CN106380037A - 一种油井作业用甲酸盐类加重剂的回收提纯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油井作业用甲酸盐类加重剂的回收提纯方法，该方法适用于钻井、完井、修井等油井作业后返排废液中甲酸盐类有机加重剂的回收提纯与利用，该方法通过油水分离、混凝气提分离絮体、低溶解度盐浓缩结晶、污染离子分离、离心分离、精细过滤、结晶干燥多个工艺步骤可实现甲酸盐类有机加重剂组分的回收利用，减少资源浪费，具有经济、环境综合效益。
Description
技术领域
本发明涉及油气田开发技术领域，特别是涉及一种油井作业用甲酸盐类加重剂的回收提纯方法。
背景技术
目前，甲酸盐钻井液的密度可以控制在 1.00 ～ 2.37g/cm3 之间，具有良好的页岩 抑制能力，很强的固相控制能力，由于降低了钻井液中的固相含量 , 利于高密度钻井液流 变性能稳定 , 易实现低粘切。特别适用于在复杂井段的钻进，如在小井眼钻进、裸眼钻进及大位移井的钻进。甲酸盐用于油井钻探、完井、修井液加重剂组分具有比重大、无固相、粘度低、对地层伤害小的优点，在低渗油气田开发已得到大量应用。但是使用的甲酸盐钻井液由于作业过程中混入了地层水、其他化学添加剂、泥浆、原油等，成分复杂，通常作为油田钻井、采油废液处理，既增加了处理成本，又浪费了甲酸盐等化学剂。
发明内容
本发明提供了一种油井作业用甲酸盐类加重剂的回收提纯方法。
本发明提供了如下方案：
一种油井作业用甲酸盐类加重剂的回收提纯方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：将含有甲酸盐类加重剂油井作业用返排液汇入收集池，静置一定时间后，利用密度差分离上层浮油和底部污泥；
步骤二：将步骤一中分离去上层浮油以及底部污泥的返排液进行加热，加热至30-100℃后通入油水分离器，通过所述油水分离器将所述返排液内的原油破乳进行分离；
步骤三：将步骤二中分离原油破乳的返排液注入气浮罐；向所述气浮罐内加入化学混凝剂并充分搅拌；将上浮液面的絮体被气浮罐除沫器刮开后，得到净化液；
步骤四：将所述净化液注入废水蒸发器，蒸发至有结晶析出，同步取液体分析Cl-浓度，达到设定Cl-浓度时，将液体通入离心机，通过离心作用分离出底部固相，将液相抽滤至离子反应器；
步骤五：向所述离子反应器内添加可与杂质离子反应生成难溶盐类的离子化合物，将生成的难溶盐类不溶物通过离心分离机滤除，获得除去杂质离子的液体；
步骤六：将所述除去杂质离子的液体通过精细过滤器过滤后注入蒸发器内，通过烘干设备将所述蒸发器内析出的甲酸盐进行烘干既得成品甲酸盐。
优选的：所述步骤二中，所述加热时的加热方式为管式加热和/或夹套式加热。
优选的：所述步骤三中，所述化学混凝剂为聚合铝类混凝剂、聚合铁类混凝剂中的任意一种。
优选的：所述步骤四中，所述蒸发器为真空多效蒸发器或直燃式蒸发器。
优选的：所述蒸发器设有刮掉器壁结晶的刮板和底部排出机构，所述刮板或排出机构用于将所述蒸发器内的结晶固相盐类排出、收集。
优选的：所述步骤四中，所述离心机为液固离心分离设备，用于将液相中固相离心分离。
优选的：所述步骤五中，所述离子化合物为根据返排液中的杂质离子类型加入可生成难溶盐类的离子化合物，所述离子化合物为碳酸钾、氯化钡、硫化钾、硝酸银中的一种或几种的混合物。
优选的：所述步骤六中，所述精细过滤器为筛网式精细过滤器、膜式精细过滤器、粒状过滤层式精细过滤器中的任意一种或组合。
优选的：所述步骤六中，所述烘干设备红外线烘干设备或热风式烘干设备。
优选的：所述的工艺步骤中，可在同一设备中进行多个步骤的操作，而不需完全隔离实施。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
通过本发明，可以实现一种油井作业用甲酸盐类加重剂的回收提纯方法，在一种实现方式下，该方法可以包括以下步骤：
步骤一：将含有甲酸盐类加重剂油井作业用返排液汇入收集池，静置一定时间后，利用密度差分离上层浮油和底部污泥；
步骤二：将步骤一中分离去上层浮油以及底部污泥的返排液进行加热，加热至30-100℃后通入油水分离器，通过所述油水分离器将所述返排液内的原油破乳进行分离；
步骤三：将步骤二中分离原油破乳的返排液注入气浮罐；向所述气浮罐内加入化学混凝剂并充分搅拌；将上浮液面的絮体被气浮罐除沫器刮开后，得到净化液；
步骤四：将所述净化液注入废水蒸发器，蒸发至有结晶析出，同步取液体分析Cl-浓度，达到设定Cl-浓度时，将液体通入离心机，通过离心作用分离出底部固相，将液相抽滤至离子反应器；
步骤五：向所述离子反应器内添加可与杂质离子反应生成难溶盐类的离子化合物，将生成的难溶盐类不溶物滤除，获得除去杂质离子的液体；
步骤六：将所述除去杂质离子的液体通过精细过滤器过滤后注入蒸发器内，通过烘干设备将所述蒸发器内析出的甲酸盐进行烘干既得成品甲酸盐。
本申请提供的油井作业用甲酸盐类加重剂的回收提纯方法，适用于钻井、完井、修井等油井作业后返排废液中甲酸盐类有机加重剂的利用，该方法通过油水分离、混凝气提分离絮体、低溶解度盐浓缩结晶、污染离子分离、离心分离、精细过滤、结晶干燥多个工艺步骤可实现甲酸盐类有机加重剂组分的回收利用，减少资源浪费，具有经济、环境综合效益。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供的方法适用于钻井、完井、修井等油井作业后返排废液中甲酸盐类有机加重剂的回收提纯与利用，方法包括油水分离、混凝气提分离絮体、低溶解度盐浓缩结晶、污染离子分离、离心分离、精细过滤、结晶干燥多个工艺步骤。该方法可实现甲酸盐类有机加重剂组分的回收利用，减少资源浪费，具有经济、环境综合效益。
本申请提供的方法的技术原理为，先将成分复杂的油井作业返排液除去原油、其他有机添加剂，再利用甲酸盐类与其他无机盐溶解度差异大的理化性质进行相态分离，浓缩溶液将低溶解度的盐类结晶析出，如返排液中低溶解度盐主要为NaCl，其饱和溶解度约为36g/100g水，而甲酸盐类溶解度达到300g/100g水，浓缩溶液达到NaCl达到饱和并析出时，甲酸盐类仍存在液相中，从而分离出甲酸盐类溶液。针对液相中超标的污染离子，通过加入可生成不溶性盐的离子化合物，经精细过滤实现固液分离，最后脱水烘干，得到提纯有机盐类。
下面通过具体实施例对本申请提供的方案做详细介绍。
实施例
本发明实施例提供的一种油井作业用甲酸盐类加重剂的回收提纯方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：将含有甲酸盐类加重剂油井作业用返排液汇入收集池，静置一定时间后，利用密度差分离上层浮油和底部污泥；
步骤二：将步骤一中分离去上层浮油以及底部污泥的返排液进行加热，加热至30-100℃后泵入油水分离器，通过所述油水分离器将所述返排液内的原油破乳进行分离；再具体选择加热方式时，所述加热时的加热方式为管式加热和/或夹套式加热。
步骤三：将步骤二中分离原油破乳的返排液注入气浮罐；向所述气浮罐内加入化学混凝剂并充分搅拌；将上浮液面的絮体被气浮罐除沫器刮开后，得到净化液；在实际应用中，所述化学混凝剂为聚合铝类混凝剂、聚合铁类混凝剂中的任意一种。混凝剂与水反应形成的絮体在气浮过程中可吸附返排液中的其他有机添加剂，上浮至液面的絮体被气浮罐除沫器刮开，得到净化液。
步骤四：将所述净化液注入废水蒸发器，蒸发至有结晶析出，所述结晶析出原理为，甲酸盐类溶解度远大于其他盐类，通过将返排液蒸发浓缩使低溶解度盐达到饱和浓度结晶析出。同步取液体分析Cl-浓度，达到设定Cl-浓度时，将液体通入离心分离器分离出固相，将液相抽滤至离子反应器；在实际应用中，所述蒸发器为真空多效蒸发器或直燃式蒸发器，也可采用自然蒸发储池或罐器。进一步的，所述蒸发器包括刮板以及固相排出机构，所述刮板及固相机构用于将所述蒸发器内的固相物质排出。蒸发至有结晶析出，同步取液相分析Cl-浓度，达到设定Cl-浓度时，将液相抽滤至离子反应器，离子反应器可以为带有搅拌装置的池、罐器，析出固相通过蒸发器刮板或固控机构排出，可保持蒸发器进液、抽液、排固连续运行，将抽滤出含有溶解甲酸盐的液体。
步骤五：向所述离子反应器内添加可与杂质离子反应生成难溶盐类的离子化合物，将生成的难溶盐类不溶物滤除，获得除去杂质离子的液体；在实际应用中，所述离子化合物可以为碳酸钾、氯化钡、硫化钾、硝酸银中的一种或几种的混合物。由于一般的甲酸盐类主要控制Ca2+、Cl-、Fe2+、SO42-、S2-等杂质离子含量，本申请实施例通过加入相应的离子化合物，与杂质离子生成难溶盐类，再经过滤去除。相应的如加入适量K2CO3溶液引入CO3 2-离子，与超标Ca2+离子生成不溶性盐CaCO3，可滤除；加入适量BaCl2引入Ba2+离子，与超标SO4 2-离子不溶性盐BaSO4，可滤除；加入适量K2S，与Fe2+生FeS不溶物，可滤除；加入适量AgNO3溶液引入Ag+离子，生成AgCl不溶物，可滤除。
步骤六：将所述除去杂质离子的液体通过精细过滤器过滤后注入蒸发器内，通过烘干设备将所述蒸发器内析出的甲酸盐进行烘干既得成品甲酸盐。在实际应用中，所述精细过滤器为筛网式精细过滤器、膜式精细过滤器、粒状过滤层式精细过滤器中的任意一种。所述烘干设备红外线烘干设备或热风式烘干设备。
可以想到的是，本申请实施例提供的回收提纯方法可在同一流程装置内实现，也可以在多个装置内分步实现。具体的实现方式本申请实施例不做具体的限制。
总之，本申请提供的油井作业用甲酸盐类加重剂的回收提纯方法，适用于钻井、完井、修井等油井作业后返排废液中甲酸盐类有机加重剂的回收提纯与利用，方法通过油水分离、混凝气提分离絮体、低溶解度盐浓缩结晶、污染离子分离、精细过滤、结晶干燥多个工艺步骤可实现甲酸盐类有机加重剂组分的回收利用，减少资源浪费，具有经济、环境综合效益。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种油井作业用甲酸盐类加重剂的回收提纯方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一：将含有甲酸盐类加重剂油井作业用返排液汇入收集池，静置一定时间后，利用密度差分离上层浮油和底部污泥；
步骤二：将步骤一中分离出上层浮油以及底部污泥的返排液进行加热，加热至30-100℃后通入油水分离器，通过所述油水分离器将所述返排液内的原油破乳进行分离；
步骤三：将步骤二中分离原油破乳的返排液注入气浮罐；向所述气浮罐内加入化学混凝剂并充分搅拌；将上浮液面的絮体被气浮罐除沫器刮开后，得到净化液；
步骤四：将所述净化液注入废水蒸发器，蒸发至有结晶析出，同步取液相样品分析Cl-浓度，达到设定Cl-浓度时，将液体通入离心机，通过离心作用分离出底部固相，并将液相抽滤至离子反应器；
步骤五：向所述离子反应器内添加可与杂质离子反应生成难溶盐类的离子化合物，将生成的难溶盐类不溶物通过离心分离机滤除，获得除去杂质离子的液体；
步骤六：将所述除去杂质离子的液体通过精细过滤器过滤后注入蒸发器内，通过烘干设备将所述蒸发器内析出的甲酸盐进行烘干既得成品甲酸盐。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，所述加热时的加热方式为管式加热和/或夹套式加热。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三中，所述化学混凝剂为聚合铝类混凝剂、聚合铁类混凝剂中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤四中，所述蒸发器为真空多效蒸发器或直燃式蒸发器。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述蒸发器设有刮掉器壁结晶的刮板和底部排出机构，所述刮板或排出机构用于将所述蒸发器内的结晶固相盐类排出、收集。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤四中，所述离心机为液固离心分离设备，用于将液相中固相离心分离。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤五中，根据返排液中的杂质离子类型加入可生成难溶盐类的离子化合物，所述离子化合物为碳酸钾、氯化钡、硫化钾、硝酸银中的一种或几种的混合物。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤六中，所述精细过滤器为筛网式精细过滤器、膜式精细过滤器、粒状过滤层式精细过滤器中的任意一种或几种组合。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤六中，所述烘干设备红外线烘干设备或热风式烘干设备。
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