科技成果

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成果名称: 压裂返排液处理与再利用技术研究与应用

成果登记号: 9612016Y0270

第一完成单位: 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司

联 系 人: 高红平

成果类型: 应用技术

技术领域: 环境保护与资源综合利用

应用行业: 科学研究和技术服务业

成果简介:

    一、课题来源与背景   《压裂返排液处理与再利用技术研究与应用》为中国石油天然气集团公司工程技术分公司2014年度科技统筹项目,项目起止时间为2014年4月至2015年5月,项目编号:2014T-003-007。   二、简要技术说明    长庆油田所处的陕北油气区域属于低渗透-超低渗透储层,压裂工艺技术为主要增产手段,随着工厂化作业和体积压裂的扩大应用,油田开发压裂液用量越来越大,压后返排液量也随之大幅增加。长庆油田2014年压裂液用量超过500万方,返排液量约250万方。    鄂尔多斯盆地地处黄土高原,水资源相对匮乏,备水困难,与体积压裂用液量大相矛盾;另一方面大量的压裂返排液得不到及时解决,对生产和环保构成严重影响,与可持续环保作业不相符。因此,压裂返排液处理回收及再利用技术研究势在必行。   1.开发了5套油气井返排液回收处理流程,形成了压裂返排液绿色回收利用模式    设计了五套油气井在线连续处理返排液回收处理流程,油井回收处理流程实现了固、液两相常压分离,处理能力达3.0m3/min。气井回收处理流程实现了气、液、固三相的在线分离,液体处理能力达2.8m3/min,气体处理能力10×104m3/d;酸化返排液处理流程通过酸液和酸气中和处理装置,进行密闭中和处理,残酸处理量60m3/h,处理气量50000m3/d,处理后流体达到中性,实现了井下作业返排液精细化在线规范回收,绿色循环利用。   2.开发了多套可回收压裂液体系,实现了压裂返排液重复再利用    针对传统压裂液无法实现回收再利用的技术瓶颈,开发的生物清洁可回收压裂液体系、离子屏蔽可回收压裂液体系、耐高矿化度压裂液体系、可回收速溶稠化酸体系,实现了返排液体的重复再利用,各压裂酸化液体体系耐温均达到120℃,可满足鄂尔多斯盆地内的油气井压裂酸化施工需求,解决了压裂酸化返排液的存储、处理的难题,同时减少了对清水的需求。   3.研发了10种专用返排液回收装置,成为了返排液回收利用的关键利器    成功解决了返排液回收装置效率低、针对性差等问题,开发了一系列撬装式可移动的返排液回收处理装置。35MPa放喷回收管汇实现了可控降压与管路切换,降低高压流体对下游设备的冲蚀;高压气液分离装置满足35MPa条件下气液高效分离;低压三相分离装置实现了固液两相快速分离;研发的精细过滤装置可去除粒径大于10?m悬浮物,处理能力达80m3/h,减少回收液体对地层的伤害;沉砂罐、气井燃烧罐实现了常压气液固三相分离与收集;燃烧蒸发装置实现了末端浓残液的蒸发处理;研发酸化返排液残酸、酸气在线中和处理装置,确保了返排酸液的PH值中性调节。   4.革新地面液体收集模式,全面实现井下作业清洁化生产    为解决现场作业过程中井口、储液罐、泵注设备在作业过程中的液体落地,生活垃圾、固体残渣遗留对井场污染。研发配套了井口积液池、大罐导流槽、地面液体回集池等地面配套设施,防止了液体渗漏至地面;形成化工料、储液罐、固废等统一摆放布置及拉运处理措施,固化了排液放喷标准化流程,保证了井下作业全面清洁化生产。   5.开展规模化现场应用,实现了经济与社会双重价值    2014年4月至2016年4月期间,压裂返排液处理与再利用技术现场应用602口井,返排液回收装置应用1800台次,共回收重复利用液体79.8万方,节约清水用量67万方,节省施工成本1.01亿元,提高了公司在环境保护方面的市场竞争力,响应了国家新环境保护政策,为油田企业返排液处理起了模范带头作用。   三、推广应用前景    项目研发的返排液处理与再利用技术、设备、工艺流程,实现返排液的"不落地"处理回用,一方面节省了生产成本,另一方面也降低水资源的消耗,减少了污水排放,保护了生态环境,为公司创造了经济效益。在广阔的鄂尔多斯盆地,长庆油田、延长油田等单位近几年年返排液量均在200万方以上,该技术能有效解决油田单位面临的配液水资源及返排液处理问题,具有较好的推广应用前景。