CN109488278A - 页岩气井使用的分级除砂工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种页岩气井使用的分级除砂工艺,由如下步骤组成:(1)页岩气井井筒高压流体经过捕屑器清除大颗粒固相,分离粒度≥2mm;(2)再经过旋流除砂器旋流分离去除砂砾,分离粒度≥20μm;(3)高压流体经过油嘴管汇节流降压到9MPa以内;再经过分离器,利用重力分离原理实现液气分离,分离出气相;(4)再经过气体管道除砂器精细除砂,筛选,分离粒度≥20μm;(5)最后经过粉尘过滤器,净化,筛选,分离粒度≥5μm,满足页岩气输送输入要求。本发明能够实现精细快速除砂,且气液流动顺畅,保证采气安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种页岩气井使用的分级除砂工艺,用于对页岩气井高压返排流体(气液固)环境下进行除砂。
背景技术
页岩气是我国的战略性新兴产业,根据《页岩气发展规划(2016-2020年)》内容显示全国页岩气技术可采资源量21.8万亿立方米,2020年实现页岩气产量300亿立方米。为了提高页岩气单井产量,目前采用大规模加砂压裂储层改造技术,单井砂量一般在5000吨,单井液量一般在40000立方米。因此在后期页岩气井采气期间,井筒流体包含大量的固体颗粒(岩屑、砂粒),含有砂粒的高速、高压返排流体对试油投产装备破坏严重,以至于无法实现精确控压、气体产量计量以及输气管线的输送,因此必须对返排流体进行除砂。
据专利检索,目前除砂工艺一般采用单极除砂,如“除砂器 201620471264.X”和“气体除砂器201380069781.3”,这种除砂器粒径范围窄,特别是对大流量下的小颗粒砂粒效率极低,而一般情况下页岩气产量一个平台产气量在10万方以上,砂粒径分布宽,显然这种除砂器不适用,达不到页岩气除砂要求。为提高除砂效率,一个较为有效的方式,即是针对不同粒径实施分级除砂。而多级除砂工艺,如“两级四段除砂新工艺201610528035.1”,主要针对低压环境下的单一流体环境下的除砂,而页岩气井口流体压力一般在50MPa以上,且流体是气液固三相,显然这种常规多级除砂工艺在页岩气井上不能使用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题,提供一种页岩气井使用的分级除砂工艺。本发明能够实现精细快速除砂,且气液流动顺畅,保证采气安全。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种页岩气井使用的分级除砂工艺,其特征在于,由如下步骤组成:
(1)页岩气井井筒高压流体经过捕屑器清除大颗粒固相,分离粒度≥2mm;
(2)再经过旋流除砂器旋流分离去除砂砾,分离粒度≥20μm;
(3)高压流体经过油嘴管汇节流降压到9MPa以内;再经过分离器,利用重力分离原理实现液气分离,分离出气相;
(4)再经过气体管道除砂器精细除砂,筛选,分离粒度≥20μm;
(5)最后经过粉尘过滤器,净化,筛选,分离粒度≥5μm,满足页岩气输送输入要求。
所述步骤(4)中,为确保下一步粉尘过滤器进行过滤时,气体中砂粒接近其除砂粒径范围,兼顾除砂效率与过流速度,使用精度更高的滤网式的管道除砂器对气体再次除砂。
所述捕屑器,最大滤网压差100MPa,捕屑容积15L,滤管结构为圆孔或割缝,空隙2mm。
所述旋流除砂器最高工作压力105MPa,最大气体流量100×104m3/d,最大液体流量690m3/d,除砂粒径d≥100μm,工作介质含砂流体。
所述分离器的一级节流压力105MPa ,二级节流压力35MPa,分离腔工作压力10MPa,最大气体处理量400,000sm3/d,最大液体处理量720m3/d。
所述管道除砂器最大气流量150×104m3/d;滤网孔径≥20um;滤网最大压差10MPa。
所述粉尘过滤器最大气流量100×104m3/d;滤网孔径≥5um;滤网最大压差10MPa。
所述捕屑器、旋流除砂器、油嘴管汇、分离器、管道除砂器和粉尘过滤器依次连接。
采用本发明的优点在于:
1、本发明是针对页岩气井大流量高压返排流体(气、液、固)环境下使用的多级除砂工艺,实现精细快速除砂,且气液流动顺畅,保证采气安全。
2、本发明不仅实现了除砂速度快,除砂彻底,保证了整气液流动顺畅,实现采气安全,还助力页岩气高效安全开发,在页岩气领域将大规模应用。
具体实施方式
实施例1
一种页岩气井使用的分级除砂工艺,由如下步骤组成:
(1)页岩气井井筒高压流体经过捕屑器清除大颗粒固相,分离粒度≥2mm;
(2)再经过旋流除砂器旋流分离去除砂砾,分离粒度≥20μm;
(3)高压流体经过油嘴管汇节流降压到9MPa以内;再经过分离器,利用重力分离原理实现液气分离,分离出气相;
(4)再经过气体管道除砂器精细除砂,筛选,分离粒度≥20μm;
(5)最后经过粉尘过滤器,净化,筛选,分离粒度≥5μm,满足页岩气输送输入要求。
所述步骤(4)中,为确保下一步粉尘过滤器进行过滤时,气体中砂粒接近其除砂粒径范围,兼顾除砂效率与过流速度,使用精度更高的滤网式的管道除砂器对气体再次除砂。
所述捕屑器,最大滤网压差100MPa,捕屑容积15L,滤管结构为圆孔或割缝,空隙2mm。
所述旋流除砂器最高工作压力105MPa,最大气体流量100×104m3/d,最大液体流量690m3/d,除砂粒径d≥100μm,工作介质含砂流体。
所述分离器的一级节流压力105MPa ,二级节流压力35MPa,分离腔工作压力10MPa,最大气体处理量400,000sm3/d,最大液体处理量720m3/d。
所述管道除砂器最大气流量150×104m3/d;滤网孔径≥20um;滤网最大压差10MPa。
所述粉尘过滤器最大气流量100×104m3/d;滤网孔径≥5um;滤网最大压差10MPa。
所述捕屑器、旋流除砂器、油嘴管汇、分离器、管道除砂器和粉尘过滤器依次连接,均为现有设备,在此不对设备结构做具体描述。
本发明针对页岩气返排流体进行除砂,使用了分离器,达到了液气分离。针对页岩气返排流体进行除砂,使用了油嘴管汇进行降压处理,保证了前端高压和后端低压的衔接。
实施例2
一种页岩气井使用的分级除砂工艺,包括:页岩气井井筒高压流体经过捕屑器清除大颗粒固相,分离粒度≥2mm(使用大直径孔眼,一方面可除去大直径的砂粒,剩下的砂粒进入旋流除砂器工作范围,另一方面保证了流体的过流速度);再经过旋流除砂器旋流分离(由于旋流除砂器为非过滤式,兼顾了大量除砂和避免堵塞的两个难题)去除95%砂砾,分离粒度≥20μm;高压流体经过油嘴管汇节流降压到9MPa以内;再经过分离器,利用重力分离原理实现液气分离,分离出气相;再经过气体管道除砂器精细除砂,筛选,分离粒度≥20μm(为确保下一步粉尘过滤器进行过滤时,气体中砂粒接近其除砂粒径范围,兼顾除砂效率与过流速度,使用精度更高的滤网式的管道除砂器对气体再次除砂);最后经过粉尘过滤器:彻底净化,筛选,分离粒度≥5μm,满足页岩气输送输入要求。
(1)捕塞器技术参数
最大滤网压差:100MPa
捕屑容积:15L
滤管结构:圆孔或割缝,空隙2mm
布局结构:双列(双筒)。
(2)105MPa旋流除砂器
最高工作压力:105MPa
最大气体流量:100×104m3/d
最大液体流量: 690m3/d
除砂粒径: d≥100μm
工作介质:含砂流体。
(3)分离器技术参数
一级节流压力:105MPa
二级节流压力: 35MPa
分离腔工作压力:10MPa
最大气体处理量: 400,000sm3/d
最大液体处理量: 720m3/d。
(4)管道式除砂器
最大气流量:150×104m3/d;
滤网孔径:≥20um;
滤网最大压差:10MPa。
(5)粉尘过滤器
最大气流量:100×104m3/d;
滤网孔径:≥5um;
滤网最大压差:10MPa。
Claims (8)
1.一种页岩气井使用的分级除砂工艺,其特征在于,由如下步骤组成:
(1)页岩气井井筒高压流体经过捕屑器清除大颗粒固相,分离粒度≥2mm;
(2)再经过旋流除砂器旋流分离去除砂砾,分离粒度≥20μm;
(3)高压流体经过油嘴管汇节流降压到9MPa以内;再经过分离器,利用重力分离原理实现液气分离,分离出气相;
(4)再经过气体管道除砂器精细除砂,筛选,分离粒度≥20μm;
(5)最后经过粉尘过滤器,净化,筛选,分离粒度≥5μm,满足页岩气输送输入要求。
2.根据权利要求1所述的页岩气井使用的分级除砂工艺,其特征在于:所述步骤(4)中,为确保下一步粉尘过滤器进行过滤时,气体中砂粒接近其除砂粒径范围,兼顾除砂效率与过流速度,使用精度更高的滤网式的管道除砂器对气体再次除砂。
3.根据权利要求2所述的页岩气井使用的分级除砂工艺,其特征在于:所述捕屑器,最大滤网压差100MPa,捕屑容积15L,滤管结构为圆孔或割缝,空隙2mm。
4.根据权利要求3所述的页岩气井使用的分级除砂工艺,其特征在于:所述旋流除砂器最高工作压力105MPa,最大气体流量100×104m3/d,最大液体流量690m3/d,除砂粒径d≥100μm,工作介质含砂流体。
5.根据权利要求4所述的页岩气井使用的分级除砂工艺,其特征在于:所述分离器的一级节流压力105MPa ,二级节流压力35MPa,分离腔工作压力10MPa,最大气体处理量400,000sm3/d,最大液体处理量720m3/d。
6.根据权利要求5所述的页岩气井使用的分级除砂工艺,其特征在于:所述管道除砂器最大气流量150×104m3/d;滤网孔径≥20um;滤网最大压差10MPa。
7.根据权利要求6所述的页岩气井使用的分级除砂工艺,其特征在于:所述粉尘过滤器最大气流量100×104m3/d;滤网孔径≥5um;滤网最大压差10MPa。
8.根据权利要求7所述的页岩气井使用的分级除砂工艺,其特征在于:所述捕屑器、旋流除砂器、油嘴管汇、分离器、管道除砂器和粉尘过滤器依次连接。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2777181Y (zh) * | 2004-07-30 | 2006-05-03 | 中国石化集团中原石油勘探局钻井工程技术研究院 | 多功能除砂除泥清洁器 |
CN103628870A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-12 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 旋流除砂装置 |
CN105073221A (zh) * | 2013-01-09 | 2015-11-18 | Fmc分离***公司 | 气体除砂器 |
CN205576008U (zh) * | 2015-12-01 | 2016-09-14 | 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 | 一种压裂液回收防冲蚀除砂*** |
CN106192508A (zh) * | 2016-07-07 | 2016-12-07 | 合肥银山棉麻股份有限公司 | 两级四段除砂新工艺 |
CN206158690U (zh) * | 2016-11-22 | 2017-05-10 | 四川科宏石油天然气工程有限公司 | 一种页岩气井站除砂器 |
US20180347335A1 (en) * | 2017-05-30 | 2018-12-06 | Specialized Desanders Inc. | Gravity desanding apparatus with filter polisher |
CN108975535A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-11 | 中国石油大学(北京) | 用于页岩气返排压裂测试的回收***及方法 |
-
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- 2018-12-20 CN CN201811565297.0A patent/CN109488278A/zh active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2777181Y (zh) * | 2004-07-30 | 2006-05-03 | 中国石化集团中原石油勘探局钻井工程技术研究院 | 多功能除砂除泥清洁器 |
CN105073221A (zh) * | 2013-01-09 | 2015-11-18 | Fmc分离***公司 | 气体除砂器 |
CN103628870A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-12 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 旋流除砂装置 |
CN205576008U (zh) * | 2015-12-01 | 2016-09-14 | 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 | 一种压裂液回收防冲蚀除砂*** |
CN106192508A (zh) * | 2016-07-07 | 2016-12-07 | 合肥银山棉麻股份有限公司 | 两级四段除砂新工艺 |
CN206158690U (zh) * | 2016-11-22 | 2017-05-10 | 四川科宏石油天然气工程有限公司 | 一种页岩气井站除砂器 |
US20180347335A1 (en) * | 2017-05-30 | 2018-12-06 | Specialized Desanders Inc. | Gravity desanding apparatus with filter polisher |
CN108975535A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-11 | 中国石油大学(北京) | 用于页岩气返排压裂测试的回收***及方法 |
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