临兴致密砂岩气压裂返排液再利用技术

针对临兴区块致密砂岩气井压裂返排液的性能特点,结合压裂返排液中的有害指标,制定了压裂返排液复配压裂液的水质标准,形成了一套压裂返排液经适度处理后复配压裂液的低成本处理模式。结果表明:临兴区块压裂液配置水指标应满足pH值7～10、矿化度60 000mg/L、钙离子浓度600mg/L、镁离子浓度900mg/L、硼离子浓度10mg/L;经过破胶、pH值调整、絮凝和过滤工艺处理后的压裂返排液的主要有害指标COD、钙离子、镁离子、硼离子浓度大幅度下降,满足临兴区块压裂液配置水指标要求;根据处理工艺研制的压裂返排液处理装置在临兴区块LX-*1井和LX-*2井成功完成现场实验,复配压裂液满足压裂液现场施工要求。     

页岩气压裂返排液破胶剂筛选

页岩气压裂返排液在进行深度处理前需要破胶预处理。实验选用次氯酸钠(NaClO)、过氧化氢(H_2O_2)、聚合氯化铝(PAC)三种药剂作为破胶剂。研究表明,NaClO在投加量为5g/L,pH值为7,搅拌时间为20min的最优条件下,压裂返排液COD_(Cr)、浊度、SS、黏度、多糖浓度均下降;以浊度和多糖为评价指标时,浊度下降88.6%,多糖浓度下降85.4%,取得了很好的破胶效果。页岩气压裂返排液破胶剂筛选研究,为后续有效处理返排液提供了必要的条件。     

压裂返排液弱凝胶深部调驱技术

针对压裂返排液的特点,以聚丙烯酰胺为主剂,引入糠醛合成糠醛树脂交联剂,加入杀菌剂,在一定条件下形成弱凝胶体系,用于注水井调驱。考察了该压裂返排液弱凝胶体系性能:室内研究确定最佳的弱凝胶体系配方,进行了热稳定性及耐盐稳定性评价。进行了压裂返排液弱凝胶体系岩心封堵性能评价,凝胶体系在30~80℃具有较好的热稳定性,岩心封堵率大于80%,突破压力达到2.7 MPa,压裂返排液弱凝胶体系对储层具有较好的封堵性能。现场应用10井次,应用压裂返排液配置弱凝胶体系3.5万m~3,投入产出比1:1.25,压裂返排液重复利用,取得较好的环保效益及经济效益。     

页岩气压裂返排液处理效果影响因素研究

以昭通页岩气示范区的A、B两种类型压裂返排液为研究对象,研究和优选了适用于压裂返排液的混凝剂和促凝剂,并考察了温度、沉降时间、pH值及表面活性剂对SS(固体悬浮物)去除效果的影响,为工程应用提供了较好的指导。结果表明:聚合氯化铝与聚丙烯酰胺1 600对两种类型压裂返排液均有良好的絮凝效果,对A型压裂返排液:聚合氯化铝和聚丙烯酰胺1 600浓度分别为400 mg/L和4 mg/L、温度为25℃、pH值为6～8、沉降30 min,SS去除率为98%;对B型压裂返排液:聚合氯化铝和聚丙烯酰胺1 600浓度分别为480 mg/L和12 mg/L、温度为25℃、pH值为6.5～8、沉降30 min,SS去除率为97%。细菌含量对压裂返排液SS去除率无显著影响。4种类型表面活性剂对絮凝效果的影响大小排序为:阴离子非离子两性≈阳离子。     

压裂返排液处理与回用技术实验

针对压裂返排液回用处理工艺技术,采用SM17-1H井压裂返排液样品,开展了返排液处理与回用实验研究。结果表明,压裂返排液采用氧化破胶、絮凝沉淀、两级精细过滤、脱硼组合工艺处理后,调整压裂返排液pH值为7.2～7.5,添加0.3%工业级NaClO,氧化20min,加入400mg/L工业级PAC,4mg/L分子量800万的阳离子型PAM,上清液透光率可达到94%以上,满足絮凝沉降的要求。处理后水经氧化絮凝处理后,硼离子经WH908或C700树脂吸附除硼后,硼含量降低到1.25mg/L,满足压裂返排液处理后重新配液的要求。此结果为压裂返排液处理和重复利用技术现场实验奠定了基础。     

压裂返排液处理及循环利用技术研究与应用

以胍胶体系的压裂返排液为研究对象,分析了其水质特征和循环利用影响因素,并研究其返排过程及参数,形成了循环利用技术关键指标体系。同时开展了压裂返排液高效处理及循环利用技术研究和工程示范,现场试验结果表明,经氧化工艺处理后的胍胶压裂返排液的pH值7～7.5,悬浮物10 mg/L左右,石油类浓度14～30 mg/L,总铁含量0.2～0.9 mg/L,硼离子浓度2～10 mg/L,符合再次配制压裂液循环利用要求。该技术处理工艺简单、成本低,可有效降低施工现场的清水需求量,进而降低生产成本,提高生产效率,实现了压裂返排液处理回用的目的,有效利用油田外排污水,同时解决了压裂返排液的污染排放问题。     

吉林油田可重复利用压裂液体系研究

可重复利用压裂液技术,可节约用水及化学添加剂,减少废液的排放量和处理费用。通过"吉林油田压裂返排液重复利用技术研究与实验"项目的开展,研究可重复利用的压裂返排液技术,利用常规羟丙基瓜胶作为增稠剂,使用可逆交联的交联剂以及专用温度稳定剂实现从冻胶→破胶→冻胶→破胶态的可逆转化。返排液回收再利用,实现压裂液重复利用的目的。     

气田压裂返排液回用影响因素研究

针对气田压裂返排液回用配制压裂液的水质要求,研究了pH值、金属离子、细菌和泡沫对处理后液体配制压裂液的影响。结果表明,通过调节pH值、控制金属离子浓度、加入杀菌剂和消泡剂可以达到回用配制压裂液的要求。其中,pH值应控制在6.5左右;当Na2CO3和NaOH的复配比为800/600、NaOH投加量为300mg/L时,能有效去除Ca2+、Mg2+、Fe3+等离子的影响;杀菌剂采用气田压裂专用杀菌剂;消泡剂采用二甲基硅油。实验在气井井场采用撬装微涡流混凝装置处理气田压裂返排液,并对上清液回用配液,回用率达到98.4%。     

胍胶压裂返排液高效处理技术在苏里格气田的应用

针对目前苏里格气田现场压裂返排液处理工艺复杂的情况,优化设计了"降黏—絮凝—气浮—压滤—精滤—回用"六步法压裂返排液在线处理工艺,可实现压裂返排液边返排边连续在线处理。处理后的液体可回用复配压裂液,再配液基液黏度、挑挂性能、交联时间等满足压裂作业现场连线混配施工要求,耐温耐剪切性能良好,满足携砂要求,具有工业化应用前景。     

页岩气压裂返排液对环境的影响及思考

页岩气开发对水资源的大量消耗和压裂返排液处置困难引起了广泛关注。文章分析了滑溜水压裂液、混合压裂液、纤维压裂液、高速通道压裂液、二氧化碳压裂液、液化石油气压裂液6种页岩气压裂液的特点及对环境的影响。介绍了压裂液返排技术,主要有深井灌注、现场或中心建厂处理后重新利用、返排液处理后外排,进而结合我国页岩气开发的形势提出压裂返排液处理技术研究思路、研究方向和建议。     

水平井压裂返排液循环利用技术研究

文章以提高压裂返排液处理效率、水循环再利用为目标,针对长庆油田安平某水平井压裂返排液的性质特点,采用"混凝-沉降-精细过滤"处理工艺,对压裂返排液进行处理,处理后水样中Ca~(2+)和浊度均大幅下降,总硬度控制在300 mg/L。处理后的水配制的低温胍胶压裂液体系其耐温、抗剪切性能良好,具有良好的流变性能、破胶性能,不产生多余的残渣,能够满足现场压裂施工作业要求。各项性能评价说明采用该技术处理后的水可循环用于配置压裂液。     

简析页岩气开发对水资源的破坏

页岩气的开发主要采用水平井水力压裂的方法,压裂过程中压裂液的大量使用以及对返排压裂液的处理不当,会造成页岩气开发过程中对水资源的破坏,主要表现在导管破裂污染、返排液地面污染、大量消耗水资源等方面。通过总结对比返排压裂液的几种处理方法,认为废液处理后循环使用的方法在节约成本的同时,可最大程度地减小对水资源的破坏。     

吐哈油田压裂返排液重复利用技术

针对吐哈油田某区块体积压裂用水量以及返排液量大,拉运和处理成本高的问题,开展压裂返排液重复利用研究。设计并研发了一套可移动撬装式污水处理装置,经该设备处理后的水质分析结果表明,原液中95%以上的悬浮物被分离,含油量以及粒径中值均较低,液体的透明度得到明显改善。采用处理后的返排液复配低浓度胍胶压裂液,在76℃、170s~(-1)下交联初期黏度可以达到600mPa·s,100min后黏度约保持在100mPa·s,岩心伤害率只有17.17%,该压裂液具有耐温抗剪切性能好、携砂能力强、低伤害、破胶快速彻底的特点,能够满足现场施工和应用。     

低浓度胍胶压裂返排液进集输系统技术研究与应用

针对低浓度胍胶压裂返排液黏度较高、处理困难的问题,在大量的现场调研和室内实验的基础上,形成了破稳降黏、电位和pH值调节、预处理、进集输系统的低浓度胍胶压裂液处理思路,筛选了破稳降黏剂、氧化-还原电位调节剂、pH值调节剂和预处理剂等5种压裂返排液处理剂,经过室内实验和现场实验,实现了处理后的压裂返排液直接进集输系统的目的。     

中美页岩气水力压裂返排液环境影响与治理

对比分析中美页岩气水力压裂返排液,发现两者均具有产生量大、成分复杂、难生物降解、高COD、高TSS、高TDS等特点,若压裂返排液进入到地表水及土壤中,可能造成不利影响,甚至对人类健康造成影响。目前常用的处理压裂返排液的技术有深井回注法、处理后回用法及处理后排放法。我国页岩气水力压裂返排液处理技术尚不成熟,部分地区仍沿用石油行业处理采出水的方法;部分页岩气田以借鉴国外压裂返排液处理技术为主,结合自身返排液情况制定处理流程;返排液回收后重新用于水力压裂的水处理技术还不成熟,应积极开展压裂返排液处理技术的研究。     

改性PVDF中空纤维膜处理压裂返排液研究

针对中空纤维膜应用于水力压裂返排液处理时存在的膜污染严重、通量衰减快、影响处理效率等问题,研究了PVDF固含量、凝固浴温度等因素对PVDF膜性能的影响,通过非溶剂致相分离法制备了PVDF中空纤维膜,并采用表面接枝技术,对PVDF中空纤维膜进行了表面亲水化改性。压裂返排液吸附实验结果表明,表面接枝降低了PVDF的接触角,提高了膜的亲水性。与未接枝改性的PVDF膜相比,亲水改性后的PVDF膜表面吸附的压裂返排液更少。将亲水性中空纤维膜用于页岩气水力压裂返排液的过滤处理,应用结果表明其对压裂返排液中的总铁、SS、浊度、细菌去除率达到90%以上,长时间运行后的通量保持率高,有较好的抗膜污染性。     

致密砂岩油藏水平井压裂返排液处理工艺研究

针对非常规油藏压裂返排液中化学药剂成分较多、黏度高、稳定性强等特点,采用氧化-混凝-过滤工艺处理压裂返排液,结果表明：在氧化剂加量为5 mL/L、催化剂加量为2 g/L、pH值为5、反应2h后,再将出水pH值调至9,加入P1混凝剂2 g/L,有机絮凝剂2 mL/L,搅拌均匀后固液分离,出水的主要污染指标悬浮物降为1.9 mg/L,含油量为0.4 mg/L.     

压裂返排液生物处理实验研究

从油田压裂返排液中筛选出EB系列菌种,可高效降解压裂返排液中的高分子和有机污染物。考察了振荡时间、温度、接种量、菌种混合比例等对压裂返排液COD去除率的影响。结果表明:48h振荡、25℃、10%接种量、菌种EB1和EB2按1∶1比例混合是较佳应用条件。EB复合菌种的应用范围较广,其pH值适用范围为6～9,矿化度适用范围为3 000～20 000mg/L。该研究提高了压裂返排液生物处理技术规模化应用的可行性。     

胍胶压裂返排液特性及处理技术

基于胍胶压裂返排液水量大、组成复杂、黏度高等水质特性,常规处理工艺很难实现其氧化破胶和离子去除,因此亟需优化升级现有处理工艺。文章总结了胍胶压裂液体系的构成及作用,研究了国内外压裂返排液的处理方式,通过探究返排液回注与回配处理技术的发展趋势,明确了破胶降黏对返排液处理的关键作用,建议应结合氧化破胶和离子去除,研发利用高价金属离子的类芬顿氧化剂,实现返排液的高效降黏脱稳,协同控制高价金属离子的影响,为胍胶压裂返排液高效低成本的资源化处理提供支撑。     

压裂返排液处理技术现状及展望

针对页岩气压裂返排液的特点、危害,综述了氧化-絮凝-过滤/吸附联合处理工艺、氧化-絮凝-电解-过滤/吸附联合处理工艺、氧化-絮凝-电解-过滤/吸附-生化联合处理工艺的特点、适用性及处理效果,经过多种工艺处理后,压裂返排液中COD等污染物可以有效去除,出水可以达标。并对压裂返排液处理技术的发展前景进行展望,认为回收重复利用是未来压裂返排液处理的发展趋势。