【摘要】天然气钻探过程中硫化氢的准确监测是确保钻井安全的必要条件。在介绍硫化氢气体的性质、危害的基础上具体阐述了现场常用硫化氢监测方法。对现行井场硫化氢监测进行了探讨，提出了硫化氢监测应从监测地面气体向监测地层流延伸，硫化氢报警内容应多样化的改进措施。
【关键词】天然气;硫化氢;监测
天然气钻探作为一项高技术、高风险的活动，存在着许多影响环境与安全的因素。硫化氢气体作为这些因素中的最重要的一个，会导致设备的损坏与人员的伤亡，因此天然气钻探过程中硫化氢的监测尤为重要。目前，硫化氢监测取得了很大的成绩，绝大部分硫化氢气体得以消弥，大量可能发生的硫化氢伤害事故得以避免。但是，现场硫化氢监测工作仍存在一些不足之处。本文对现场硫化氢监测的一些基本方法加以分析和改进，期望能够对硫化氢监测工作有所帮助。
１．硫化氢的性质和对天然气钻探的危害
1.1硫化氢的性质
硫化氢是一种无色、剧毒、强酸性气体，其相对密度为1.176，较空气重；燃点250℃，燃烧时呈蓝色火焰，产生有毒的SO2；硫化氢与空气混合，体积分数达4.3%~46%时就形成一种爆炸混合物[1]。
1.2硫化氢的危害
1.2.1硫化氢对人体的危害
硫化氢的毒性较一氧化碳大5~6倍，几乎与氰同样剧毒。硫化氢质量浓度不同，对人的危害也不同，轻则对人体造成刺激，重则会致使人在几分钟内死亡。
1.2.2硫化氢对设备材料的危害
(1)硫化氢对金属材料的腐蚀。硫化氢溶于水形成弱酸，对金属的腐蚀形式有电化学失重腐蚀、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。氢脆破坏往往造成井下管柱的突然断落、地面管汇和仪表的爆破、井口装置的破坏，甚至发生严重的井喷失控或着火事故。
(2)硫化氢能加速非金属材料的老化。在地面设备、井口装置、井下工具中，有橡胶、浸油石墨、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。
1.2.3硫化氢对钻井液的危害
硫化氢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、Ph 值下降、黏度上升，以至形成流不动的冻胶，不能使用，这必将增加成本，并给施工人员带来安全威胁。因此，要对硫化氢进行监测和控制，以保护人员和设备的安全。
2.硫化氢的监测
现场常用检测硫化氢的方法主要有仪器检测法和快速化学分析法两种，其中，常用硫化氢检测仪器有硫化氢库仑检测仪、硫化氢气敏电极检测仪，常用快速化学分析方法有醋酸铅检测管法、醋酸铅指示纸法[2]，这些方法检测硫化氢的浓度不但过程复杂，给检测带来很大的麻烦，而且不能实时监测，不能保证快速准确掌握硫化氢浓度的要求。
随着传感器技术、电子技术、计算机技术和信息传输技术的发展及应用，安全监测监控系统已逐渐发展完善，由可监测单一参数的系统发展为可24小时同时监测多个参数，并可以实现报警和自动控制功能，其在煤矿的应用实现了煤矿的高产高效和安全生产的目标[3]。
天然气的使用大大提高了人民的生活水平，保证了生活质量，但天然气的主要成分是甲烷和硫化氢，甲烷是一种易燃易爆性气体，硫化氢是一种有毒气体，一旦泄露，会造成非常严重的后果，因此，要在利用天然气的同时保证使用的安全性。为了保证安全使用天然气最有效的方法是引入安全监测监控系统。由于在天然气的钻探中硫化氢对人员和设备会造成很大的伤害，因此，首先要研究怎样监测和控制硫化氢气体。
用于硫化氢监测的DLS综合录井仪，可监测硫化氢的最小体积分数为10-6，具有灵敏度高，响应时间短，监测及时性强，预报准确度高的特点，具有24h连续监测，声光报警的功能。经试验，该录井仪可对硫化氢异常作出预报，成功率为100%，有效地保证了工程的顺利施工和井场工作人员的人身安全。但是，目前硫化氢监测方法仅局限于对地面的硫化氢的监测，而对于可能产生硫化氢气体的因素没有加以监测，同时发现硫化氢异常报警方式单调、硫化氢传感器安装位置不符合井场硫化氢分布规律等问题，因此，要对现行硫化氢监测加以改进。
3.现行井场硫化氢监测的改进
3.1 硫化氢监测应从监测地面气体向监测地层流体延伸
硫化氢监测的目的是防止硫化氢对设备特别是对人员的伤害，因此，监测产生硫化氢的因素比监测地面硫化氢气体更为重要，主要可通过以下三个方面实现：掌握区域资料，认清地层情况；加强地层对比分析；加强地层压力监测及加强钻井施工监测。
3.2 按照井场硫化氢分布规律安置检测仪
检测仪位置的正确选择是保证检测结果及时、准确的前提，因此必须按硫化氢分布规律来安装硫化氢检测仪，将传感器安装在能在第一时间检测到硫化氢出现的位置和能测出硫化氢准确值的位置上，否则导致检测结果失真。
3.3 报警内容多样化
目前井场硫化氢监测报警内容比较单一，一般只向井场发出“有硫化氢出现”的信息，没有发出现有井场硫化氢危害程度及变化情况的内容，而影响硫化氢出现的地层、钻井液密度、施工问题则不属于硫化氢监测预警内容。事实证明，单一的报警不能满足井场预防措施制定和实施的需要，不能保证防患于未然。因此，井场硫化氢监测应着眼于防患，内容应多样化。因此，应由报警出现硫化氢气体扩大为预警有可能出现硫化氢气体及由单一的出现硫化氢气体报警扩大为分级报警。
4.小结
本文分析了硫化氢的性质及对人员和设备的危害，鉴于天然气给人们的生活带来很大的方便的同时也必须确保天然气钻探和使用中的安全，因此，在天然气的开发即钻探中必须严格监测硫化氢的含量。经过对传统硫化氢检测的分析发现要实现对硫化氢不间断的监测必须引入安全监测监控系统。此外，对目前的硫化氢监测的缺陷进行了改进。■
【参考文献】
［１］王汉青.通风工程[M].北京：机械工业出版社，2005.
［２］杨克远.清除天然气中H2S含量的化学剂自动注入控制系统[J].国外油田工程,2002,18(1):31-32.
［３］时宁国.煤矿监测监控技术[M].甘肃：甘肃科学技术出版社，2010.
