專利名稱：用于油氣田井下作業產出液不落地處理及綜合利用的方法
技術領域：
本發明涉及一種油氣田井下作業產出液不落地現 場處理及綜合利用的工藝技術，尤其是用于油氣田井下作業產出液不 落地處理及綜合,U用的方法。
二
背景技術：
油氣田油氣水井壓裂、酸化、抽吸、放噴、沖砂、 洗井等井下作業過程中， 一方面需要大量的水資源調配這些功能液 體，另一方面作業目的完成后井內會返出大量的產出液，這些產出液 隨著井口壓力和作業措施的不同其產生量和性質各異，因含有大量的 油、氣、泥、砂造成了這些產出液在現場不能有效分離而廢棄，由于 這些產出液含有大量的石油類、化學物質及鹽類，不僅造成了空氣， 土壤、水體及地下水的污染，也造成了資源浪費，增加了作業成本。 為了解決井下作業產出液的污染和利用問題，有關科技人員在油水砂 三相分離方面開展了一些研究，取得了一些成果，如實用新型專利《油 水砂三相旋流分離器》(ZL200420011278.3),《一種油氣水分離器》
(ZL20052008981)、《除砂及油水分離裝置》(ZL99257965.1 )、《油水 分離用旋流氣浮器》(ZL00252759.6)、《油水砂三相旋流分離裝置》
(ZL200420112780.0)、油水砂三相旋流分離器研制及其井下應用文 獻等，都涉及油、水、砂三相物理分離，這些成果對修井作業中地層 水、洗井水等粘度較小的油水砂分離是有效的，未涉及酸化、酸壓及 壓裂液等粘度高且需要調節、破穩等化學處理的產出液處理及顆粒較 小的穩定體系的泥砂處理問題，只靠離心旋流物理分離，對于粒徑較 小的(粒徑小于0.25mm)污泥顆粒無法去除，分離后的液體無法達到綜合利用的標準，且對分離出的高含水泥砂都沒有最終治理措施， 仍然存在污染問題，且這些技術有的只依靠井口能量，未設計動力提 升，在井口壓力很小或溢流的前提下，旋流離心就失去了分離作用， 因此這樣技術都存在不足之處，現場應用的實用性較差，適用范圍窄， 無法滿足產出液多樣性和復雜性的處理要求。
三、發明內麥本發明的目的是提供用于油氣田井下作業產出液 不落地處理及綜合利用的方法，它克服了上述設備的不足，本發明的 目的是這樣實現的，油氣田井下作業產出液在井口返出時通過密閉流 程接收進入該流程處理，使氣、砂、油、泥經過氣液分離、旋流除砂、 油水分離、調節加藥破乳氣浮、固液分離得到分級精細分離，油氣溢 出利用，較大顆粒含水泥砂固液分離排除后再用清水清洗干凈做為建 材利用，細粒徑污泥脫穩壓濾成餅制磚利用，從而實現產出液調節、 凈化循環利用，徹底解決井下作業產出液的不落地處理和資源化利 用，不留任何污染隱患。
具體工藝方法是，當從井口返出的產出液在井口壓力高于0,2Mpa 時，返排產出液通過高壓控制閥調節流量、壓力(控制放噴出口壓力 在0.2 1Mpa)首先進入氣液分離器將氣相物(天然氣等氣體)分離 進入儲氣罐或直接通過外接管線安全放噴(若儲氣罐是可燃氣體，在 沒有回收條件時，余氣可經外接管線接火炬安全燃燒)，液固相進入 旋流除砂器，利用離心力的作用，使液體中密度較大的(顆粒粒徑大 于0.25mm)固體顆粒被甩到旋流器的內壁向下運動，連同少量液體 從排砂口排出，排出砂液第一種再處理方式是經螺桿泵(或砂漿泵)增壓或利用系統壓力進入固液分離機進行固液再分離，分離的脫水泥 砂外運進入清水洗砂裝置清洗脫鹽去除有毒物質后做建材利用，清洗
出水進入調節氣浮除油裝置再處理；第二種處理方式也可通過40目 以上振動篩分離出粗泥砂，脫水泥砂外運迸入清水洗砂裝置清洗利 用，振動篩下部液體經集水槽用污水泵回收進入調節氣浮除油裝置再 處理。經旋流除砂器去除大部分粗泥砂后的液體進入油水旋流分離 器，利用液體在旋流管內高速旋轉運行產生的離心力將油及輕質有機 物從比重較大的液體中分離出來，油分離后從排油口排出進入儲油 罐，儲油罐沉降的污水及其它液體，經泵進入調節氣浮除油裝置處理， 這樣就實現了油泥砂的初步分離。當井口返出的液體流量較大時，油 水旋流分離器除油后排出液體可先進入緩沖調節罐調節緩沖，再泵入 調節氣浮除油裝置處理。當井口返出的產出液壓力降低(低于 0.2Mpa)，靠自身的能量不能滿足離心分離要求時，將井口抽吸或自 溢產出液先迸入緩沖罐，用高壓泥砂污水泵增壓至0.2Mpa lMpa進 入旋流除砂器及油水旋流分離器流程。經油水旋流分離器、緩沖調節 罐，固液分離器、清水洗砂裝置排出的液體自流或泵入調節氣浮除油 裝置，氣浮可采用溶氣水(由溶氣水泵、溶氣罐、空壓機組成)、射 流曝氣、水利旋流氣浮中的任一種，根據處理的產出液不同和處理要 求的不同，依次加入調節劑、破穩劑、除油劑、混凝沉降劑中的一種 或幾種(根據產出液不同通過小樣試驗確定種類和數量)，使液體在 調節氣浮除油裝置中加藥破乳、脫穩、混凝、氣浮，分離出液體中的 溶解油、乳化油和輕質有機物，通過調節氣浮除油裝置中的刮油器刮出，經輸油泵泵入儲油罐，破乳脫穩后的液體進入固液分離機2離心 或壓濾再分離，使顆粒粒徑小于0.25111111的泥砂脫出，泥砂進入清水 洗砂裝置清洗或壓成餅直接做建材利用，得到的凈化液體進入儲液回 收罐綜合利用。流程中氣液分離器、旋流除砂器、油水旋流分離器可 根據井口返排壓力的高低選擇不同的耐壓強度，按壓力容器設計，其 中的氣液分離器，旋流除砂器、增壓污泥泵、螺桿泥砂泵、固液分離 機、調節氣浮除油裝置、固液分離機2、溶氣泵、溶氣罐、空氣機或 振動篩、集水槽、污水泵可以整體組合撬裝成整體式設備，便于現場 移動作業。
分離出的砂粒經洗砂裝置清洗，清洗水用清水或系統處理凈化 水，用水泵增壓噴淋，凈砂做建材利用，可集中處理，也可單獨處理。
本發明的意義是采用物理和化學處理相結合的工藝，實現油氣 田壓裂、酸化、壓井、沖砂、洗井、放噴等井下作業返排液的處理和 綜合利用，使油、氣、水、砂、泥得以徹底分離和綜合利用，得到的 凈化液通過了加藥破乳除油處理達到了回用條件，污油得以回收利 用，余氣回收或就地焚燒，砂泥分離壓餅脫水干化或制磚做建材利用， 從而根治污染和實現無害化、資源化利用。
四
圖1為用于油氣田井下作業產出液不落地處理及
綜合利用的方法工藝流程示意圖。
五具體實施例方式本發明可以對井口返出的壓裂、酸化、沖砂、 洗井、放噴等井下作業產出液進行不落地處理和綜合利用，并能實現 井下作業環保裝備整體撬裝化。其工藝過程是從井口返出的產出液在壓力高于0.2Mpa時，高壓返排液通過高壓控制閥調節流量，壓力控 制0.2Mpa lMpa，首先進入氣液分離器將氣相物分離進入儲氣罐，可 燃氣體余氣在沒有回收條件時，用火炬燃燒，液固相進入旋流除砂器 利用離心力的作用，使液體中密度較大的(顆粒粒徑大于0.25mm) 固體顆粒被甩到旋流器的內壁向下運動，連同少量液體從排砂口排 出，排出砂液第一種再處理方式是經螺桿泵(或砂漿泵)增壓或利用 系統壓力進入固液分離機進行固液再分離，分離的脫水泥砂外運進入 清水洗砂裝置清洗脫鹽去除有毒物質后做建材利用，清洗出水進入調 節氣浮除油裝置再處理；第二種處理方式也可通過40目以上振動篩 分離出粗泥砂，脫水泥砂外運迸入清水洗砂裝置清洗利用，振動篩下 部液體經集水槽用污水泵回收進入調節氣浮除油裝置再處理。經旋流 除砂器去除大部分粗泥砂后的液體進入油水旋流分離器，利用液體在 旋流管內高速旋轉運行產生的離心力將油及輕質有機物從比重較大 的液體中分離出來，油分離后從排油口排出進入儲油罐，儲油罐沉降 的污水及其它液體，經泵進入調節氣浮除油裝置處理，這樣就實現了 油泥砂的初步分離。當井口返出的液體流量較大時，油水旋流分離器 除油后排出液體可先進入緩沖調節罐調節緩沖，再泵入調節氣浮除油 裝置處理。當井口返出的產出液壓力降低(低于0.2Mpa)，靠自身的 能量不能滿足離心分離要求時，將井口抽吸或自溢產出液先進入緩沖 罐，用高壓泥砂污水泵增壓至0.2Mpa lMpa進入旋流除砂器及油水 旋流分離器流程。經油水旋流分離器、緩沖調節罐，固液分離器、清 水洗砂裝置排出的液體自流或泵入調節氣浮除油裝置，溶氣水裝置由溶氣水泵、溶氣罐、空壓機組成，根據處理的產出液不同和處理要求 的不同，依次加入調節劑、破穩劑、除油劑、混凝沉降劑中的一種或 幾種(根據產出液不同通過小樣試驗確定種類和數量)，使液體在調 節氣浮除油裝置中加藥破乳、脫穩、混凝、氣浮，分離出液體中的溶 解油、乳化油和輕質有機物，通過調節氣浮除油裝置中的刮油器刮出， 經輸油泵泵入儲油罐，破乳脫穩后的液體進入固液分離機離心或壓濾
再分離，使顆粒粒徑小于0.25111111的泥砂脫出，泥砂進入清水洗砂裝 置清洗或壓成餅直接做建材利用，得到的凈化液體進入儲液回收罐綜 合利用。流程中氣液分離器、旋流除砂器、油水旋流分離器可根據井 口返排壓力的高低選擇不同的耐壓強度，按壓力容器設計，其中的氣 液分離器，旋流除砂器、增壓污泥泵、螺桿泥砂泵、固液分離機、調 節氣浮除油裝置、固液分離機、溶氣泵、溶氣罐、空氣機或振動篩、 集水槽、污水泵可以整體組合撬裝成整體式設備，便于現場移動作業。 分離出的砂粒經洗砂裝置清洗，清洗水用清水或系統處理凈化 水，用水泵增壓噴淋，凈砂做建材利用，可集中處理，也可單獨處理。
權利要求
1、用于油氣田井下作業產出液不落地處理及綜合利用的方法，其特征是使油氣田井下作業產出液在井口返出時通過密閉流程接收進入該流程處理，產出液所含的氣、砂、油、泥經過氣液分離、旋流除砂、油水分離、調節加藥破乳氣浮、固液分離得到分類精細分離后，油氣溢出利用，較大顆粒含水砂粒固液分離排除后再用清水清洗干凈做為建材利用，細粒徑污泥脫穩壓濾成餅制磚利用，從而實現產出液的調節、凈化和循環利用，徹底解決井下作業產出液的不落地處理和資源化利用，不留任何污染隱患。
2、根據權利要求1所述的用于油氣田井下作業產出液不落地處 理及綜合利用的方法，其特征是當從井口返出的產出液在井口壓力 高于0，2Mpa時，返排產出液通過高壓控制閥調節流量、壓力控制放 噴出口壓力在0.2 1Mpa，首先進入氣液分離器將氣相物天然氣等氣 體分離進入儲氣罐或直接通過外接管線安全放噴，若儲氣罐是可燃氣 體，在沒有回收條件時，余氣可經外接管線接火炬安全燃燒，液固相 進入旋流除砂器，利用離心力的作用，使液體中密度較大的顆粒粒徑 大于0.25mm固體顆粒被甩到旋流器的內壁向下運動，連同少量液體 從排砂口排出，排出砂液第一種再處理方式是經螺桿泵或砂漿泵增壓 或利用系統壓力進入固液分離機進行固液再分離，分離的脫水泥砂外 運進入清水洗砂裝置清洗脫鹽去除有毒物質后做建材利用，清洗出水 進入調節氣浮除神裝置再處理；第二種處理方式也可通過40目以上 振動篩分離出粗泥砂，脫水泥砂外運進入清水洗砂裝置清洗利用，振 動篩下部液體經集水槽用污水泵回收進入調節氣浮除油裝置再處理。
3、 根據權利要求1所述的用于油氣田井下作業產出液不落地處 理及綜合利用的方法，其特征是經旋流除砂器去除大部分粗泥砂后 的液體進入油水旋流分離器，利用液體在旋流管內高速旋轉運行產生 的離心力將油及輕質有機物從比重較大的液體中分離出來，油分離后 從排油口排出進入儲油罐，儲油罐沉降的污水及其它液體，經泵進入 調節氣浮除油裝置處理，這樣就實現了油泥砂的初步分離。
4、 根據權利要求1所述的用于油氣田井下作業產出液不落地處 理及綜合利用的方法，其特征是當井口返出的液體流量較大時，油 水旋流分離器除油后排出液體可先進入緩沖調節罐調節緩沖，再泵入 調節氣浮除油裝置處理。
5、 根據權利要求1所述的用于油氣田井下作業產出液不落地處 理及綜合利用的方法，其特征是當井口返出的產出液壓力降低，低 于0.2Mpa，靠自身的能量不能滿足離心分離要求時，將井口抽吸或 自溢產出液先進入緩沖罐，用高壓泥砂污水泵增壓至0.2Mpa lMpa 進入旋流除砂器及油水旋流分離器流程。
6、 根據權利要求1所述的用于油氣田井下作業產出液不落地處 理及綜合利用的方法，其特征是經油水旋流分離器、緩沖調節罐， 固液分離器、清水洗砂裝置排出的液體自流或泵入調節氣浮除油裝 置，氣浮可采用溶氣水，溶氣水由溶氣水泵、溶氣罐、空壓機制成， 射流曝氣、水利旋流氣浮中的任一種，根據處理的產出液不同和處理 要求的不同，依次加入調節劑、破穩劑、除油劑、混凝沉降劑中的一 種或幾種，根據產出液不同確定相應的種類和數量，使液體在調節氣浮除油裝置中加藥破乳、脫穩、混凝、氣浮，分離出液體中的溶解油、 乳化油和輕質有機物，通過調節氣浮除油裝置中的刮油器刮出，經輸 油泵泵入儲油罐，破乳脫穩后的液體進入固液分離機離心或壓濾再分離，使顆粒粒徑小于0.25mm的泥砂脫出，泥砂進入清水洗砂裝置清 洗或壓成餅直接做建材利用，得到的凈化液體進入儲液回收罐綜合利 用。
7、 根據權利要求1所述的用于油氣田井下作業產出液不落地處 理及綜合利用的方法，其特征是流程中氣液分離器、旋流除砂器、 油水旋流分離器可根據井口返排壓力的高低選擇不同的耐壓強度，按 壓力容器設計，其中的氣液分離器，旋流除砂器、增壓污泥泵、螺桿 泥砂泵、固液分離機、調節氣浮除油裝置、固液分離機、溶氣泵、溶 氣罐、空氣機或振動篩、集水槽、污水泵可以整體組合撬裝成整體式 設備，便于現場移動作業。
8、 根據權利要求1所述的用于油氣田井下作業產出液不落地處 理及綜合利用的方法，其特征是分離出的砂粒經洗砂裝置清洗，清 洗水用清水或系統處理凈化水，用水泵增壓噴淋，凈砂做建材利用， 可集中處理，也可單獨處理。
全文摘要
用于油氣田井下作業產出液不落地處理及綜合利用的方法，使油氣田井下作業產出液在井口返出時通過密閉流程接收進入該流程處理，產出液所含油、氣、砂、泥經過氣液分離、旋流除砂、油水分離、調節加藥破乳氣浮、固液分離得到分類精細分離后，油氣溢出利用，較大顆粒含水砂粒固液分離排除后再用清水清洗干凈做為建材利用，細粒徑污泥脫穩壓濾成餅制磚利用，從而實現產出液調節、凈化后得以循環利用，徹底解決井下作業產出液的不落地處理和資源化利用，不留任何污染隱患。
文檔編號E21B43/34GK101319607SQ20081014074
公開日2008年12月10日 申請日期2008年7月22日 優先權日2008年7月22日
發明者茆明軍, 袁法德, 敏 郭, 郭學峰 申請人:濮陽市天地人環保工程技術有限公司