一种含硫化氢井的钻井方法技术

本发明专利技术提供一种含硫化氢井的钻井方法，包括以下步骤：根据所述含硫化氢井的除硫剂预加量和所述含硫化氢井的预测硫化氢浓度，确定向钻井液中进行除硫剂的第一添加量；按照所述第一添加量向所述钻井液中进行所述除硫剂的第一添加，得到第一钻井液并向所述含硫化氢井中注入所述第一钻井液进行钻进；根据返出钻井液中所述除硫剂的浓度与所述含硫化氢井的除硫剂维护量，确定向所述钻井液中进行所述除硫剂的第二添加量，并按照所述第二添加量向所述钻井液中进行所述除硫剂的第二添加。本发明专利技术既能提高钻井过程中除硫剂的使用效果，又避免了除硫剂的浪费，有效的降低了对含硫化氢井进行钻进的风险。

A drilling method for well containing hydrogen sulfide

【技术实现步骤摘要】
一种含硫化氢井的钻井方法
本专利技术涉及钻井技术，尤其涉及一种含硫化氢井的钻井方法，属于石油开采

技术介绍
在含硫化氢井钻井中很容易钻遇硫化氢，由于硫化氢是一种剧毒和强腐蚀气体，对人体和钻具有很大的伤害，因此在含硫化氢地层钻井中硫化氢防护极其重要。为此，钻井工作者从地层预测、井身结构设计、钻具的使用、钻井液、固井、完井等建立起了一套含硫化氢井安全作业方法，并形成了推荐做法发布《含硫油气井安全钻井推荐做法》(SY/T5087-2005)，根据《钻井液技术手册》、《钻井液工艺学》等研究成果，对于硫化氢的防护措施：一是保持钻井液pH值大于10；二是在钻井液中加入一定量的除硫剂(碱式碳酸锌、海绵铁等)。根据研究成果，现场工程师在含硫井钻井作业过程中一般是在钻开含硫井段之前添加0.5％～3％不等的除硫剂，并维持钻井液pH值满足要求，以保证钻井液防止硫化氢的污染和溢出，避免造成伤害。钻井液中加入除硫剂后，除硫剂中的阳离子(锌离子、铁离子等)与硫离子发生反应生成不溶物，达到去除硫化氢的目的。随着研究的深入，钻井液中有效处理剂浓度检测方法等手段建立之后，发现钻井液中除硫剂在加入之后会逐消失，消失的原因包括以下两方面：一是大多的除硫剂是微溶物质，加入钻井液之后，随着形成泥饼粘附在泥饼上消失；二是钻进过程中，地层气体中的硫化氢通过岩屑进入钻井液，与除硫剂反应消耗。因此当前钻井液使用除硫剂方式(一次性加入除硫剂)，随着除硫剂的消耗，不能保证钻井液中拥用足够量的有效除硫剂，因而给硫化氢浸入井筒污染钻井液和腐蚀钻工具带来风险。
技术实现思路
本专利技术提供一种含硫化氢井的钻井方法，既能提高钻井过程中除硫剂的使用效果，又避免了除硫剂的浪费，有效的降低了对含硫化氢井进行钻进的风险。本专利技术提供一种含硫化氢井的钻井方法，包括以下步骤：根据所述含硫化氢井的除硫剂预加量和所述含硫化氢井的预测硫化氢浓度，确定向钻井液中进行除硫剂的第一添加量；按照所述第一添加量向所述钻井液中进行所述除硫剂的第一添加，得到第一钻井液；向所述含硫化氢井中注入所述第一钻井液进行钻进，根据返出钻井液中所述除硫剂的浓度与所述含硫化氢井的除硫剂维护量，确定向所述钻井液中进行所述除硫剂的第二添加量，并按照所述第二添加量向所述钻井液中进行所述除硫剂的第二添加。如上所述的钻井方法，其中，所述根据所述含硫化氢井的除硫剂预加量和所述含硫化氢井的预测硫化氢浓度，确定向钻井液中进行除硫剂的第一添加量，包括：检测所述钻井液中是否含有所述除硫剂；若所述钻井液中含有所述除硫剂，检测所述钻井液中所述除硫剂的浓度；根据所述除硫剂预加量、所述预测硫化氢浓度和所述钻井液中所述除硫剂的浓度确定所述第一添加量。如上所述的钻井方法，其中，所述根据所述除硫剂预加量、所述预测硫化氢浓度和所述钻井液中所述除硫剂的浓度确定所述第一添加量，包括：若C≤3290，则Q1＝5且M1＝Q1-W1；若3290＜C≤19737，则5＜Q1≤10且M1＝Q1-W1；若19737＜C≤30000，则10＜Q1≤15且M1＝Q1-W1；若30000＜C≤98684，则15＜Q1≤20-且M1＝Q1-W1；若C＞98684，则Q1＞20且M1＝Q1-W1；其中，C为所述预测硫化氢浓度，单位为ppm；Q1为所述除硫剂预加量，单位为kg/m3；M1为所述第一添加量，单位为kg/m3；W1为述钻井液中所述除硫剂的浓度，单位为kg/m3。如上所述的钻井方法，其中，所述根据返出钻井液中所述除硫剂的浓度与所述含硫化氢井的除硫剂维护量，确定向所述钻井液中进行所述除硫剂的第二添加量，包括：根据所述返出钻井液中所述除硫剂的浓度、所述除硫剂维护量以及所述含硫化氢井的硫化氢浓度，确定所述第二添加量。如上所述的钻井方法，其中，所述根据所述返出钻井液中所述除硫剂的浓度、所述除硫剂维护量以及所述含硫化氢井的硫化氢浓度，确定所述第二添加量，包括：若N≤1000，则Q2＝2～3且M2＝Q2-W2；若1000＜N≤10000，则Q2＝6～9且M2＝Q2-W2；若10000＜N≤19737，则Q2＝10～15且M2＝Q2-W2；若19737＜N≤30000，则Q2＝20～30且M2＝Q2-W2；若30000＜N≤98684，则Q2＝30～45且M2＝Q2-W2；若N＞98684，则Q2＝40～60且M2＝Q2-W2；其中，N为所述含硫化氢井的硫化氢浓度，单位为ppm；Q2为所述除硫剂维护量，单位为kg/m3；M2为所述第二添加量，单位为kg/m3；W2为所述返出钻井液中所述除硫剂的浓度，单位为kg/m3。如上所述的钻井方法，其中，所述含硫化氢井的硫化氢浓度为所述预测硫化氢浓度或所述含硫化氢井的实际硫化氢浓度。如上所述的钻井方法，其中，所述实际硫化氢浓度根据所述返出钻井液中硫离子浓度、所述返出钻井液中硫氢根离子浓度、所述钻井液中硫离子浓度以及所述钻井液中硫氢根离子浓度获取。如上所述的钻井方法，其中，通过电位滴定法检测所述返出钻井液中硫离子浓度、所述返出钻井液中硫氢根离子浓度、所述钻井液中的硫离子浓度以及所述钻井液中硫氢根离子浓度。如上所述的钻井方法，其中，所述向钻井液中进行除硫剂的第一添加之前，还包括对所述钻井液进行密度调节处理和pH值调节处理。如上所述的钻井方法，其中，钻进至距所述含硫化氢井的硫化氢地层50m～100m时，进行所述第一添加。本专利技术的钻井方法按照一定频次及时对钻井液中的处理剂进行监控，一但发现钻井液中除硫剂的消耗，及时对除硫剂进行合理补充维护，使钻井液始终保持足量的除硫能力，因而大大提高钻井液面对硫化氢污染处理能力，提高钻井安全。同时，该方法使除硫剂使用更加有效，避免了除硫剂浪费，提高了除硫剂使用效果。本专利技术针对当前含硫化氢井钻井中预防硫化氢措施中存在的问题，建立规范科学有效的除硫剂使用方法，依托硫化氢快速检测、钻井液中有效除硫剂浓度等检测手段，形成含硫化氢井段预防硫化氢污染的钻井方法，提高除硫剂使用效率、降低含硫井钻井风险，可以在本领域进行大规模的应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术含硫化氢井的钻井方法实施例一的流程图；图2为本专利技术含硫化氢井的钻井方法实施例二的流程图；图3为本专利技术含硫化氢井的钻井方法实施例二中S103的第一种实施方式的流程图；图4为本专利技术含硫化氢井的钻井方法实施例二中S103的第一种实施方式的流程图；图5为不同pH值下水溶液中硫化氢的存在形式以及不同组分的含量分布情况。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术提供一种含硫化氢井的钻井方法，其特征在于，包括以下步骤：/n根据所述含硫化氢井的除硫剂预加量和所述含硫化氢井的预测硫化氢浓度，确定向钻井液中进行除硫剂的第一添加量；/n按照所述第一添加量向所述钻井液中进行所述除硫剂的第一添加，得到第一钻井液并向所述含硫化氢井中注入所述第一钻井液进行钻进；/n根据返出钻井液中所述除硫剂的浓度与所述含硫化氢井的除硫剂维护量，确定向所述钻井液中进行所述除硫剂的第二添加量，并按照所述第二添加量向所述钻井液中进行所述除硫剂的第二添加。/n

【技术特征摘要】
1.本发明提供一种含硫化氢井的钻井方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据所述含硫化氢井的除硫剂预加量和所述含硫化氢井的预测硫化氢浓度，确定向钻井液中进行除硫剂的第一添加量；
按照所述第一添加量向所述钻井液中进行所述除硫剂的第一添加，得到第一钻井液并向所述含硫化氢井中注入所述第一钻井液进行钻进；
根据返出钻井液中所述除硫剂的浓度与所述含硫化氢井的除硫剂维护量，确定向所述钻井液中进行所述除硫剂的第二添加量，并按照所述第二添加量向所述钻井液中进行所述除硫剂的第二添加。


2.根据权利要求1所述的钻井方法，其特征在于，所述根据所述含硫化氢井的除硫剂预加量和所述含硫化氢井的预测硫化氢浓度，确定向钻井液中进行除硫剂的第一添加量，包括：
检测所述钻井液中是否含有所述除硫剂；
若所述钻井液中含有所述除硫剂，检测所述钻井液中所述除硫剂的浓度；
根据所述除硫剂预加量、所述预测硫化氢浓度和所述钻井液中所述除硫剂的浓度确定所述第一添加量。


3.根据权利要求2所述的钻井方法，其特征在于，所述根据所述除硫剂预加量、所述预测硫化氢浓度和所述钻井液中所述除硫剂的浓度确定所述第一添加量，包括：
若C≤3290，则Q1＝5且M1＝Q1-W1；
若3290＜C≤19737，则5＜Q1≤10且M1＝Q1-W1；
若19737＜C≤30000，则10＜Q1≤15且M1＝Q1-W1；
若30000＜C≤98684，则15＜Q1≤20且M1＝Q1-W1；
若C＞98684，则Q1＞20且M1＝Q1-W1；
其中，C为所述预测硫化氢浓度，单位为ppm；Q1为所述除硫剂预加量，单位为kg/m3；M1为所述第一添加量，单位为kg/m3；W1为所述钻井液中所述除硫剂的浓度，单位为kg/m3。


4.根据权利要求1-3任一所述的钻井方法，其特征在于，所述根据返出钻井液中所述除硫剂的浓度与所述含硫化氢井的除硫剂维护量，确定向所述钻井液中进行所述除硫剂的第二添加量，包括：
根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李家学，杨成新，舒小波，朱金智，张绍俊，刘翔，李有伟，瞿凌敏，吴正良，郭斌，杜小勇，王涛，陈林，曾婷，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11