CN107311288A - 一种可移动式酸液酸气一体化处理装置及其处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可移动式酸液酸气一体化处理装置及其处理工艺，包括撬座，撬座上安装着反应器，反应器顶部开设着碱液注入口和消泡剂注入口，反应器的入口管线上开设有入口取样口，反应器出口管线上开设有出口取样口。无需进行气液分离后分开处理，气井井口排出的酸化返排液经节流降压后，直接进入反应器经防冲蚀隔板阻挡缓释，且与消泡剂反应消除泡沫，酸液与酸气在混合器入口与质量浓度10%～30%的NaOH溶液充分混合中和反应，使排出液体pH值6‑8，排出气体中HCl含量＜1.9mg/m3，HF含量＜100mg/m3；实现气田酸化返排液气、液一体化处理，无需两相分离，现场管线连接快速方便，装置操作简单，处理高效快速、成本低廉，消除酸化返排残酸、酸气对人体和环境污染。

Description

一种可移动式酸液酸气一体化处理装置及其处理工艺
技术领域
本发明属于油气行业储层改造清洁化生产技术领域，具体涉及一种可移动式酸液酸气一体化处理装置及其处理工艺。
背景技术
在气田生产过程中，酸化压裂是其增产稳产的主要措施之一，酸液体系一般由主剂和各种添加剂混合得到，主剂包括盐酸、氢氟酸等，添加剂包括缓蚀剂、杀菌剂、缓速剂、粘土稳定剂、表面活性剂等，酸化作业后返排出大量的残酸和酸气，具有酸性强、腐蚀性强、刺激性气味、含铁高、矿化度高等特点，对当地环境和施工人员产生巨大的健康和安全危害，且放喷初期伴随着大量的泡沫，给液体的收集储存带来困难。
油田井场分布分散，井间距离远、道路复杂、交通不便，酸化井单井产出量较小（大型酸化作业单井返排酸化废液200~300m3，小型酸化作业的酸化废液排放量约60~70m3），采用罐车运输集中处理成本高，在运输过程中存在较高的安全和环保隐患。
中国发明专利CN105056740A公开了一种气田酸化废液及废气的撬装式自动化控制装置及其处理方法，在撬座上设装有曝气管线的pH粗调池、pH微调池，还设有联通pH粗调池的耐酸进液泵、分别与pH粗调池、pH微调池通过曝气管线联通的曝气风机pH粗调池通过管线与pH微调池间通过相联通；撬座上还设通过粗调池加碱泵、微调池加碱泵分别与粗调池和微调池联通的碱液池，通过管道分别与pH粗调池和pH微调池联通的喷淋塔，以及通过管道与喷淋塔联通的引风机。主要用于处理经两相分离器分离后液出口的残酸液及其伴生的废气。该装置处理酸化返排液工艺流程复杂，且前期需要两相分离器进行气液分离，现场安装繁琐。
发明内容
本发明的目的是克服现有处理气田酸化返排液的装置安装复杂且工艺繁琐的问题。
为此，本发明提供了一种可移动式酸液酸气一体化处理装置，包括撬座，所述撬座上安装着反应器，反应器顶部开设着碱液注入口和消泡剂注入口，碱液注入口通过管线连接着注碱泵，消泡剂注入口通过管线连接着消泡剂注入泵，注碱泵和消泡剂注入泵均安装在撬座上；
反应器的入口端连接着入口管线，入口管线的管口为装置入口，入口管线上在靠近装置入口处开设有入口取样口，反应器的出口端连接着出口管线，出口管线的管口为装置出口，出口管线上在靠近装置出口处开设有出口取样口；消泡剂注入口设在靠近入口管线一端。
还包括安装在撬座上的综合控制柜和工具存放间，注碱泵、消泡剂注入泵和工具存放间沿撬座长度方向顺序排列，综合控制柜位于消泡剂注入泵和工具存放间之间且紧贴撬座长边布置。
所述反应器分为管道混合部分和缓释部分，缓释部分与入口管线连通，缓释部分内腔沿长度方向均匀间隔排布有多个防冲蚀隔板，管道混合部分与出口管线连通，管道混合部分内腔沿长度方向设有双螺旋叶片，碱液注入口和消泡剂注入口均开设在缓释部分。
所述注碱泵、消泡剂注入泵均与综合控制柜内的控制器电连接。
所述碱液注入口和消泡剂注入口均连接着喷淋器，与碱液注入口连接的喷淋器的碱液喷淋口位于管道混合部分入口处，与消泡剂注入口连接的喷淋器的消泡剂喷淋口位于缓释部分中部。
一种可移动式酸液酸气一体化处理装置的处理工艺，包括以下步骤：
步骤一，气井井口酸化返排液经过节流降压后由装置入口进入反应器；
步骤二，入口取样口取样，检测样品pH值，对照“酸液pH值—碱液加入量对应表”确定碱液加量，开启注碱泵，向反应器缓释部分加入碱液，使酸液、酸气与碱液经过管道混合部分的双螺旋叶片发生充分混合中和反应；同时开启消泡剂注入泵，向反应器缓释部分加入消泡剂，消泡剂加量占酸化返排液注入排量的0.03%～0.05%；
步骤三，出口取样口取样，检测样品pH值，若pH值在6～8之间，且检测的点火口处气体中HCl含量＜1.9mg/m3，HF含量＜100mg/m3，则停止加碱，完成气井井口酸化返排液的处理；
步骤六，中和反应和消泡后的液体由装置出口排入现场燃烧池，燃烧池内液体使用水泵进行回收，气体在燃烧池点火口进行点火燃烧。
本发明的有益效果：本发明提供的这种可移动式酸液酸气一体化处理装置及其处理工艺，反应器承压能力3Mpa，无需进行气液分离后分开处理，气井井口排出的酸化返排液经节流降压后，直接进入反应器经防冲蚀隔板阻挡缓释，且与消泡剂反应消除泡沫，酸液与酸气在混合器入口与质量浓度10%～30%的NaOH溶液充分混合中和反应，使排出液体pH值6-8，排出气体中HCl含量＜1.9mg/m3，HF含量＜100mg/m3；实现气田酸化返排液气、液一体化处理，无需两相分离，现场管线连接快速方便，装置操作简单，处理高效快速、成本低廉，消除酸化返排残酸、酸气对人体和环境污染。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是可移动式酸液酸气一体化处理装置的俯视图。
图2是反应器的内部结构示意图。
附图标记说明：1、装置出口；2、出口取样口；3、双螺旋叶片；4、反应器；5、碱液注入口；6、消泡剂注入口；7、入口取样口；8、装置入口；9、注碱泵；10、消泡剂注入泵；11、综合控制柜；12、工具存放间；13、撬座；14、防冲蚀隔板；401、缓释部分；402、管道混合部分。
具体实施方式
实施例1：
本实施例提供了一种如图1所示的可移动式酸液酸气一体化处理装置，包括撬座13，所述撬座13上安装着反应器4，反应器4顶部开设着碱液注入口5和消泡剂注入口6，碱液注入口5通过管线连接着注碱泵9，消泡剂注入口6通过管线连接着消泡剂注入泵10，注碱泵9和消泡剂注入泵10均安装在撬座13上；
反应器4的入口端连接着入口管线，入口管线的管口为装置入口8，入口管线上在靠近装置入口8处开设有入口取样口7，反应器4的出口端连接着出口管线，出口管线的管口为装置出口1，出口管线上在靠近装置出口1处开设有出口取样口2；消泡剂注入口6设在靠近入口管线一端。
可移动式酸液酸气一体化处理装置的工作过程是：
气井井口排出的酸化返排液经节流降压后，无需进行气液分离后分开处理，直接由装置入口8进入反应器4，酸化返排液在反应器4内先通过消泡剂进行消泡，再与碱液进行中和，观察装置出口1消泡情况进行微调即可，经过消泡后的酸液及酸气进入反应器管道混合部分，通过入口取样口7取样，检测液体pH值，对照“酸液pH值—碱液加入量对应表”确定碱液加量，调节注碱泵9注入排量，并使酸液、酸气与碱液经过双螺旋叶片3混合器充分混合中和反应，出口取样口2液体pH值6-8，点火口附近无刺激性气味，检测气体中HCl含量＜1.9mg/m3，HF含量＜100mg/m3；中和反应后液体排入现场燃烧池，燃烧池内液体可使用水泵进行回收，气体在燃烧池点火口进行点火燃烧。
本发明提供的这种可移动式酸液酸气一体化处理装置及其处理工艺，无需进行气液分离后分开处理，气井井口排出的酸化返排液经节流降压后，直接进入反应器经防冲蚀隔板14阻挡缓释，且与消泡剂反应消除泡沫，酸液与酸气在混合器入口与质量浓度10%～30%的NaOH溶液充分混合中和反应，使排出液体pH值6-8，排出气体中HCl含量＜1.9mg/m3，HF含量＜100mg/m3；实现气田酸化返排液气、液一体化处理，无需两相分离，现场管线连接快速方便，装置操作简单，处理高效快速、成本低廉，消除酸化返排残酸、酸气对人体和环境污染。
实施例2：
在实施例1的基础上，还包括安装在撬座13上的综合控制柜11和工具存放间12，注碱泵9、消泡剂注入泵10和工具存放间12沿撬座13长度方向顺序排列，综合控制柜11位于消泡剂注入泵10和工具存放间12之间且紧贴撬座13长边布置。
具体的布置如图1，该布置方式充分利用了撬座13的空间，整个结构为一体化设计，同时可根据现场实际需要，在撬座13上安装照明系统等，且可通过综合控制柜11进行控制。
实施例3：
在实施例1的基础上，如图2所示，所述反应器4分为管道混合部分402和缓释部分401，缓释部分401与入口管线连通，缓释部分401内腔沿长度方向均匀间隔排布有多个防冲蚀隔板14，管道混合部分402与出口管线连通，管道混合部分402内腔沿长度方向设有双螺旋叶片3，碱液注入口5和消泡剂注入口6均开设在缓释部分401。
装置反应器分为缓释部分401和管道混合部分402，缓释部分401容器直径变大减低流速，并使用防冲蚀隔板14改变液体流向，使返排液与消泡剂充分混合反应；管道混合部分402使用双螺旋叶片3使酸液、酸气与碱液充分混合反应。
实施例4：
在实施例2和3的基础上，所述注碱泵9、消泡剂注入泵10均与综合控制柜11内的控制器电连接。通过综合控制柜11控制注碱泵9、消泡剂注入泵10的注入剂量，科学计量。为了提高中和反应的效率和保证其效果，所述碱液注入口5和消泡剂注入口6均连接着喷淋器，与碱液注入口5连接的喷淋器的碱液喷淋口位于管道混合部分402入口处，与消泡剂注入口6连接的喷淋器的消泡剂喷淋口位于缓释部分401中部。
实施例5：
一种可移动式酸液酸气一体化处理装置的处理工艺，包括以下步骤：
步骤一，气井井口酸化返排液经过节流降压后由装置入口8进入反应器4；
步骤二，入口取样口7取样，检测样品pH值，对照“酸液pH值—碱液加入量对应表”确定碱液加量，开启注碱泵9，向反应器4缓释部分401加入碱液，使酸液、酸气与碱液经过管道混合部分402的双螺旋叶片3发生充分混合中和反应；同时开启消泡剂注入泵10，向反应器4缓释部分401加入消泡剂，消泡剂加量占酸化返排液注入排量的0.03%～0.05%；
步骤三，出口取样口2取样，检测样品pH值，若pH值在6～8之间，且检测的点火口处气体中HCl含量＜1.9mg/m3，HF含量＜100mg/m3，则停止加碱，完成气井井口酸化返排液的处理；
步骤六，中和反应和消泡后的液体由装置出口1排入现场燃烧池，燃烧池内液体使用水泵进行回收，气体在燃烧池点火口进行点火燃烧。
需要说明的是，步骤三中点火口指燃烧池点火口；“酸液pH值—碱液加入量对应表”是可以根据酸量和ph值计算出来的，是采用常规技术获得的已知数据。
利用上述工艺流程在以下两个气田作了相应的实施，具体结果如下：
一、某气田酸化作业过程中，排出返排液呈浅灰褐色，刺激性气味，泡沫量大，酸液粘度2.26mpa.s，pH值1-2，矿化度约为23916.8mg/L，为氯化钙水型，排出气体中酸气含量高达1925ppm。返排气液进入该装置后，调节消泡剂注入泵按0.05%比例加入消泡剂，参考“酸液pH值—碱液加入量对应表”调节碱液注入泵泵入碱液，装置出口取样口取样观察泡沫基本消除，液体pH值6-7，点火口附近检测HCl含量＜1.1ppm。
二、某气田返排中后期，排出返排液深褐色，刺激性气味，携带泡沫返出，酸液粘度1.05 mpa.s，pH值5-6，矿化度7367.01mg/L，为碳酸钠水型。返排气液进入该装置后，调节消泡剂注入泵按0.03%比例加入消泡剂，参考“酸液pH值—碱液加入量对应表”调节碱液注入泵泵入碱液，装置出口取样口取样观察泡沫基本消除，液体pH值7-8，点火口附近未检测出酸气含量。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (6)

1.一种可移动式酸液酸气一体化处理装置，包括撬座（13），其特征在于：所述撬座（13）上安装着反应器（4），反应器（4）顶部开设着碱液注入口（5）和消泡剂注入口（6），碱液注入口（5）通过管线连接着注碱泵（9），消泡剂注入口（6）通过管线连接着消泡剂注入泵（10），注碱泵（9）和消泡剂注入泵（10）均安装在撬座（13）上；
反应器（4）的入口端连接着入口管线，入口管线的管口为装置入口（8），入口管线上在靠近装置入口（8）处开设有入口取样口（7），反应器（4）的出口端连接着出口管线，出口管线的管口为装置出口（1），出口管线上在靠近装置出口（1）处开设有出口取样口（2）；消泡剂注入口（6）设在靠近入口管线一端。
2.如权利要求1所述的可移动式酸液酸气一体化处理装置，其特征在于：还包括安装在撬座（13）上的综合控制柜（11）和工具存放间（12），注碱泵（9）、消泡剂注入泵（10）和工具存放间（12）沿撬座（13）长度方向顺序排列，综合控制柜（11）位于消泡剂注入泵（10）和工具存放间（12）之间且紧贴撬座（13）长边布置。
3.如权利要求1所述的可移动式酸液酸气一体化处理装置，其特征在于：所述反应器（4）分为管道混合部分（402）和缓释部分（401），缓释部分（401）与入口管线连通，缓释部分（401）内腔沿长度方向均匀间隔排布有多个防冲蚀隔板（14），管道混合部分（402）与出口管线连通，管道混合部分（402）内腔沿长度方向设有双螺旋叶片（3），碱液注入口（5）和消泡剂注入口（6）均开设在缓释部分（401）。
4.如权利要求2所述的可移动式酸液酸气一体化处理装置，其特征在于：所述注碱泵（9）、消泡剂注入泵（10）均与综合控制柜（11）内的控制器电连接。
5.如权利要求3所述的可移动式酸液酸气一体化处理装置，其特征在于：所述碱液注入口（5）和消泡剂注入口（6）均连接着喷淋器，与碱液注入口（5）连接的喷淋器的碱液喷淋口位于管道混合部分（402）入口处，与消泡剂注入口（6）连接的喷淋器的消泡剂喷淋口位于缓释部分（401）中部。
6.一种采用权利要求1～5中任一权利要求的可移动式酸液酸气一体化处理装置的处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，气井井口酸化返排液经过节流降压后由装置入口（8）进入反应器（4）；
步骤二，入口取样口（7）取样，检测样品pH值，对照“酸液pH值—碱液加入量对应表”确定碱液加量，开启注碱泵（9），向反应器（4）缓释部分（401）加入碱液，使酸液、酸气与碱液经过管道混合部分（402）的双螺旋叶片（3）发生充分混合中和反应；同时开启消泡剂注入泵（10），向反应器（4）缓释部分（401）加入消泡剂，消泡剂加量占酸化返排液注入排量的0.03%～0.05%；
步骤三，出口取样口（2）取样，检测样品pH值，若pH值在6～8之间，且检测的点火口处气体中HCl含量＜1.9mg/m3，HF含量＜100mg/m3，则停止加碱，完成气井井口酸化返排液的处理；
步骤六，中和反应和消泡后的液体由装置出口（1）排入现场燃烧池，燃烧池内液体使用水泵进行回收，气体在燃烧池点火口进行点火燃烧。
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