一种连续油管多簇喷砂射孔液回收方法及回收装置技术领域
本发明涉及一种连续油管多簇喷砂射孔液回收方法及回收装置，属于石油勘
探开发技术领域。
背景技术
目前，国内的水平井套管内分段压裂的工艺主要为连续油管分段压裂和可钻
桥塞分段压裂。连续油管分段压裂工艺是利用连续油管进行喷砂射孔，油套环空
注入压裂。该工艺每簇射孔包括低替、喷砂射孔、顶替等用液量接近30方。这
些液体返出井筒后，由于基液、携砂液体混杂，目前施工流程中难以再次利用，
均作为废液拉回处理，造成了液体的浪费及施工成本增加。
在现有文献中，专利号为201410280379.6公开了“一种压裂液回收箱式提插
除砂方法”，该发明利用回收箱与过滤箱组合实现除砂效果，但其缺陷在于需要
额外配备吊车来吊出过滤箱，操作较为复杂且整套装备需额外准备，极大占用井
场空间。
专利号为201310520504.1公开了“油田压裂废液处理设备”，包括隔油罐、
综合反应池、消毒水池和复合过滤系统，能够根据废液不同的归宿对废液采取不
同的工序进行处理，其缺陷是无法连续操作，整个废液处理过程耗时较大，无法
实现现场液体的快速回收再利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种连续油管多簇喷砂射孔液回收方法及回收装置，
以解决目前喷砂射孔液回收过程中操作复杂、耗时长以及无法实现对射孔液的
回收利用的问题。
本发明为解决上述技术问题提供了一种连续油管多簇喷砂射孔液回收方法，
该回收方法包括以下步骤：
1)在替置液回收阶段，打开替置液回收罐的阀门，将替置液回收到替置液
回收罐中，以供下一簇射孔使用；
2)在喷砂液回收阶段，打开喷砂液回收罐的阀门，将喷砂液回收到喷砂液
回收罐中进行静置沉降；
3)在喷砂液回收罐中的喷砂液静置沉降设定的时间后将喷砂液回收罐中的
无砂基液转运至替置液回收罐中，以供下一簇射孔使用。
所述在喷砂液回收罐中的喷砂液静置沉降期间，可对下一簇进行喷砂射孔，
利用其他喷砂液回收罐对下一簇喷射孔的喷砂液进行回收。
为保证液体沉砂效果，所述单个喷砂液回收罐内沉砂量不能超过罐体容积的
40％。
所述喷砂液回收罐的罐数w满足下面的关系式：
w>m*n/(V罐*0.4)
其中w为喷砂液回收罐的个数；V罐为单个喷砂液回收罐的容积，单位为m3；
m为单簇射孔的用砂量，单位为m3；n为总射孔簇数。
所述打开喷砂液回收罐的阀门的时间为在喷砂液到达地面前的设定时间，喷
砂液到达地面的时间t为：
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V连＝π(d/2-a)2L
![]()
其中V连为连续油管内的容积，单位为m3；V环为环空容积，单位为m3；d为
连续油管内外径，单位为m；a为连续油管壁厚，单位为m；L为连续油管长
度，单位为m；D为井筒内径，单位为m；H为射孔段井深，单位为m；P为射
孔施工排量，单位为m3/min；t为喷砂液到达地面时间，单位为min。
本发明还提供了一种专用于所述连续油管多簇喷砂射孔液回收方法的回收
装置，该回收装置包括并联设置的喷砂液回收支路和替置液回收支路，所述喷砂
液回收支路包括至少一个喷砂液回收罐以及设置在喷砂液回收罐进液口处的控
制阀，所述替置液回收支路包括至少一个替置液回收罐以及设置在替置液回收罐
进液口处的控制阀，所述喷砂液回收罐的出液口和替置液回收罐的进液口之间设
置有能够使喷砂液回收罐经过静置沉降后的无砂基液转运至替置液回收罐的控
制阀。
所述喷砂液回收罐和替置液回收罐之间还设置有输液泵，该输液泵的进液口
与喷砂液回收罐的出液口连接，输液泵的出液口与替置液回收罐的进液口连接，
用于将喷砂液回收罐中的无砂基液转运至替置液回收罐中。
所述喷砂液回收罐的出液口和替置液回收罐的进液口之间的控制阀的阀门
处安装有射孔砂过滤装置，防止喷砂液中的射孔砂进入替置液回收罐中。
所述的回收装置还包括排污池，所述排污池通过阀门用于与井口的放喷管线
连接。
所述喷砂液回收罐和替置液回收罐均采用压裂液储集罐。
本发明的有益效果是:本发明在替置液回收阶段，打开替置液回收罐的阀门，
将替置液回收到替置液回收罐中，以供下一簇射孔使用；在喷砂液回收阶段，打
开喷砂液回收罐的阀门，将喷砂液回收到喷砂液回收罐中进行静置沉降；在喷砂
液回收罐中的喷砂液静置沉降设定的时间后将喷砂液回收罐中的无砂基液转运
至替置液回收罐中，以供下一簇射孔使用。本发明通过回收罐交替使用将喷砂液
中的射孔砂沉降来实现回收，流程工艺简单，整套处理过程无添加化学药剂，作
业成本低廉，施工效率高，能够实现喷砂液及替置液体的有效回收，降低射孔液
体成本，提高经济效益。
附图说明
图1是本发明连续油管多簇喷射孔液回收装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
本发明的一种连续油管多簇喷射孔液回收方法的实施例
本发明的连续油管多簇喷射孔液回收方法能够在套管固井完井水平井的连
续油管底封拖动压裂改造工艺中实现射孔液的回收利用，降低污水排量并提高经
济效益。该方法在替置液回收阶段，打开替置液回收罐的阀门，将替置液回收到
替置液回收罐中；在喷砂液回收阶段，打开喷砂液回收罐的阀门，将喷砂液回收
到喷砂液回收罐中进行静置沉降；在喷砂液回收罐中的喷砂液静置沉降设定的时
间后将喷砂液回收罐中的无砂基液转运至替置液回收罐中，以被下一簇射孔使
用。该方法具体的实施过程如下：
1.正式射孔施工前，首先用不含射孔砂的基液对井筒进行低替，打开通往
替置液回收罐阀门，将替置液回收到替置液回收罐中。
在连续油管多簇喷砂射孔施工中，无砂的替置液在下一簇射孔时可当射孔
液使用，故替置液回收罐总罐容能达到单簇射孔总用液量的2倍即可。
喷砂液回收罐用罐数w根据单罐容积V罐，单簇射孔用砂量m和总射孔簇数n
确定，为保证液体沉砂效果，要求喷砂液回收罐内沉砂量不能超过罐体容积的
40％。
w×V罐×0.4＞m×n公式一
w>m*n/(V罐*0.4)
其中w为喷砂液回收罐的个数；V罐为单个喷砂液回收罐的容积，单位为
m3；m为单簇射孔的用砂量，单位为m3；n为总射孔簇数。
2.替置基液阶段结束后，开始喷砂射孔，为了实现对喷砂液回收的精确控
制，防止喷砂液到达替置液回收支路中，在喷砂液到达地面前的设定时间内打开
喷砂液回收罐的阀门(本实施例的设定时间为2分钟)，将喷砂液回收到喷砂液
回收罐中。其中喷砂液到达地面的时间t由连续油管外径d，壁厚a，连续油管
长度L，施工排量P，井筒内径D，射孔段井深H综合确定,具体的关系如下：
连续油管内容积V连计算：
V连＝π(d/2-a)2L公式二
环空容积V环计算：
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公式三
喷砂液到达地面时间计算：
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公式四
其中V连为连续油管内的容积，单位为m3；V环为环空容积，单位为m3；d为
连续油管内外径，单位为m；a为连续油管壁厚，单位为m；L为连续油管长
度，单位为m；D为井筒内径，单位为m；H为射孔段井深，单位为m；P为射
孔施工排量，单位为m3/min；t为喷砂液到达地面时间，单位为min。
除了本实施例中给出的通过计算喷砂液到达地面的时间来控制喷砂液回收
罐的阀门之外，还可通过其他方式实现。例如，打开喷砂液回收罐的阀门的时间
控制还可凭借人工经验，即根据人工经验确定喷砂液的回收时机；此外，还可在
喷砂液到达地面之前的管道中设置检测器，通过检测器判断是否有喷砂液流过，
根据检测结果控制喷砂液回收罐的阀门，实现对喷砂液回收的精确控制。
3.喷砂射孔结束后，进行顶替将射孔砂替出环空。常规连续油管喷砂射孔
利用活性水进行顶替，在本回收方法中为避免回收射孔基液被活性水稀释而导
致无法继续利用，全部采用基液进行顶替。
4.喷砂液在喷砂液回收罐静置设定的时间，本实施例中为2个小时，使喷砂
液中的砂沉降到罐底，将回收罐中无砂基液转运至替置液回收罐中，以备下一簇
射孔利用。
5.在喷砂液回收罐中喷砂液静置沉降期间，循环步骤1至步骤4对下一簇进
行喷砂射孔，其中喷砂液回收改用其他喷砂液回收罐，多个喷砂液回收罐在相邻
射孔簇中交替使用，提高施工效率。
本发明的一种连续油管多簇喷砂射孔液回收装置的实施例
本发明的连续油管多簇喷砂射孔液回收装置为专用于上述回收方法的装置，
该回收装置包括并联设置的喷砂液回收支路和替置液回收支路，喷砂液回收支路
包括至少一个喷砂液回收罐以及设置在喷砂液回收罐进液口处的控制阀，替置液
回收支路包括至少一个替置液回收罐以及设置在替置液回收罐进液口处的控制
阀，喷砂液回收罐的出液口和替置液回收罐的进液口之间设置有能够使喷砂液回
收罐经过静置沉降后的无砂基液转运至替置液回收罐的控制阀。
本实施例中的并联设置的喷砂液回收支路和替置液回收支路通过阀门4与井
口1放喷管线连通，其中，喷砂液回收支路包括并联设置的两个喷砂液回收罐5、
6，喷砂液回收罐5的前后与阀门7、阀门9相连，喷砂液回收罐6前后与阀门8、
阀门10相连，替置液回收支路包括并联设置的两个替置液回收罐13、14，替置
液回收罐13前后与阀门11、阀门15相连，替置液回收罐14前后与阀门12、阀
门16相连，井口1的放喷管线还通过阀门2与排污池3相连，用于排放防喷管
线中无法回收的液体。替置基液回收时，关闭通往排污池的阀门2，打开阀门4，
关闭通往喷砂液回收罐的阀门7、阀门8，打开通往替置液回收罐13或替置液回
收罐14的阀门11和阀门12，将替置液回收到回收罐中；喷砂液回收时，关闭通
往排污池的阀门2，打开通往回收系统的阀门4，关闭通往替置液回收罐13和替
置液回收罐14的阀门11和阀门12，打开通往喷砂液回收罐5的阀门7，将喷砂
液回收至回收罐5中。喷砂液在喷砂液回收罐5静置设定时间后，关闭阀门7，
打开阀门9，将回收罐5中无砂基液转运至替置液回收罐13或替置液回收罐14
中，以备下一簇射孔利用，在回收罐5中喷砂液静置沉降期间，下一簇进行喷砂
射孔时喷砂液回收改用喷砂液回收罐6。
为实现对喷砂液回收罐中经过静置沉降的喷砂液的回收，本发明的回收装置
中还加设有输液泵，该输液泵设置在喷砂液回收支路和替置液回收支路之间，喷
砂液回收罐5和喷砂液回收罐6通过输液泵17与替置液回收罐13和替置液回收
罐14连接。
为防止射孔砂通过输液泵进入替置液回收罐中，阀门9和阀门10处均装有
射孔砂过滤装置，以过滤经过静置沉降的喷砂液中的射孔砂。
下面以位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡南部的某井为例进行说明，利用连续油管
底封拖动工艺实施多簇射孔压裂，设计改造10段19簇(表1)，单簇射孔用砂
1m3，每簇射孔平均需净液量35.3m3。所用连续油管外径60.32mm，壁厚
4.445mm，长度3800m，套管井筒内径124.3mm，所用压裂储液罐为30m3容积罐。
根据喷砂罐数计算公式一：
w×V罐×0.4＞m×n
w×30×0.4＞1×19，得喷砂液回收罐用罐数为2个。
利用公式二、三、四精确计算各射孔簇喷砂液到达地面时间见表1。
应用本发明所述连续油管喷砂射孔液回收方法及装置，对每段射孔结束后
回收的射孔液下一段重复利用，实际总射孔液用量253m3，较同等施工规模水平
井未使用该回收工艺节约射孔液达417m3，产生了良好的经济效益。
表1实施例各射孔簇位置及喷砂液到达地面时间表
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