本發(fā)明涉及石油鉆探鉆井工藝技術(shù)領(lǐng)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(huán)系統(tǒng)中的鉆井液地面循環(huán)系統(tǒng)中硫化氫的應(yīng)急處理方法。

背景技術(shù)：

常規(guī)的欠平衡鉆井工藝鉆井液地面循環(huán)系統(tǒng)主要包括有節(jié)流管匯、多相分離器、固控系統(tǒng)以及循環(huán)罐等處理裝置。循環(huán)系統(tǒng)中的液氣分離器主要用于分離隨鉆井液從井筒內(nèi)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(huán)系統(tǒng)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(tǒng)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(huán)系統(tǒng)中的設(shè)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(yè)時，有必要提供一種工藝方法對在常規(guī)欠平衡鉆井工藝鉆井液地面循環(huán)系統(tǒng)中的硫化氫氣體進行防止逸出的應(yīng)急處理。

國家知識產(chǎn)權(quán)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(jiān)測與控制方法”的發(fā)明專利，該發(fā)明專利是鉆井液經(jīng)過密閉取樣器時對鉆井液中硫化氫含量進行監(jiān)測，并將監(jiān)測到的硫化氫含量信號輸入至控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)換算成所需除硫劑的量并發(fā)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(yīng)從而清除殘留硫化氫。

上述現(xiàn)有技術(shù)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(chǎn)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。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本發(fā)明提供了一種欠平衡鉆井液地面循環(huán)系統(tǒng)中硫化氫的應(yīng)急處理方法，本發(fā)明的發(fā)明目的旨在于解決現(xiàn)有技術(shù)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(tǒng)處揮發(fā)至大氣環(huán)境中對人員、設(shè)備與環(huán)境的傷害，防止意外事故的發(fā)生，滿足安全環(huán)保鉆井的需求。

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

欠平衡鉆井液地面循環(huán)系統(tǒng)中硫化氫的應(yīng)急處理方法，首先將從井內(nèi)返出的含有硫化氫的鉆井液經(jīng)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(tǒng)中；在鉆井液進入固控系統(tǒng)前或進入固控系統(tǒng)時，對鉆井液中硫化氫含量進行監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測的硫化氫含量超過標(biāo)準(zhǔn)而不能繼續(xù)排至固控系統(tǒng)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(yīng)；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(huán)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(tǒng)，注入至井內(nèi)進行循環(huán)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(jīng)多相分離器中除硫劑與鉆井液中硫化氫進行反應(yīng)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(jīng)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(jīng)過節(jié)流管匯進行降壓處理，所述節(jié)流管匯通過一級或多級串聯(lián)的方式對鉆井液進行降壓。

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

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

所述硫化氫監(jiān)測儀安裝在固控系統(tǒng)上。

所述固控系統(tǒng)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(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所帶來的有益的技術(shù)效果表現(xiàn)在：

1、本發(fā)明的獨特的優(yōu)點在于采用藥劑注入、旁通回流以及循環(huán)回注三種應(yīng)急保險措施方法來控制地面分離系統(tǒng)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(fā)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(tǒng)中揮發(fā)至大氣對人員與環(huán)境造成傷害。

2、與現(xiàn)有技術(shù)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(huán)回注或者兩種方式的結(jié)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(huán)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(yīng)時間，防止存留的除硫劑對鉆井液材料的性能造成影響。

3、采用循環(huán)回注的方式，是在地層返出的氣體量過大，所有分離設(shè)備均不能夠完全處理，而不能停止循環(huán)的情況下，直接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(tǒng)，注入至井內(nèi)進行循環(huán)處理，繞過固控系統(tǒng)，防止鉆井液中硫化氫的泄露，最大限度的避免硫化氫等有毒有害氣體在固控系統(tǒng)中揮發(fā)至大氣對人員與環(huán)境造成傷害。

附圖說明

圖1為本發(fā)明方法的工藝流程示意圖；

圖2為本發(fā)明的不同工藝需求的方法流程示意圖。

具體實施方式

實施例1

作為本發(fā)明一較佳實施例，參照說明書附圖1，本實施例公開了：

欠平衡鉆井液地面循環(huán)系統(tǒng)中硫化氫的應(yīng)急處理方法，首先將從井內(nèi)返出的含有硫化氫的鉆井液經(jīng)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(tǒng)中；在鉆井液進入固控系統(tǒng)前或進入固控系統(tǒng)時，對鉆井液中硫化氫含量進行監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測的硫化氫含量超過標(biāo)準(zhǔn)而不能繼續(xù)排至固控系統(tǒng)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(yīng)；采用下述處理方法對鉆井液進行處理；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(huán)分離。

實施例2

作為本發(fā)明又一較佳實施例，參照說明書附圖1，本實施例公開了：

欠平衡鉆井液地面循環(huán)系統(tǒng)中硫化氫的應(yīng)急處理方法，首先將從井內(nèi)返出的含有硫化氫的鉆井液經(jīng)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(tǒng)中；在鉆井液進入固控系統(tǒng)前或進入固控系統(tǒng)時，對鉆井液中硫化氫含量進行監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測的硫化氫含量超過標(biāo)準(zhǔn)而不能繼續(xù)排至固控系統(tǒng)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(yīng)；采用下述處理方法對鉆井液進行處理；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(tǒng)，注入至井內(nèi)進行循環(huán)處理。

實施例3

作為本發(fā)明又一較佳實施例，參照說明書附圖1，本實施例公開了：

欠平衡鉆井液地面循環(huán)系統(tǒng)中硫化氫的應(yīng)急處理方法，首先將從井內(nèi)返出的含有硫化氫的鉆井液經(jīng)過降壓后進入四相分離器進行液氣分離，分離后的鉆井液排至固控系統(tǒng)中；在鉆井液進入固控系統(tǒng)前或進入固控系統(tǒng)時，對鉆井液中硫化氫含量進行監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測的硫化氫含量超過標(biāo)準(zhǔn)而不能繼續(xù)排至固控系統(tǒng)時，注入除硫劑至四相分離器中，并使鉆井液中的硫化氫與除硫劑反應(yīng)；采用下述處理方法對鉆井液進行處理；采用下述兩種處理方法的組合對鉆井液進行處理；打開四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四相分離器進液口進行再次循環(huán)分離；將四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(tǒng)，注入至井內(nèi)進行循環(huán)處理。

實施例4

下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明的實施例：含硫地層流體隨鉆井液從井筒返出至地面井口1后，經(jīng)過節(jié)流管匯2降壓以及多相分離器4進行液氣分離，分離后的氣體經(jīng)過脫硫6與燃燒7處理，分離后的鉆井液可通過打開閥門17依靠分離器4的壓力直接排至固控系統(tǒng)10，當(dāng)分離器4內(nèi)的壓力不足時，可通過打開閥門18，并開啟排液泵19來排出鉆井液。固控系統(tǒng)10上安裝有硫化氫監(jiān)測儀25，可實時監(jiān)測排至固控系統(tǒng)10的鉆井液中硫化氫含量。多相分離器4上安裝有硫化氫監(jiān)測儀26，可實時監(jiān)測多相分離器中鉆井液中硫化氫的含量；當(dāng)監(jiān)測的硫化氫含量超過標(biāo)準(zhǔn)而不能排至固控系統(tǒng)10時，可通過應(yīng)急處理措施進行處理。首先是自動打開加藥裝置9及其閥門14，通過泵13向多相分離器4進液口處自動注入除硫劑等相關(guān)藥劑進行除硫處理，注入管路上設(shè)置有單流閥15，避免鉆井液進入加藥裝置9。需要注意的是由于藥劑過多量的添加將對鉆井液材料的性能造成一定影響。此時，如果藥劑加入量受到限制，首先自動打開多相分離器4排液管線上分支管路通道，即打開閥門20，將未分離干凈的鉆井液再次回注至多相分離器入進液口進行再次循環(huán)分離，該回注管路上也設(shè)置有單流閥16，防止高壓管路上鉆井液直接進入排液管線。如果地層返出的氣體量過大，所有分離設(shè)備均不能夠完全處理，又不能停止循環(huán)，則關(guān)閉閥門22與閥門23，打開閥門21、24，將多相分離器4處理后的仍含有氣體的鉆井液直接繞過固控系統(tǒng)10與地面循環(huán)罐11，通過泥漿泵12注入井內(nèi)進行循環(huán)處理，至此完成了欠平衡鉆井液地面循環(huán)系統(tǒng)中的硫化氫應(yīng)急處理工藝方法。

在本發(fā)明中，所有閥門、儀器、泵以及設(shè)備等均可以采用集中控制或其他已知方式進行控制。本發(fā)明省略了返出鉆井液中其他如巖屑、油等相態(tài)物質(zhì)的處理流程，但其硫化氫應(yīng)急處理流程均包含在本發(fā)明的保護范圍。如果在較高壓力的地層進行鉆井，本發(fā)明可以采用為二級或多級分離器分離的方法，其應(yīng)急處理方法與單級分離器的方法類似，二級分離器應(yīng)急分離方法流程示意圖如圖2所示。也可以采用本發(fā)明中提到的各級方法的組合進行處理，以上方法均包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的基本原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。