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创新的压裂液预处理和循环技术dd

发布时间:2021-01-22 09:55:04 阅读: 来源:蜂蜜厂家

创新的压裂液预处理和循环技术

中国页岩气网讯:AOPP(先进的氧化和沉淀处理)技术可以用于水力压裂作业中压裂液的实时预处理,可完全取代杀菌剂和阻垢剂,循环利用全部的返排液与油井产液,同时达到零排放标准。具有实时处理能力,消除了场外物流节点,降低了风险。此外,AOPP技术对水质没有限制,不会产生废弃物。

    最新设计AOPP单元的处理能力为80桶/分钟,大小与一个压裂罐的占地面积相当。AOPP单元串联后可以达到更高的处理能力。目前几百口压裂井已经成功地采用了这项技术,处理过的压裂液达1700多万桶。随着压裂过程对水处理要求不断提高,经济、高效、紧凑的AOPP技术在致密油气开发中将发挥关键作用。

    AOPP系统利用臭氧、水动力空穴、声波空穴和电氧化技术来实现杀菌和阻垢。每一个处理单元前部都自带有一台发电机来提供电能。水通过两条10寸的管线进入静态混合器,静态混合器使流体充分混合达到均质,并产生水动力空穴。气泡破裂时形成的高温高压引起热化学降解并产生活性很强的氢氧自由基。氢氧自由基是活性很高的亲电体,易与有机化合物发生反应。处理完毕的流体不含细菌,不会结垢。

    压裂液处理技术按处理位置可分为现场处理与非现场处理。现场处理技术要求处理速率达到泵入速率的要求,一般只用于新井的打钻与压裂。非现场处理技术对处理速率限制少,但作业者需要规划足够的流体储量以保证压裂作业持续进行。

    AOPP处理过的油井产液可作为粘土稳定剂,比氯化钾更加经济有效。AOPP非现场处理过程:待处理液由吸污车运输到聚乙烯压裂罐,经沉降除去残余烃类,AOPP处理后再次用于压裂。AOPP非现场处理的优势在于驻留时间长,可以处理水质更差的油井产液;缺点是会产生少量废弃物,存在额外的运输及废物处理的费用。

    AOPP现场处理始于2009年11月,目前已在130口井进行了应用。将AOPP设备安装到常规的压裂罐的顶部。这种压裂罐稍高,储存容量为500桶,嵌入的AOPP系统的处理能力为10-20桶/分钟。根据待处理液的水质、清水量及油藏性质规划好污水坑与淡水水源。地下水、返排液、油井产液等待处理液首先储存在有衬层的污水坑中。详细计划好各个阶段和待处理液的百分比,经过指定的混合过程进入AOPP系统。处理后流体进入集合管,再流入水合设备、搅拌设备与增压设备。

    AOPP现场处理技术的优点有:①全部的压裂液进行了杀菌和沉淀处理,可以取代杀菌剂和阻垢剂;②与非现场处理技术相比,节省了输送费用;③节省了处理废弃物的成本;④减少了淡水的用量。缺点在于占用面积较大,为此设计了新型的AOPP系统,处理能力在80桶/分钟时,只占一个压裂罐的面积。

    处理效果:以硫酸盐还原菌为例,油田应用数据显示,AOPP技术可以使硫酸盐还原菌的数目下降3~6个数量级。采用动态堵管测试AOPP系统阻垢效果,试验时泵入流体通过一根压力与温度可控的管子,若泵入压力随时间增高说明有垢形成,管子的截面积减小。对Woodford、Fayetteville、Eagle Ford与Haynesville页岩成藏区带AOPP处理过的水的测试表明,AOPP能够防止结垢。堵管测试表明,AOPP处理技术具有减阻的作用,油田反馈的数据也支持这一观点,但还需进一步验证。

    经济可行性:以Marcellus页岩成藏区带为例,建立模型评估压裂中水处理的成本。模型假设某作业公司每年在Western Pensylvania完钻100口井,两口井共用一个平台。最近的地层水处理设备位于东俄亥俄州。采用现场AOPP技术,循环利用返排液与油井产液的运输量少于在俄亥俄处理相同流体量的运输量。此外,假设AOPP技术可以完全替代杀菌剂和阻垢剂,而且采用AOPP处理过的流体,阴离子减阻剂效果提高了10%。根据现场实际,假设合理的运输费用及排量、水储存费用、水处理费用、化学添加剂费用与压裂液组成。经过模拟计算,采用常规处理技术,单井费用为42.9万美元。而采用AOPP处理技术,单井费用为17.5万美元,单井净节省25.4万美元,每年节约2536.5万美元。

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