[发明专利]一种安全环保密闭循环钻井地面作业方法

说明书

本发明公开了一种安全环保密闭循环钻井地面作业方法，涉及含硫油气井欠平衡钻井作业领域，其步骤如下：第一步：井内返出的钻井液流经自动节流管汇控压后进入气液两相分离器，将含有硫化氢的气体分离；第二步：两相分离器返出的钻井液进入密闭振动筛，将岩屑和钻井液中剩余的气体进行分离；第三步：密闭振动筛流出的钻井液进入密闭循环罐，对罐内的钻井液进行硫化氢监测，监测到硫化氢后进行除硫处理；第四步：密闭循环罐返出的钻井液由钻井泵泵入井内实施密闭循环钻井；将经除硫处理的气体送入可燃气体回收装置回收。采用本方法，一方面可实现密闭循环式分离和处理含硫天然气和含硫钻井液，另一方面硫化氢清除效果能得到显著提高。

技术领域

本发明涉及含硫油气井钻井作业领域，确切地说涉及一种安全环保密闭循环钻井地面作业方法，是用于含硫地层钻井作业中地面工艺流程方法。

背景技术

随着油气勘探的进一步深入，我国目前已经在四川、渤海湾、鄂尔多斯、塔里木和准噶尔等深层油气层中发现了硫化氢等有害气体，严重阻碍了该类地层的勘探开发进程。目前，我国含硫气田气产量占全国气产量的60%，其中四川盆地含硫天然气产量占总产量的80%。因此，加快含硫气藏的开发应用有助于解决增大我国油气供应量、保障国家能源安全。随着油气资源的不断开采和日益衰竭，采用常规钻井技术进行含硫油气藏的钻探面临着严重井漏和钻探成功率低等问题，钻遇意外溢流，含硫油气藏中有害气体会进入井筒返至地面，目前钻探过程中地面系统处于敞开状态，含硫油气循环到地面后，有害气体会自由挥发进入空气危害人体和环境，且一旦硫化氢含量超标将无法继续循环钻进，需反推压井作业，严重影响了正常钻进作业进程，引发环保安全风险。

公开号为CN101463713，公开日为2009年6月24日的中国专利文献公开了一种含硫地层欠平衡钻井作业的钻井液循环分离方法，属于含硫油气井钻井液的处理技术领域，分离方法包括压力控制、油，固，气分离、天然气分离、硫化氢清除和固控及配浆处理几个步骤，设备包括钻井液密闭分离系统和固控系统，该发明设计了一种可对钻井液中硫化氢进行有效控制、对地层产物进行密闭分离的含硫地层欠平衡钻井液的循环分离方法；解决了现有技术敞开处理对人员造成威胁，对环境带来损害的问题，具有完全密闭处理，循环利用和对地层产物进行在线监控和精确计量，以及了解地层情况的特点。

但以上述专利文献为代表的现有技术，仍然存在以下缺陷：

1、现有欠平衡钻井液循环分离过程中，没有实现完全密闭式清除硫化氢，暴露在外的硫化氢打到一定浓度后，会对处理人员带来严重的安全隐患。

2、现有欠平衡钻井液循环分离方法，其对硫化氢的清除效果并不理想。

发明内容

本发明旨在针对现有钻井地面循环系统中无法安全有效分离和处理硫化氢的技术问题，提供一种安全环保密闭循环钻井地面作业方法，采用本方法，一方面可实现密闭循环式分离和处理含硫天然气和含硫钻井液，另一方面硫化氢清除效果能得到显著提高。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种安全环保密闭循环钻井地面作业方法，其特征在于步骤如下：

第一步：井内返出的钻井液流经自动节流管汇控压后进入气液两相分离器，将含有硫化氢的气体分离；

第二步：两相分离器返出的钻井液进入密闭振动筛，将岩屑和钻井液中剩余的气体进行分离；

第三步：密闭振动筛流出的钻井液进入密闭循环罐，对罐内的钻井液进行硫化氢监测，监测到硫化氢后进行除硫处理；

第四步：密闭循环罐返出的钻井液由钻井泵泵入井内实施密闭循环钻井；

将经两相分离器分离出的气体和经密闭振动筛分离出的气体送入除硫装置进行除硫处理，经除硫处理的气体送入可燃气体回收装置。

所述的可燃气体回收装置包括依次连接的脱水装置、压缩机组和天然气存储罐。