[发明专利]一种地层出少量天然气条件下的氮气抽吸作业方法

说明书

本发明公开了一种地层出少量天然气条件下的氮气抽吸作业方法，属于钻井工程领域，包括以下步骤：a、氮气钻进作业时，关闭第一平板阀、第二平板阀、第一抽吸平板阀和第二抽吸平板阀；b、氮气增压后经高压注气管线进入钻机立管；c、氮气钻井期间进行起下钻作业时，向第一抽吸短接注入抽吸用氮气，向第二抽吸短接注入抽吸用氮气，使井口无天然气溢出；d、氮气钻井期间进行更换胶芯作业时，停止向钻机立管注入氮气，将天然气抽吸至井场外排砂管线的出口端燃烧排空。本发明通过向排砂管线内注入氮气，在井口位置产生抽吸力，将地层产出的天然气吸导至排砂管线内，避免天然气溢出井口，有效提升了起下钻、更换胶芯敞井作业的安全性。

技术领域

本发明涉及到钻井工程技术领域，尤其涉及一种地层出少量天然气条件下的氮气抽吸作业方法。

背景技术

气体钻井技术具有提速、治漏及保护储层等优势。难钻性差的含气层段采用气体钻井提速愈发普遍，一旦钻遇地层出少量天然气时，天然气含量≤10000m³/d，循环介质则转换为惰性气体氮气以避免井下燃爆事故发生，但常常因为缺少环形防喷器，钻具尺寸大，无法通过旋转控制头总成等原因，在起下钻、更换胶芯等敞井作业时，存在天然气可能溢出井口，带来较大的安全隐患。

现阶段尚没有解决地层出少量天然气条件下进行“起下钻、更换胶芯”等敞井作业时，天然气溢出井口这一难题的有效措施，当前主要通过开启钻台上下防爆排风扇吹散可能溢出的天然气，防止其聚集。此处理方法存在诸多不足，如：其属于被动控制措施，不能从根本上阻止天然气溢出井口，而仅能通过排风扇吹散可能溢出的天然气；尽管防爆排风扇能够吹散溢出的天然气，避免聚集，但钻台、井口操作人员仍需直接面对可能溢出的天然气，存在较大安全隐患，尤其是在进行敲击作业时；因无法确保现场作业安全，在钻遇地层出少量天然气时，常常被迫提前终止气体钻井作业，不利于提速优势的发挥。

公开号为CN 106014326A，公开日为2016年10月12日的中国专利文献公开了一种用于清洗氮气钻井井口防喷器沉沙的冲砂系统，其特征在于：包括氮气注入装置、注水装置和气液混合装置，所述氮气注入装置和注水装置分别连接到气液混合装置，气液混合装置通过冲洗管线连接到氮气钻井用井口旋转控制头壳体。

该专利文献公开的清洗氮气钻井井口防喷器沉沙的冲砂系统，虽然通过采用气液两相混合流体作为清扫介质，可对防喷器腔室沉沙形成紊态搅动冲洗模式，更易于彻底清砂，同时利于将难于清理的油泥清洗干净，但是，在“起下钻、更换胶芯”等敞井作业时，天然气容易溢出井口，导致气体钻井敞井作业存在极大的安全隐患。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种地层出少量天然气条件下的氮气抽吸作业方法，本发明在排砂管线上增设抽吸短接，通过向排砂管线内注入氮气，在氮气向排砂管线出口方向高速流动时，在井口位置产生一定抽吸力，将地层产出的天然气吸导至排砂管线内，避免天然气溢出井口，有效提升了起下钻、更换胶芯敞井作业的安全性。

本发明通过下述技术方案实现：

一种地层出少量天然气条件下的氮气抽吸作业方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、当地层出少量天然气，氮气钻进作业时，关闭氮气抽吸系统中的第一平板阀、第二平板阀、第一抽吸平板阀和第二抽吸平板阀，打开第三平板阀、第四平板阀和第五平板阀；

b、第一制氮单元产出的氮气经第一低压注气管线进入低压闸阀组，第二制氮单元产出的氮气经第二低压注气管线进入低压闸阀组，再经低压软管进入增压机组，增压后经高压注气管线进入钻机立管；

c、当地层出少量天然气，氮气钻井期间进行起下钻作业时，打开第一平板阀、第二平板阀、第一抽吸平板阀和第二抽吸平板阀，关闭第三平板阀、第四平板阀和第五平板阀；开启第一制氮单元，向第一抽吸短接注入抽吸用氮气，开启第二制氮单元，向第二抽吸短接注入抽吸用氮气，使井口无天然气溢出；