[發明專利]一種壓裂返排液的降粘過濾一體化處理系統和方法

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• 申請號: 202010105082.1
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111362450A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 李巖;冀忠倫;張海玲;趙敏;蔣繼輝;任鵬;同霄;邱奇;劉寧;范婧
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;B01D33/42;B01D33/50;B01D33/80;C02F103/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明公開了一種壓裂返排液的降粘過濾一體化處理系統和方法，系統包括過濾單元、進水單元、出水單元、動力單元、控制單元、反沖洗單元五大單元組成。通過超過至少3000轉/分鐘的高速反向旋轉的內層濾網和外層濾網實現高速切割壓裂返排液，將胍膠等壓裂返排液大分子有機物分子鏈打斷，從而實現降低粘度，該工藝將壓裂返排液降粘和懸浮物去除相結合，一次實現了降粘和除懸浮物，處理后返排液粘度小于5mpa.s，懸浮物粒徑小于50um，通過處理使壓裂返排液可用于油氣田壓裂用水，實現了水資源的再次利用。

技術領域

本發明涉及油氣井壓裂領域，具體涉及一種壓裂返排液的降粘過濾一體化處理系統和方法。

背景技術

壓裂作業是油田開發的主要措施之一，是油氣田勘探和開發不可缺少的一項重要技術手段，其工作原理是通過50Mpa的高壓將220um以上粒徑砂子通過液體攜帶入含有油氣的地層、填充至地下裂縫中，使得裂縫中的原油、天然氣能夠流出，這種液體因為含有胍膠、聚合物等，粘度達到35mpa.s。但是目前裂過程中一口井用淡水資源最大用水量達到20000m³，對油田開發區域淡水資源造成壓力，同時，壓裂生成的壓裂返排廢液達到10000m³，因此返排液的再利用尤為關鍵。

目前壓裂返排液回用過程中必須降粘度降至5mpa.s以下、去除掉50um以上的砂子殘余，但由于返排液因為殘余的胍膠、聚合物造成一般粘度大于5mpa.s，部分粘度大于20mpa.s以上，同時由于返排過程中將砂子也帶出來，粘度和砂子的雙重作用導致返排液不能直接在利用。因此針對高粘含砂壓裂返排液經過處理重復使用既能節約水資源又能減小對環境的污染，因此開展壓裂返排液混合廢液處理回用技術研究意義重大。

目前壓裂返排液的處理工藝是通過氧化劑、微電解等化學方法降粘后，在經過絮凝沉降等固液分離，最后通過過濾器過濾后出水再利用，全過程至少含油三個步驟，且氧化降粘、絮凝沉降過程都是化學方法，處理劑加量大，工藝復雜，目前急需尋找一種處理工藝簡單、成本低的處理方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種壓裂返排液的降粘過濾的處理系統及方法，以克服現有技術存在的處理劑加量大，工藝復雜的缺點，本發明能有效滿足油田壓裂水資源用量大，廢水產生量大的問題，減小壓裂施工作業現場排放污染甚至零排放污染，達到水資源重復利用的目的。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種壓裂返排液的降粘過濾一體化處理系統，包括過濾單元、進水單元、出水單元、動力單元以及控制單元；

其中，過濾單元包括過濾器筒體、外層濾網與內層濾網，過濾器筒體內設置有內層濾網，內層濾網外側套裝有外層濾網；

動力單元與外層濾網與內層濾網均相連，并帶動外層濾網與內層濾網進行反方向轉動；

進水單元包括進水管線；過濾器筒體上設置有內層濾網內部相連通的進水管線，并且進水管線上設置有進水電磁閥；

出水單元包括出水管線；出水管線設置在過濾器筒體底部，并且出水管線上設置有出水電磁閥；

進水電磁閥、出水電磁閥以及動力單元均與控制單元相連。

本發明進一步的改進在于，內層濾網和外層濾網為圓柱狀，外層濾網與過濾器筒體內壁之間留有間隙。

本發明進一步的改進在于，外層濾網和內層濾網材質為304L不銹鋼金屬網；外層濾網孔徑為50微米，內層濾網孔徑為20微米。

本發明進一步的改進在于，當高粘含砂壓裂返排液粘度大于3mPa.s小于等于6mPa.s時，外層濾網和內層濾網的轉速為3000轉/分鐘，當高粘含砂壓裂返排液粘度大于6mPa.s小于等于10mPa.s時，外層濾網和內層濾網的轉速為5000轉/分鐘；當高粘含砂壓裂返排液粘度大于10mPa.s時，外層濾網和內層濾網的轉速為8000轉/分鐘。