CN112479468A - 一种压裂返排液两段磁法快速分离处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种压裂返排液两段磁法快速分离处理方法，本发明涉及一种压裂返排液两段磁法快速分离处理方法。本发明的目的是为了解决现有油田压裂返排液的处理方法工艺复杂、设备占面积大的问题，本发明将降粘/除油工艺设计为变径动态降粘器，进行紊流下多点、变量加药，使降粘剂与介质充分混合；将气浮与降粘功能联合设计，进液与气浮形成迎流，实现油相与体系的快速分离，设备规格较同类减少50％，将聚结与吸附工艺比邻设计，絮体沉降后，沿垂直磁场方向切入强磁分离机，形成接力式处理流程，絮体随时被磁盘吸附，实现固相与体系的快速分离，设备规格仅为常规沉降分离的5％，减少了占地面积，提高了处理效率。本发明应用于压裂返排液的处理领域。

Description

一种压裂返排液两段磁法快速分离处理方法
技术领域
本发明涉及一种压裂返排液两段磁法快速分离处理方法。
背景技术
为保证油田稳产和对外围油田薄差储层的高效开发，压裂作业成为油气井增产的主要措施之一，为各油田所普遍采用，导致油田压裂返排液激增的生产实际情况，归纳总结主要问题集中在以下几个方面：
一是大规模压裂施工返排液处理问题。由于大规模压裂主要集中在大庆外围油田，该区块回注的采出水相对不足(需要补充部分清水)，且作业井附近农田较多，因此将可以作为资源再利用的压裂返排液进行外排处理是不适宜，也是巨大的浪费。解决途径是对返排液进行回收处理(进污水站)和循环再利用。
二是大规模压裂施工返排液储存问题。油田各区块井场废液数量较多、成分复杂，包括钻井废弃液(废弃泥浆)、压裂返排液、作业废液、酸化返排液等，各种井场废液都建相应的处理装置既不合理、也不经济。可以按照采油厂不同作业区块进行平均分布，对不同废液进行归类，分别建立不同废液种类的储液池，这样能够降低废液处理工艺的复杂程度，以便于集中存储、集中处理。从而解决返排液处理前的储存和缓冲问题。针对大规模压裂液返排液，解决方案是采用可搬迁式储池(罐)，以达到能随压裂井场变化而随时搬迁、处理的目的。
三是返排液处理后的去向问题。返排液处理后的去向直接影响到处理工艺的选择以及处理成本的经济性和合理性。建议在一个压裂作业平台内，返排液处理应以循环利用为主，以满足不同压裂井和压裂层位的压裂液配制需求，并减少对清水的用量；压裂平台搬迁后，返排液用罐车拉运至所辖采油厂的返排液储池，进行集中处理。
四是返排液处理设施建设模式问题。大庆油田地域广阔，井场分布具有老区集中、外围分散的特点；同时，不同的压裂液体系、不同的压裂井类型、不同的返排液处理后去向，导致返排液处理不可能采用相同的模式。建议在老区采用集中收集、集中处理方式，外围以车载撬装化为主的模式。
五是压裂液配方体系问题。大庆油田的压裂液均采用的胍胶类压裂液，胍胶又分为普通胍胶和改性胍胶。另外，随着压裂技术的发展，各种压裂技术得到了有效的应用，如油田水驱细分控制压裂技术(低温压裂液体系)、低渗透油藏裂缝转向压裂技术(中温压裂液体系)、深层气井压裂技术(高温压裂液体系)、CO2泡沫压裂技术以及水平井缝网压裂和切割压裂技术等，各种压裂技术的应用造成压裂液的多样性，同样也造成返排液的多样性和复杂性，使返排液处理的难度加大、工艺难以统一。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有油田压裂返排液的处理方法工艺复杂、设备占面积大的问题，提供一种压裂返排液两段磁法快速分离处理方法。
本发明一种压裂返排液两段磁法快速分离处理方法，按以下步骤进行：
一、压裂返排液通过进水泵进入变径动态降粘器，变径动态降粘器有4个加药口，按水流方向依次编号为1、2、3、4，其中1号和3号加药口加双氧水，加药量为4-6mg/L，2和4加药口加硫酸亚铁，加药量为25-35mg/L；然后变径动态降粘器出水进入气浮装置；
二、气浮装置出水进入反应罐，投加混凝剂和精铁粉，充分搅拌混合，然后投加助凝剂，混匀；
三、反应罐出水进入强磁分离机进行分离，然后出水再次采用强磁分离机进行第二次分离，再将出水排至储存池或出水回注，即完成。
本发明中的变径动态降粘器设计能够使管道内的压裂液形成紊流，利用紊流通过多点变量加药使降粘药剂与压裂液充分混合，气浮与降粘功能联合设计，进液与气浮形成迎流，实现油相与体系的快速分离，设备规格较同类减少了50％。
另一个创新点是将聚结与吸附工艺相结合，絮体沉降后，压裂液沿垂直磁场方向进入强磁分离机，形成压裂液的连续处理，絮体被磁盘吸附，实现固液快速分离，设备体积大大降低，是高度集成一体化处理装置。
本发明的有益效果是：
(1)进液与气浮形成迎流，使设备体积减小，占地面积变少；
(2)利用了水力混合药剂，降低了处理成本。
附图说明
图1为本发明的压裂液处理流程示意图；
图2为本发明变径降粘器示意图；
图3为油田压裂返排液处理后水质曲线图；其中a为含油量，b为粘度，c为悬浮固定含量。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种压裂返排液两段磁法快速分离处理方法，按以下步骤进行：
一、压裂返排液通过进水泵进入变径动态降粘器，变径动态降粘器有4个加药口，按水流方向依次编号为1、2、3、4，其中1号和3号加药口加双氧水，加药量为4-6mg/L，2和4加药口加硫酸亚铁，加药量为25-35mg/L；然后变径动态降粘器出水进入气浮装置；
二、气浮装置出水进入反应罐，投加混凝剂和精铁粉，充分搅拌混合，然后投加助凝剂，混匀；
三、反应罐出水进入强磁分离机进行分离，然后出水再次采用强磁分离机进行第二次分离，再将出水排至储存池或出水回注，即完成。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中变径动态降粘器为宽管段和窄管段连续交替设置。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：双氧水的加药量为5mg/L。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：硫酸亚铁的加药量为30mg/L。其他与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：变径动态降粘器出水进入气浮装置，水力停留时间为10min。其他与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：混凝剂为聚合氯化铝加入量为400-600mg/L。其他与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：精铁粉的粒径为80～100μm，加入量为100mg/L。其他与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：助凝剂为阳离子型聚丙烯酰胺，加入量为10-20mg/L。其他与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：强磁分离机中进行分离时，要通过刮板清理磁盘上的污泥。其他与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：在强磁分离机中的水力停留时间均为10s。其他与具体实施方式一至七之一相同。
为验证本发明的有益效果进行了以下实验：
实施例1、一种压裂返排液两段磁法快速分离处理方法，按以下步骤进行：
一、压裂返排液通过进水泵进入变径动态降粘器，变径动态降粘器有4个加药口，按水流方向依次编号为1、2、3、4，其中1号和3号加药口加双氧水，加药量为5mg/L，2和4加药口加硫酸亚铁，加药量为30mg/L；然后变径动态降粘器出水进入气浮装置；
二、气浮装置出水进入反应罐，投加混凝剂和精铁粉，充分搅拌混合，然后投加助凝剂，混匀；混凝剂为聚合氯化铝加入量为400mg/L；精铁粉的粒径为80～100μm，加入量为100mg/L；助凝剂为阳离子型聚丙烯酰胺，加入量为15mg/L。
三、反应罐出水进入强磁分离机进行分离，然后出水再次采用强磁分离机进行第二次分离，再将出水排至储存池或出水回注，即完成；其中在强磁分离机中的水力停留时间均为10s。且在强磁分离机中进行分离时，要通过刮板清理磁盘上的污泥。
本实施例处理流程示意图如图1所示，变径降粘器示意图如图2所示，其为宽管段和窄管段连续交替设置。
采用本实施例所述的处理方法，处理某油田进水为葡平某井压裂液，该压裂液水质如下：含油量小于10000mg/L，悬浮物含量小于3000mg/L，粘度为2.78mPa·s，要求处理出水水质达到“双20”标准，即悬浮物和含油量小于20mg/L。处理效果如图3，由图3可知处理后出水中悬浮物平均含量小于20mg/L，含油量平均小于10mg/L，粘度平均小于0.80mPa·s，能够达到油田的回注水标准。

Claims (10)

1.一种压裂返排液两段磁法快速分离处理方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
一、压裂返排液通过进水泵进入变径动态降粘器，变径动态降粘器有4个加药口，按水流方向依次编号为1、2、3、4，其中1号和3号加药口加双氧水，加药量为4-6mg/L，2和4加药口加硫酸亚铁，加药量为25-35mg/L；然后变径动态降粘器出水进入气浮装置；
二、气浮装置出水进入反应罐，投加混凝剂和精铁粉，充分搅拌混合，然后投加助凝剂，混匀；
三、反应罐出水进入强磁分离机进行分离，然后出水再次采用强磁分离机进行第二次分离，再将出水排至储存池或出水回注，即完成。
2.根据权利要求1所述的一种压裂返排液两段磁法快速分离处理方法，其特征在于步骤一中变径动态降粘器为宽管段和窄管段连续交替设置。
3.根据权利要求1所述的一种压裂返排液两段磁法快速分离处理方法，其特征在于双氧水的加药量为5mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种压裂返排液两段磁法快速分离处理方法，其特征在于硫酸亚铁的加药量为30mg/L。
5.根据权利要求1所述的一种压裂返排液两段磁法快速分离处理方法，其特征在于变径动态降粘器出水进入气浮装置，水力停留时间为10min。
6.根据权利要求1所述的一种压裂返排液两段磁法快速分离处理方法，其特征在于混凝剂为聚合氯化铝加入量为400-600mg/L。
7.根据权利要求1所述的一种压裂返排液两段磁法快速分离处理方法，其特征在于精铁粉的粒径为80～100μm，加入量为100mg/L。
8.根据权利要求1所述的一种压裂返排液两段磁法快速分离处理方法，其特征在于助凝剂为阳离子型聚丙烯酰胺，加入量为10-20mg/L。
9.根据权利要求1所述的一种压裂返排液两段磁法快速分离处理方法，其特征在于在强磁分离机中进行分离时，要通过刮板清理磁盘上的污泥。
10.根据权利要求1所述的一种压裂返排液两段磁法快速分离处理方法，其特征在于在强磁分离机中的水力停留时间均为10s。
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