Способ регенерации нефте- и химически загрязненного проппанта
Владельцы патента RU 2487911:
Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные нефтяные технологии" (RU)
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при регенерации нефте- и химически загрязненного проппанта и последующем использовании в качестве расклинивающего агента при гидравлическом разрыве пласта. Предложен способ регенерации нефте- и химически загрязненного проппанта на существующем оборудовании, включающий обжиг проппанта при температуре 350-500°C с последующим охлаждением до 30-35°C и отмыванием в смеси бензола-толуола, используемой последовательно в соотношениях 1:1, 1:2, 1:3, 3:1, 2:1, а затем в водно-спиртовом растворе с содержанием спирта 45-50%, сушку при температуре 70-95°C с последующим охлаждением до температуры 30-35°C и делением на фракции. Технический результат - упрощение способа, повышение эффективности, снижение стоимости. 1 табл.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при регенерации нефте- и химически загрязненного проппанта и последующем использовании в качестве расклинивающего агента при гидравлическом разрыве пласта (ГРП).
После ГРП часть проппанта остается в стволе скважины (в случае неуспешных работ или выноса проппанта из трещины). Проппант, извлеченный из ствола скважины, загрязнен нефтепродуктами и химическими реагентами разной природы. Для повторного использования в качестве расклинивающего агента данный проппант не пригоден в силу отрицательного влияния на рабочую жидкость ГРП. Таким образом, вопрос регенерации нефте- и химически загрязненного проппанта является актуальным.
Известен способ переработки нефтяных шламов (патент РФ №2026831, опубл. 20.01.1995 г.), включающий забор, подготовку, перекачивание нефтешлама и измельчение механических примесей.
Известен также способ подготовки нефтяного шлама к переработке (патент РФ №2261894, опубл. 10.10.2005 г.) на известных промышленных установках с использованием центробежного разделения шлама в декантере, включающий разогрев шлама до температуры не менее 70°C, подачу нагретого шлама на вибросито и отделение механических примесей размером более 0,15 мм, направление стока очищенной нефтесодержащей жидкости в промежуточную емкость и подачу подготовленного к переработке шлама в сырьевую емкость известных установок или непосредственно в декантер.
Известные способы не предназначены для переработки и утилизации твердых нефтяных отходов, к которым относится нефтезагрязненный проппант.
Известен способ утилизации нефтезагрязненного проппанта (патент РФ №2344006, опубл. 20.01.2009 г.) на существующем оборудовании, включающий пропаривание проппанта при температуре не менее 100°C для отделения его от нефтепродуктов, отмывку в моющем растворе с использованием поверхностно-активных веществ при вращательном перемешивании до полного очищения от нефтепродуктов, сушку при температуре 50-300°C, использование очищенного проппанта в качестве заполнителя в смеси для приготовления кирпича или бетонной смеси для заливки полов при производстве шлакоблоков.
Известный способ не предназначен для регенерации нефте- и химически загрязненного проппанта с целью дальнейшего использования в качестве расклинивающего агента при ГРП.
Известен способ утилизации проппанта (патент РФ №2353642, опубл. 27.04.2009 г.), включающий отмывку проппанта в моющем растворе с использованием поверхностно-активных веществ при вращательном перемешивании до полного очищения от нефтепродуктов, сушку при температуре 100-300°C, нанесение на прогретые до температуры 120-180°C гранулы проппанта покрытия фенолформальдегидной смолы новолачной с последующим остыванием, отверждением, фракционированием и использование полученного проппанта при гидравлическом разрыве пласта.
Недостатками данного изобретения являются сложность процесса регенерации загрязненного проппанта, его высокая стоимость, обусловленные тем, что:
- необходим четкий контроль процесса отмывки проппанта, для чего нужно встроенное в производственную линию оборудование для контроля нефтепродуктов на поверхности проппанта;
- для получения «безвредного» для окружающей среды и людей, которые далее по производственной цепочке будут работать с конечным продуктом, необходим точный подбор мономеров для получения из них смолы и опять же контроль содержания остатков этих мономеров в конечной смоле. Оборудование для контроля мономеров должно находиться как можно ближе к производству, при этом стоимость этого оборудования составляет десятки, а порой и сотни миллионов рублей.
Вместе с тем, процесс поликонденсации (процесс получения фенолформальдегидных смол) сложно контролировать на остатки мономера. Мономеры же, участвующие в процессе получения новолачной смолы, являются токсическими веществами. Такие мономеры и частично сам полимер - фенолформальдегидная смола влияют на качество жидкости ГРП, и в конечном итоге с подобным готовым продуктом будет сложно работать конечному потребителю - сервисным компаниям. Кроме того, необходимо разрешение на работу с токсическими веществами и утилизацию жидкости после отмывки, что экономически невыгодно.
Задачей, на решение которой направлено предполагаемое изобретение, является упрощение процесса регенерации загрязненного проппанта, повышение эффективности, снижение стоимости производства.
Технический результат заключается в простоте, доступности, эффективности предлагаемого способа регенерации нефте- и химически загрязненного проппанта, в применении недорогих оборудования и компонентов и улучшении экологической обстановки окружающей среды.
Технический результат достигается тем, что способ регенерации нефте- и химически загрязненного проппанта на существующем оборудовании включает обжиг проппанта при температуре 350-500°C с последующим охлаждением до 30-35°C, отмыванием в смеси бензола-толуола, используемой последовательно в соотношениях 1:1, 1:2, 1:3, 3:1, 2:1, а затем в водно-спиртовом растворе, содержащем спирта 45-50%, сушку при температуре 70-95°C с последующим охлаждением до температуры 30-35°C и делением на фракции.
Совокупность признаков, характеризующих заявляемое изобретение, позволяет получить указанный выше технический результат, а именно: обжиг при температуре 350-500°C с последующей отмывкой различными легкокипящими растворителями упрощают процесс регенерации загрязненного проппанта, делают его доступным и эффективным. Исключение из процесса дорогостоящих оборудования и компонентов снижает его стоимость. Кроме того, отсутствие в процессе производства токсичных веществ, отрицательно влияющих на жидкость ГРП, оказывает положительное влияние на окружающую среду.
Способ регенерации нефте- и химически загрязненного проппанта осуществляется следующим образом.
После гидравлического разрыва пласта (ГРП) использованный нефте- и химически загрязненный проппант обжигают от нефтепродуктов в печах типа УЗГ-1М с поддержкой температуры 360°C (±10°C) для обжига нефтесодержащих загрязнений. После обжига проппант охлаждают до температуры 30-35°C, далее охлажденный проппант отмывают в противоточном теплообменнике при комнатной температуре и атмосферном давлении, где последовательно добавляют смесь бензола и толуола в соотношениях: вначале 1:1, затем 1:2, 1:3 и далее 3:1, 2:1, после чего добавляют водно-спиртовой раствор с содержанием спирта 45% до полного очищения от химических примесей нефтепродуктов и остатков обжига. После отмывания проппант по конвейеру поступает в сушильный барабан, где его досушивают при температуре 80°C, затем вновь охлаждают до температуры 30-35°C и направляют на вибросито, где проппант делится по фракциям. После деления на фракции проппант используют как расклинивающий агент при ГРП, не влияющий на качество жидкости ГРП.
| Таблица | ||
| Проппант | Характеристики проппанта по стандартам API | |
| НВ, г/см3 | Прочность на 7,5 psi, % | |
| Регенерированный | 1,6 | 6,33 |
| Новый | 1,6-1,62 | 6-12 |
Исходя из данных таблицы, следует, что регенерированный проппант полностью отвечает требованиям качества проппанта по стандартам API (American Petroleum Institute - неправительственная организация США, занимающаяся исследованиями всех аспектов и обеспечивающая деятельность по регулированию вопросов в области нефтяной и газовой промышленности) и пригоден к закачке в скважину.
Использование заявляемого способа позволяет с максимальным качеством и наименьшими затратами, на существующем оборудовании, регенерировать нефте- и химически загрязненный проппант и снизить стоимость производства проппанта, используемого при ГРП, что позволяет производство ГРП сделать практически безотходным, значительно улучшить состояние окружающей среды.
Заявляемое изобретение опробовано в Обществе с ограниченной ответственностью «Газпромнефть-Хантос». Предполагаемая годовая экономия от использования составляет 15,5 млн. рублей.
Способ регенерации нефте- и химически загрязненного проппанта на существующем оборудовании, включающий обжиг проппанта при температуре 350-500°C с последующим охлаждением до 30-35°C и отмыванием в смеси бензола-толуола, используемой последовательно в соотношениях 1:1, 1:2, 1:3, 3:1, 2:1, а затем в водно-спиртовом растворе с содержанием спирта 45-50%, сушку при температуре 70-95°C с последующим охлаждением до температуры 30-35°C и делением на фракции.
