CN104368188A - 油田压裂返排液的除砂工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油田压裂返排液的除砂工艺，是为实现压裂返排液的封闭连续除砂、多级控制和不落地除砂而设计的。废液经旋流除砂装置处理后，被接入卸压脱气装置进行气液分离和过滤沉降，再由一级转水泵直接压入一级过滤装置和污水罐静置沉降，再由二级转水泵直接压入二级过滤装置处理，最后导入净水罐。本除砂工艺设计可靠，操作简单，无需过流，连续除砂性能显著，工艺所用设备的抗冲击能力强，处理过程封闭，处理量大，清砂效率高。

Description

油田压裂返排液的除砂工艺

技术领域

本发明涉及一种油田压裂返排液的除砂工艺，属于低渗透油田开发技术领域。

背景技术

由于长庆油田一直处于低压、低丰和低渗透的状况，因此要靠压裂地层产生的人工导流缝进行开采。压裂后的油井地层经憋压后，裂缝和油套管中的残余废液要靠地层压力返排至地面。由于返排废液中夹杂着大量的残存压裂砂和经磨蚀后的细砂砾，所以除砂是压裂返排液重复再利用的首要条件。

油田现场压裂的返排压力可达10-20Mpa，返排液粘度均在10mPa·s以下，压裂砂砾分20目、40目、70目和100目的规格等级，砂砾含量普遍在10-15%，粒径分布在0.1-0.5mm。目前，油田现场应用的除砂工艺大致分为两类，一类是经自然沉淀和简要过滤的简单除砂，静沉时间由废液粘度决定，且需要定时人工清砂；另一类是以“旋流除砂+斜板斜管沉淀+孔板渗流+静沉”为主的组合式除砂，工艺复杂，处理量低，抗井口返排压力及抗冲击能力较差，除砂过程中，各部件均需一定的过流时间，设备不能直接连接油井返排口，除砂效果要以控制设备进口的流速来实现，现场应用局限性大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油田压裂返排液的除砂工艺，以达到封闭流程、连续除砂、多级控制和不落地除砂的目的。

本发明的具体技术内容如下：

废液经旋流除砂装置处理后，被接入卸压脱气装置进行气液分离和过滤沉降，再由一级转水泵直接压入一级过滤装置和污水罐静置沉降，再由二级转水泵直接压入二级过滤装置处理，最后导入净水罐。

本除砂工艺设计可靠，操作简单，无需过流，连续除砂性能显著，工艺所用设备的抗冲击能力强，处理过程封闭，处理量大，清砂效率高。

附图说明

图1为油田压裂返排液的除砂工艺用设备示意图。

图2为本除砂工艺用旋流除砂装置示意图。

图3为本除砂工艺用卸压脱气装置示意图。

具体实施方式

实施例：

参照图1至3对本发明的实施例进一步说明：

本除砂工艺的具体实施步骤如下：

1)将旋流除砂装置1连接于井口，使旋流除砂装置1借助油井井筒内的压裂返排液压力运行；

2)将旋流除砂装置1出水接入卸压脱气装置2，进行气液分离和过滤沉降；然后，由一级转水泵3直接压入一级过滤装置4和污水罐5，静置沉淀30-40min；

3)沉淀后水再由二级转水泵6直接压入二级过滤装置7，处理水中的砂粒和机杂含量至0.2%以下;

4)将处理后水导入净水罐8中备用。

本除砂工艺所用的旋流除砂装置1由一级除砂器1.1和两个并联连接的二级除砂器1.2串联组成，除砂器腔体均为柱-锥形，可从废液中分离出95%以上的砂粒和机杂物质。一级除砂器1.1单体总高1.05m、筒径600mm，最大设计处理量为50m³/h，可从废液中分离出粒径大于0.1mm的固体颗粒物。二级除砂器1.2单体总高0.83m、筒径300mm，单个最大设计处理量为30m³/h，可从废液中分离出粒径大于0.07mm的固体颗粒物。

卸压脱气装置2的敞口罐体2.1为7m×2.4m×2.5m，罐内最高、最低设计液位分别为2.2m和1m，罐内由100目的网筛2.4分隔成紊流区2.2和静水区2.3，排砂斜板2.6与罐底面的夹角为30°；流体从进水管进入罐体紊流区2.2，撞击管口下方20cm处的挡板2.5后实现气液分离，然后，分离液体经网筛2.4过滤进入静水区2.3沉降；变频转水泵2.9的排量由浮球液位仪2.7与PLC控制模块2.8联合控制，水泵最大、最小排量分别为50m³/h和30m³/h。

一级转水泵3和二级转水泵6均选用扬程为60m、排量为100m³和功率为22Kw/台的螺杆泵。

一级过滤装置4和二级过滤装置7均为滤网式过滤器，滤网规格为100目，可阻截粘度10mPa·S、浊度300NTU以下的废液中的、粒径大于0.1mm的颗粒物，过滤装置可承受最大的压力为0.6MPa，最大滤速为60-100m³/h。

污水罐5和净水罐8的容积均不小于50m³。

Claims (3)

1.一种油田压裂返排液的除砂工艺，其特征在于废液经旋流除砂装置处理后，被接入卸压脱气装置进行气液分离和过滤沉降，再由一级转水泵直接压入一级过滤装置和污水罐静置沉降，再由二级转水泵直接压入二级过滤装置处理，最后导入净水罐。

2.根据权利要求1所述的油田压裂返排液的除砂工艺，其特征在于该工艺具体实施步骤如下：

1)将旋流除砂装置(1)连接于井口，使旋流除砂装置(1)借助油井井筒内的压裂返排液压力运行；

2)将旋流除砂装置(1)出水接入卸压脱气装置(2)，进行气液分离和过滤沉降，然后，由一级转水泵(3)直接压入一级过滤装置(4)和污水罐(5)，静置沉淀30-40min；

3)沉淀后水再由二级转水泵(6)直接压入二级过滤装置(7)，处理水中的砂粒和机杂含量至0.2%以下;

4)将处理后水导入净水罐(8)中备用。

3.根据权利要求1所述的油田压裂返排液的除砂工艺，其特征在于该工艺所用的旋流除砂装置(1)由一级除砂器(1.1)和两个并联连接的二级除砂器(1.2)串联组成，除砂器腔体均为柱-锥形，可从废液中分离出95%以上的砂粒和机杂物质；一级除砂器(1.1)单体总高1.05m、筒径600mm，最大设计处理量为50m³/h，可从废液中分离出粒径大于0.1mm的固体颗粒物；二级除砂器(1.2)单体总高0.83m、筒径300mm，单个最大设计处理量为30m³/h，可从废液中分离出粒径大于0.07mm的固体颗粒物；

卸压脱气装置(2)的敞口罐体2.1为7m×2.4m×2.5m，罐内最高、最低设计液位分别为2.2m和1m，罐内由100目的网筛(2.4)分隔成紊流区(2.2)和静水区(2.3)，排砂斜板(2.6)与罐底面的夹角为30°；流体从进水管进入罐体紊流区(2.2)，撞击管口下方20cm处的挡板(2.5)后实现气液分离，然后，分离液体经网筛(2.4)过滤进入静水区(2.3)沉降；变频转水泵(2.9)与的排量由浮球液位仪(2.7)与PLC控制模块(2.8)联合控制，水泵最大、最小排量分别为50m³/h和30m³/h;

一级转水泵(3)和二级转水泵(6)均选用扬程为60m、排量为100m³和功率为22Kw/台的螺杆泵；

一级过滤装置(4)和二级过滤装置(7)均为滤网式过滤器，滤网规格为100目，可阻截粘度10mPa·S、浊度300NTU以下的废液中的、粒径大于0.1mm的颗粒物，过滤装置可承受最大的压力为0.6MPa，最大滤速为60-100m³/h；

污水罐(5)和净水罐(8)的容积均不小于50m³。