硫化氫監(jiān)測儀及音響報警系統(tǒng)，且能同時開啟使用（見圖1）。

　　

　　圖1 鉆機設(shè)備及井場儲量示意圖

　　5．2當(dāng)空氣中硫化氫含量超過安全臨界濃度時，監(jiān)測儀能自動報警，其音響應(yīng)使井場工作人員皆能聽到。二層臺應(yīng)裝設(shè)音響報警器。
　　5．3含硫地區(qū)的井隊，井場工作人員，必須配備便攜式硫化氫監(jiān)測器。
　　5．4硫化氫監(jiān)測儀器應(yīng)進(jìn)行周檢和強檢。
　　5．5鉆入氣層時應(yīng)加密對鉆井液中硫化氫的測定。
　　5．6在新構(gòu)造上鉆第一口探井時，應(yīng)采取相應(yīng)的硫化氫監(jiān)測和預(yù)防措施。
　　6 井控設(shè)備的安裝和材質(zhì)
　　6．1安裝
　　6．1．1根據(jù)地層的壓力梯度配備相應(yīng)壓力等級的防噴器組合及井控管匯等設(shè)備，并按要求進(jìn)行安裝、固定和試壓。
　　6．1．2鉆井井口和套管的連接，每條防噴管線的高壓區(qū)都不允許焊接。
　　6．1．3放噴管線應(yīng)裝兩條，其夾角為90度，并接出井場100m以外（見圖1），若風(fēng)向改變時，至少有一條能安全使用。
　　6．1．4壓井管線至少有一條在季節(jié)風(fēng)的上風(fēng)方向，以便必要時放置其它設(shè)備（如壓裂車等）作壓井用。
　　6．1．5井控設(shè)備（和管材）在安裝、使用前應(yīng)進(jìn)行無損探傷。
　　6．1．6井控設(shè)備（和管材）及其配件在儲運過程中，需采取措施避免碰撞和被敲打；應(yīng)注明鋼級、嚴(yán)格分類保管并帶有產(chǎn)品合格證和說明書。
　　6．2材質(zhì)
　　6．2．1鋼材
　　 鋼的屈服極限不大于65MPa，硬度最大為HRC22。若需使用屈服極限和硬度比上述要求高的鋼材，必須經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚恚ㄈ缯{(diào)質(zhì)、固溶處理等）并在含硫化氫介質(zhì)環(huán)境中試驗，證實其具有抗硫化氫應(yīng)力腐蝕開裂性能后，方可采用。
　　6．2．2非金屬材料
　　 凡密封件選用的非金屬材料，應(yīng)具有在硫化氫環(huán)境中能長期使用而不失效的性能。
　　7 鉆井設(shè)計的特殊要求
　　7．1在含硫地區(qū)的鉆井設(shè)計中，應(yīng)注明含硫地層及其深度和預(yù)計含量。
　　7．2若預(yù)計硫化氫分壓大于0.21kPa時，必須使用抗硫套管、鉆桿等其它管材。
　　7．3當(dāng)井下溫度高于93 ℃時，套管和鉆鋌可不考慮其抗硫性能。
　　7．4高壓含硫地區(qū)可采用厚壁鉆桿。
　　7．5鉆開含硫地層的設(shè)計鉆井液密度，其安全附加密度在規(guī)定的油井0.05~0.10g/cm³，氣井0.07~0.15g/cm³選用上限值。
　　7．6井隊必須有足量的高密度鉆井液（超過鉆進(jìn)用鉆井液密度0.1g /cm³以上）和加重材料儲備。高密度鉆井液的儲存量一般是筒容積的1~2倍。
　　7．7在鉆開含硫地層后，要求鉆井液的PH值始終控制在9.5以上，并選用相適應(yīng)的加重材料。若采用鋁制鉆具時PH值不得超過10.5。
　　7．8嚴(yán)格限制在含硫地層用常規(guī)式中途測試工具進(jìn)行地層測試工作，若必須進(jìn)行時，應(yīng)減少鉆柱在硫化氫中的浸泡時間。
　　7．9必須對井場周圍2km以內(nèi)的居民住宅、學(xué)校、廠礦等進(jìn)行勘測，并在設(shè)計書上標(biāo)明位置。在有硫化氫溢出井口的危險情況下，應(yīng)通知上述單位人員迅速撤離。
　　8 鉆井安全操作
　　8．1必須制定一個完整的對井隊進(jìn)行救援的計劃。在進(jìn)入氣層前應(yīng)和醫(yī)院、消防部門取得聯(lián)系。
　　8．2在即將鉆入含硫地層時，應(yīng)對鉆井隊進(jìn)行一次防硫化氫安全教育，并向當(dāng)班的各崗位人員發(fā)出警告信號。
　　8．3在高含硫地區(qū)即將鉆入油氣層和在油氣層中鉆進(jìn)時，以及發(fā)生井涌、井噴后，應(yīng)有醫(yī)生、救護(hù)車、技安人員在井場值班。
　　8．4嚴(yán)格按設(shè)計鉆井液密度配制鉆井液。未征得上級技術(shù)部門的同意，不得修改設(shè)計鉆井液密度。經(jīng)隨鉆壓力監(jiān)測發(fā)現(xiàn)地層壓力異常時，應(yīng)及時調(diào)整鉆井液密度以保持井內(nèi)壓力平衡。
　　8．5做到及時發(fā)現(xiàn)溢流顯示，迅速控制井口，并盡快調(diào)整鉆井液密度壓井。
　　8．6利用鉆井液除氣器和除硫劑，控制鉆井液中硫化氫的含量在75mg/m³以下，并隨時對鉆井液的PH值進(jìn)行監(jiān)測。
　　8．7在油氣層和油氣層以上起鉆時，前十根立柱起鉆速度應(yīng)控制在0.5m/s以內(nèi)。
　　8．8在油氣層和鉆過油氣層進(jìn)行起下鉆作業(yè)時，必須進(jìn)行短程起下鉆。
　　8．9在含硫地層取心起鉆，當(dāng)取心工具離地面還有五柱時，鉆臺作業(yè)人員應(yīng)戴上防毒面具，直到取出巖心筒。
　　8．10鋼材，尤其是鉆桿，其使用拉應(yīng)力需控制在鋼材屈服極限的60%以下。
　　8．11在油氣層鉆進(jìn)時，若在井場動用電、氣焊，必須采取絕對安全的防火措施，并報上級安全部門批準(zhǔn)。
　　8．12當(dāng)在硫化氫含量超過安全臨界濃度的污染區(qū)進(jìn)行必要的作業(yè)時，必須配帶防護(hù)器具，且至少有兩人同在一起工作，以便相互救護(hù)。
　　8．13井隊在現(xiàn)有條件下不能實施井控作業(yè)而決定放噴點火時，點火人員應(yīng)配帶防護(hù)器具，并在上風(fēng)方向，離火口距離不得少于10m，用點火槍遠(yuǎn)程射擊。
　　8．14控制住井噴后，應(yīng)對井場各個崗位和可能積聚硫化氫的地方進(jìn)行濃度檢測。只有在安全臨界濃度以下時，人員方能進(jìn)入。
　　9 鉆井人員的安全鉆井培訓(xùn)
　　9．1培訓(xùn)工作包括井控技術(shù)培訓(xùn)和硫化氫防護(hù)技術(shù)培訓(xùn)。硫化氫防護(hù)技術(shù)培訓(xùn)內(nèi)容見附錄A（補充件），鉆井人員只有取得井控培訓(xùn)的合格證者，才有資格在含硫地區(qū)從事鉆井作業(yè)。
　　9．2在鉆井作業(yè)中，應(yīng)進(jìn)行含硫化氫井噴演習(xí)，包括配帶防護(hù)器具進(jìn)行井控作業(yè)及人員救護(hù)等工作。
　　附 錄 A
　　硫化氫防護(hù)技術(shù)培訓(xùn)內(nèi)容 (補充件）
　　A1 了解硫化氫的物理化學(xué)性質(zhì)和對設(shè)備、人體帶來的危害，以及鉆遇硫化氫可能產(chǎn)生的嚴(yán)重后果。
　　A1.1 硫化氫的物理化學(xué)性質(zhì)
　　硫化氫是一種無色、劇毒、強酸性氣體。低濃度的硫化氫氣體有臭蛋味。其相對密度為1.176，較空氣重。硫化氫燃點250℃，燃燒時呈藍(lán)色火焰，產(chǎn)生有毒的二氧化硫。硫化氫與空氣混合，濃度達(dá)4.3% ~ 46%時就形成一種爆炸混合物。
　　A1.2 硫化氫對人體的危害
　　硫化氫的毒性較一氧化碳大五至六倍，幾乎與氰同樣劇毒。不同濃度的硫化氫對人體的危害見表1。
　　表1 不同濃度的硫化氫對人體的危害

　　

　　注：本參數(shù)表是在103.42kPa和15.55℃的條件下得出的。
　　A1.3 硫化氫對金屬材料的腐蝕
　　硫化氫溶于水形成弱酸，對金屬的腐蝕形式有電化學(xué)失重腐蝕、氫脆和硫化物應(yīng)力腐蝕開裂，以后兩者為主，一般統(tǒng)稱為氫脆破壞。氫脆破壞往往造成井下管柱的突然斷落、地面管匯和儀表的爆破、井口裝置的破壞，甚至發(fā)生嚴(yán)重的井噴失控或著火事故。
　　A1.4 硫化氫能加速非金屬材料的老化
　　在地面設(shè)備、井口裝置、井下工具中、有橡膠、浸油石黑、石棉等非金屬材料制作的密封件。它們在硫化氫環(huán)境中使用一定時間后，橡膠會產(chǎn)生鼓泡脹大、失去彈性；浸油石墨及石棉繩上的油被溶解而導(dǎo)致密封件的失效。
　　A1.5 硫化氫對鉆井液的污染
　　硫化氫主要是對水基鉆井液有較大的污染。它會使鉆井液性能發(fā)生很大變化，如密度下降、PH值下降、粘度上升，以至形成流不動的凍膠；顏色變?yōu)橥呋疑⒛蚰G色。
　　A2 了解井場地形、鉆機設(shè)備位置與本地季節(jié)風(fēng)方向之間的關(guān)系、硫化氫監(jiān)測儀器放置情況、報警器音響特點和風(fēng)標(biāo)位置，以及安全撤退路線等。
　　A3 掌握鉆井安全操作中的各項措施和規(guī)定。
　　A4 掌握防毒面具、供氧呼吸器等防護(hù)器具及硫化氫監(jiān)測儀器的性能和使用方法，具備救護(hù)硫化氫中毒人員的知識和基本技能。

　　附加說明：
　　本標(biāo)準(zhǔn)由石油鉆井工程專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會提出并技術(shù)歸口。
　　本標(biāo)準(zhǔn)由四川石油管理局鉆采工藝研究所負(fù)責(zé)起草。
　　本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人高碧樺。