PDF《锤磨热解析处理油基钻井液钻屑的效果评价》

热利用率参考先进节能的电磁 热解析技术 [19] ,其热利用率大于 95%. 3)处理量.这项参数决定含油钻屑锤磨热解析 处理的经济性,根据国外处理数据统计,一般情况 下锤磨热解析机单位功率的处理量大于 4.23*10-3 t/ (h・kW)[20] .基于行业采用的处理量计算方法,根 据单位时间的输入能量以及单位质量含油钻屑的处 理所需能量,处理量可以表示为 (1) 式中 表示处理量,t/h ;

表示锤磨热解析机的每 小时最大输入能量,kJ/h ;

表示系统的每小时 热损失量,kJ/h ;

表示每吨含油钻屑的处理所 需能量,kJ/t ;

Soild 表示固相残渣 ;

HC 表示烃类 ;

Vapour 表示水蒸气.

2 处理效果的评价 为评价锤磨热解析技术处理含油钻屑的处理效 果,在威远国家级页岩气开发示范区某平台建成含 油钻屑锤磨热解析处理站,开展含油钻屑锤磨热解 析试验. 2.1 锤磨热解析试验材料和方法 2.1.1 试验样品 试验样品选用威远页岩气开发某区块的含油钻 屑,基础油为白油.经测定样品含油率 22.3%,含水 ・

85 ・ 率8.6%,含固率 69.1%,各比率均为质量分数. 2.1.2 试验装置 试验装置采用川庆钻采院自主研制的

1 ~

2 t/h 锤磨热解析系统,其主要由螺旋输送器、锤磨热解 析机、旋风分离器、冷凝器、油水分离器等装置组 成,如图

1 所示.其中,锤磨热解析机是系统核心, 其轴上嵌套有锤磨叶片,轴在电动机的带动下转动, 使含油钻屑与锤磨叶片摩擦接触并产热,实现含油 钻屑的热解析.热解生成的气体首先通过旋风分离 器除尘,然后进入冷凝器,不凝气从冷凝器顶排出, 经过引风机后在系统出口处收集.而冷凝液则进入 油水分离器,在重力作用下完成分离.试验分析设 备包括离心机、快速溶剂萃取仪、温度传感器、电 子天平等. 图1含油钻屑锤磨热解析系统原理图 2.1.3 试验方法 通常,油基钻井液用白油干点低于

310 ℃ [21] , 且部分白油在毛细管力的作用下吸附在钻屑颗粒内 部,只有足够的工作温度和处理时间才能使钻屑颗 粒内部的白油扩散至钻屑颗粒表面,进而实现白油 的分离.因此, 设计锤磨热解析机工作温度为 320℃、 含油钻屑处理时间为 12min,对含油钻屑进行锤磨热 解析试验,以达到较好的白油热解析效果.均匀取

12 份固相残渣样品, 分析样品的含油率. 对于回收油, 根据悬浮物含量测定其含固率,并进行物化性质分 析,测定其密度、沸点、闪点等,综合评价回收油 是否可再利用. 2.2 含油钻屑处理效果与回收油利用分析 处理前的含油钻屑为黑色黏稠状固液混合体, 有刺激性气味,处理后的固相残渣为黑色干粉状固 体,无味,如图

2 所示.经测定

12 份固相残渣样品 的含油率介于 0.39% ~ 0.58%, 平均含油率为 0.48%, 样品含油率均低于 1%,满足固相残渣含油率的设计 要求.而对于回收油,测定含固率为 0.21%,低于 回收油含固率的设计要求(0.3%) .按照国家标准 GB/T 2538―1988 对回收油主要性能指标进行了检 测,并与现场用油基钻井液的基础油进行比较,检 测结果如表

1 所示. 由表

1 可知 : 1)回收油的沸点区间低于工作温度

320 ℃,说 明该工作温度下,含油钻屑中的油液可以充分挥发. 2)回收油与基础油的主要性能没有明显变化, 表明锤磨热解析技术通过物理变化回收含油钻屑中 的基础油,而未破坏基础油的物理化学特性,具有 良好的基础油回收效果. 用回收油配置油基钻井液(QL1) ,按照国家标 图2含油钻屑处理效果照片 ・