油井压裂返排液处理系统的研制

• 作 者: 陈雷雷
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 油水砂三相分离 四种工艺流程 中心传动除砂器 数值模拟 自动化控制

随着对环境保护的要求越来越高,以及能源需求的与日俱增,油井压裂返排液的排放标准也越来越严格,这就要求人们对压裂返排液的处理展开深入研究。本文针对油田在采用水力喷砂射孔压裂、放喷、洗井、抽吸联作工艺时,返排液中油、水、砂三相含量差异较大的问题,设计研发了一套油井压裂返排液处理系统,主要目的是将油井压裂返排液中的油、水、砂三相分离开来。首先根据四种工况下返排液的参数,进行不同工况下返排液分离的工艺流程设计。其次针对水力喷砂射孔压裂这一工况中返排液流量大、含砂量高的情况,设计出中心传动除砂器,用以去除绝大部分压裂砂,减少除砂旋流器工作时的含砂量。并且对整套系统中其他设备根据工况进行选型设计,将中心传动除砂器、除砂旋流器、振动筛、螺旋输砂器、油水分离器和离心泵等以不同的组合方式组合在一起,形成四种工况下的配套处理工艺流程。再对中心传动除砂器内部流场的分布情况做了数值模拟分析研究,得到了固液两相体积、密度、速度分布云图。从这些云图上看出分离效果明显,达到了预期的分离目的,验证了中心传动除砂器固液分离的可行性。进一步对中心传动除砂器的结构进行了优化改进,提高其除砂效率。使用单因素法,讨论了结构参数、操作参数和物性参数对中心传动除砂器分离性能的影响。最后对整套系统的自动化控制进行了方案设计。本文将对油井压裂返排液分离技术的研究起到一定的促进作用,也为油水砂三相分离技术的应用领域提供了又一可行措施。