[發明專利]含硫地層鉆井作業的鉆井液中硫化氫清除方法

有效

• 申請號: 201710567443.2
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107152250B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 羨維偉;韓烈祥;陳科旭;張鵬;潘登;任偉;鄭沖濤;劉小瑋;劉先明;程艷;孫翊成;何嵬
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B21/06
• 分類號: E21B21/06
• 代理公司: 51211 成都天嘉專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 冉鵬程

本發明公開了一種含硫地層鉆井作業的鉆井液中硫化氫清除方法，涉及石油鉆探密閉鉆井工藝技術領域。本發明采用自動增溫、機械擾流、液下噴射以及負壓抽離的多重技術措施，提高鉆井液中硫化氫的分離效率。本發明可以在完全密閉的環境中將鉆井液中硫化氫氣體以及水解態硫化氫分離，能夠防止鉆井液中的硫化氫在常規固控系統處揮發至空氣中對人員和環境造成傷害，滿足含硫地層鉆井作業的安全要求。

技術領域

本發明涉及石油鉆探密閉鉆井工藝技術領域，尤其涉及用于在含硫地層鉆井作業的鉆井液中硫化氫的清除方法。

背景技術

鉆井技術按照鉆井液在井底的液柱壓力與地層壓力不同分為常規鉆井與欠平衡鉆井。當井底壓力小于地層壓力時稱為欠平衡鉆井。在欠平衡鉆井過程中，地層流體會進入井筒并隨鉆井液返至地面。欠平衡鉆井技術具有提高鉆井效率、保護儲層以及提高油氣產量等優點。但是當鉆遇含硫地層時，由于沒有相應的鉆井液硫化氫密閉處理設備，常規的欠平衡鉆井工藝鉆井液地面循環系統主要包括有節流管匯、多相分離器、固控系統以及循環罐等處理裝置。循環系統中的液氣分離器主要用于分離隨鉆井液從井筒內返出的地層氣體，在含硫地層中，包含有天然氣與硫化氫等氣體。如果在地面循環系統中，多相分離器不能完全的分離處理地層氣體，將造成排出至固控系統的鉆井液中有硫化氫氣體逸出的可能，對操作人員造成傷害。如果未分離處理完全的硫化氫氣體過多，也會對循環系統中的設備及井下工具造成腐蝕損害。

國家知識產權局于2009年9月9日，公開了一件公開號為CN101525993A，名稱為“含硫地層欠平衡鉆井中硫化氫的監測與控制方法”的發明專利，該發明專利是鉆井液經過密閉取樣器時對鉆井液中硫化氫含量進行監測，并將監測到的硫化氫含量信號輸入至控制系統，控制系統換算成所需除硫劑的量并發出指令，注入除硫劑至四相分離器并使鉆井液中的硫化氫與除硫劑反應從而清除殘留硫化氫。

上述現有技術中對硫化氫的處理方法中，過量地添加除硫劑至鉆井液中，會對鉆井液材料的性能造成一定的影響，因此會對除硫劑的添加量產生一定的限制，而限制了除硫劑的添加量之后，就會影響硫化氫的清除效果和效率，不能很好的清除掉鉆井液中的硫化氫。

發明內容

為了克服上述現有技術中存在的缺陷和不足，本發明提供了一種用于含硫地層鉆井作業的鉆井液中的硫化氫清除方法，本發明的發明目的旨在于解決鉆井液中硫化氫的清除問題，當除硫劑用量受到限制時，仍能有效清除鉆井液中的硫化氫，既不影響鉆井液中材料的性能，又能有效地清除硫化氫。本發明可以在完全密閉的環境中將鉆井液中硫化氫氣體以及水解態硫化氫分離，能夠防止鉆井液中的硫化氫在常規固控系統處揮發至空氣中對人員和環境造成傷害，滿足含硫地層鉆井作業的安全要求。

為了解決上述現有技術中存在的缺陷，本發明是通過下述技術方案實現的：

含硫地層鉆井作業的鉆井液中硫化氫的清除方法，其特征在于：含硫化氫的鉆井液從井內返出，經過降壓后進入分離罐中，進入分離罐的鉆井液經過離心分離，離心分離后的氣體從分離罐上部分離，分離后的鉆井液落入分離罐內；通過鉆井液加熱系統對鉆井液進行增溫調節；并對分離罐內的鉆井液底部流體進行攪拌擾流；將分離罐內的鉆井液出口處的鉆井液抽送至鉆井液液面處噴射；在分離罐內設置真空系統，通過真空系統將分離罐內抽至負壓狀態；通過冷卻排液系統保持分離罐內液面平穩，并通過冷卻機構降低冷卻排液系統中鉆井液的溫度，確保排出至固控系統的鉆井液中硫化氫處于安全標準范圍以內。

在分離罐的入口管線處設置除硫劑出入口，通過除硫劑注入系統注入除硫劑進行除硫處理。

設置數據監測與采集系統和監控系統，數據監測與采集系統實時監測硫化氫處理過程中的監測數據，并將監測到的監測數據傳輸至監控系統，監控系統根據監測到的監測數據對加熱系統、真空系統、冷卻排液系統、除硫劑注入系統、用于對鉆井液底部流體進行攪拌擾流的攪拌機構和用于將鉆井液出口處的鉆井液抽送至鉆井液液面處噴射的噴射系統進行實時操作控制。