[發明專利]欠平衡鉆井液地面循環系統中硫化氫的應急處理方法

在審

• 申請號: 201710567444.7
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107152251A
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 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: 成都天嘉專利事務所(普通合伙)51211
• 代理人: 冉鵬程

技術領域

本發明涉及石油鉆探鉆井工藝技術領域，更具體地說涉及一種主要用于在于大氣隔離的密閉欠平衡鉆井循環系統中的鉆井液地面循環系統中硫化氫的應急處理方法。

背景技術

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。因此，如需在含硫地層進行欠平衡鉆井作業時，有必要提供一種工藝方法對在常規欠平衡鉆井工藝鉆井液地面循環系統中的硫化氫氣體進行防止逸出的應急處理。

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。

發明內容

為了克服上述現有技術中存在的缺陷和不足，本發明提供了一種欠平衡鉆井液地面循環系統中硫化氫的應急處理方法，本發明的發明目的旨在于解決現有技術中除硫劑加入量收到限制時，對硫化氫進一步的處理，清除未完全分離的硫化氫，避免硫化氫氣侵鉆井液在固控系統處揮發至大氣環境中對人員、設備與環境的傷害，防止意外事故的發生，滿足安全環保鉆井的需求。

為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明是通過下述技術方案實現的：

欠平衡鉆井液地面循環系統中硫化氫的應急處理方法，首先將從井內返出的含有硫化氫的鉆井液經過降壓后進入多相分離器進行液氣分離，分離后的鉆井液排至固控系統中；在鉆井液進入固控系統前或進入固控系統時，對鉆井液中硫化氫含量進行監測，當監測的硫化氫含量超過標準而不能繼續排至固控系統時，注入除硫劑至多相分離器中，并使鉆井液中的硫化氫與除硫劑反應；其特征在于：采用下述兩種處理方法中的任意一種或者兩種的組合對鉆井液進行處理；

A、打開多相分離器排液管線上分支管路通道，將未分離干凈的鉆井液再次回注至多相分離器進液口進行再次循環分離；

B、將多相分離器處理后的未分離干凈的鉆井液直接繞過固控系統，注入至井內進行循環處理。

所述未分離干凈的鉆井液，具體是指，在除硫劑加入量受到限制時，經多相分離器中除硫劑與鉆井液中硫化氫進行反應后，不能完全清楚干凈硫化氫，還含有部分硫化氫在鉆井液中。

所述含有硫化氫的鉆井液經過降壓后進入多相分離器，具體是指：含有硫化氫的鉆井液經過節流管匯進行降壓處理，所述節流管匯通過一級或多級串聯的方式對鉆井液進行降壓。

所述含有硫化氫的鉆井液經過降壓后進入多相分離器進行液氣分離，分離后的氣體經過脫硫與燃燒處理。

所述對鉆井液中硫化氫進行監測，具體是指，采用硫化氫監測儀對鉆井液中的硫化氫進行監測。

所述硫化氫監測儀安裝在固控系統上。

所述固控系統至少包括振動篩、除砂器和離心機。

所述多相分離器為四相分離器。

與現有技術相比，本發明所帶來的有益的技術效果表現在：

1、本發明的獨特的優點在于采用藥劑注入、旁通回流以及循環回注三種應急保險措施方法來控制地面分離系統不能完全分離有毒有害氣體時的鉆井液流體處理控制工藝，也可以采用本發明中提到的各級方法的組合進行處理，最大限度的避免硫化氫等有毒有害氣體在固控系統中揮發至大氣對人員與環境造成傷害。

2、與現有技術相比，由于藥劑過多量的添加將對鉆井液材料的性能造成一定的影響，因此本申請在藥劑加入量收到限制時，可以采取旁通回流、循環回注或者兩種方式的結合的方式，對殘留有硫化氫的鉆井液進一步處理，旁通回流的方式，將未處理干凈的鉆井液進行循環處理，可以在藥劑加入量受到限制的情況下，延長除硫劑與硫化氫的反應時間，防止存留的除硫劑對鉆井液材料的性能造成影響。