CN102041994A - 一种硫化氢预警测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硫化氢预警测量方法，其特点是采用传感器检测钻井液中的硫离子和氢离子含量以及钻井液的温度，利用检测所得数据、电离平衡和饱和溶解度特性计算钻井液中的硫化氢含量，然后对比硫化氢溶液的饱和溶解度，在硫化氢气体溢出钻井液之前及时报警。本发明与现有技术相比具有检测设备简单，操作方便，预警准确率高的优点，从而大大避免了人身安全事故的发生，对预防石油钻井行业的硫化氢溢出事故有着重大意义。

Description

一种硫化氢预警测量方法 

技术领域

本发明涉及石油钻井气体检测技术领域，尤其是一种用于石油钻井的硫化氢预警测量方法。 

背景技术

石油钻井界硫化氢气体的溢出是严重威胁钻井人员生命安全的事故。目前，一般都采用硫化氢气体传感器进行检测，由于硫化氢气体传感器只能检测空气中的硫化氢含量，当它检测到硫化氢气体时，情况已经相当紧急，有时会因处理不及时而造成重大安全事故。 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而设计的一种硫化氢预警测量方法，它通过检测钻井液中的硫、氢离子的含量和钻井液温度，观察硫化氢在钻井液中的含量变化趋势，利用硫化氢溶液电离平衡以及与硫化氢溶液的饱和溶解度的对比作出预警，该方法使用的设备简单，操作方便，预警准确，大大避免了石油钻井因硫化氢气体的溢出而导致人身安全事故的发生。 

本发明的目的是这样实现的：一种硫化氢预警测量方法，其特点是该方法采用传感器检测钻井液中的硫离子和氢离子含量以及钻井液的温度，然后将传感器所检测的数据输入PC机， PC机内置软件对钻井液的硫化氢含量进行计算，以计算的硫化氢含量与一定温度下该溶液的饱和溶解度的比值为报警参数，当报警参数≥1时，PC机就可在硫化氢气体溢出钻井液之前及时、准确地发出预警指令。 

所述传感器为硫离子传感器、pH值传感器和温度传感器。 

所述PC机内置软件为电离平衡和饱和溶解度特性的计算软件以及对比硫化氢溶液的饱和溶解度作出报警的程序软件。 

本发明与现有技术相比具有检测设备简单，操作方便，预警准确率高的优点，从而大大避免了石油钻井因硫化氢气体的溢出而导致人身安全事故的发生，对预防石油钻井行业的硫化氢溢出事故有着重大意义。 

附图说明

图1为本发明实施例图。 

具体实施方式

参阅附图1，本发明将硫离子传感器1、PH值传感器2和温度传感器3放置于钻井4内的液面下，测量钻井液中的负二价硫离子含量和氢离子含量以及钻井液的温度，硫离子传感器1、PH值传感器2和温度传感器3将所检测得到的数据输入PC机5，PC机5内设置电离平衡和饱和溶解度特性的计算软件以及对比硫化氢溶液的饱和溶解度作出报警的程序软件，PC机5内置软件对钻井液的硫化氢含量进行计算，并以计算的硫化氢含量与一定温度下该溶液的饱和溶解度的比值为报警参数，当该报警参数≥1时，PC机就会在硫化氢气体溢出钻井液之前及时、准确地发出预警指令，下面通过具体的操作和计算对本发明作进一步说明如下： 

(1)、硫化氢溶解于水后形成的是弱酸，是一种弱电解质，具有相应的电离度, 具有一般化学平衡的特点，可以用电离平衡常数来表示电离程度的大小，电离平衡常数是一种平衡常数，它只与温度有关，而与浓度无关，硫化氢在水中的电离平衡方程如下：

一级电离方程： 

二级电离方程： 

   电离平衡常数计算如下： 

 

式中：K1、K2分别是一级电离平衡常数和二级电离平衡常数；用[ ]表示浓度。由电离平衡常数的计算方法，可以推出钻井液中硫化氢的含量，如下式：

(2)、硫化氢是一种溶于水的气体，具有一定的饱和溶解度，其饱和溶解度与外界条件如温度、压强、溶剂种类等有关，如常温常压下，硫化氢饱和溶液的浓度为0.1mol/L。在钻井过程中，当钻井液中的硫化氢接近或达到饱和溶解度时，硫化氢就不可避免的溢出到空气中，形成硫化氢溢出事故。

(3)、本发明利用硫化氢气体溶解后形成弱酸的特性，根据电离平衡常数计算出钻井液中硫化氢的含量，电离平衡常数是只与温度有关，而与浓度无关的常数，同时饱和溶解度与温度、压强和溶剂种类等有关。在普通水基泥浆中溶剂为水，钻井液的环境一般为假定为标准大气压，因此，饱和溶解度也成了一个只与温度相关的参数。 

    本发明将检测得到的硫化氢浓度与一定温度下的饱和溶解度的比值作为一个报警参数，当报警参数≥1，硫化氢溢出的可能性就越大，这时PC机5就可以在硫化氢气体溢出钻井液之前及时、准确地发出预警指令，大大避免了人身安全事故的发生，而且预警准确率高。 

Claims (3)

1.一种硫化氢预警测量方法，其特征在于该方法采用传感器检测钻井液中的硫离子和氢离子含量以及钻井液的温度，然后将传感器所检测的数据输入PC机， PC机内置软件对钻井液的硫化氢含量进行计算，以计算的硫化氢含量与一定温度下该溶液的饱和溶解度的比值为报警参数，当报警参数≥1时，PC机就可在硫化氢气体溢出钻井液之前及时、准确地发出预警指令。

2.根据权利要求1所述硫化氢预警测量方法，其特征在于所述传感器为硫离子传感器、pH值传感器和温度传感器。

3.根据权利要求1所述硫化氢预警测量方法，其特征在于所述PC机内置软件为电离平衡和饱和溶解度特性的计算软件以及对比硫化氢溶液的饱和溶解度作出报警的程序软件。