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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

压裂返排液水质特性评价及回用技术研究

为了明确压裂返排液中影响回用的突出污染物,从而针对性地研究现场处理技术,采用水质矩阵法对苏里格气田常用的两种体系压裂返排液的水质特性进行评价。结果表明:影响胍胶压裂返排液回用的污染物重要程度排序为钙镁离子、铁离子、悬浮物和pH值;影响可回收体系压裂返排液回用的污染物重要程度排序为悬浮物、pH值、钙镁离子和铁离子,两者差异明显。以此为基础,针对胍胶压裂返排液,提出“化学絮凝、离子控制、金属网过滤”的现场处理工艺,钙镁离子降低了83.7%,铁离子降低了79.6%,悬浮物降低了85.0%;针对可回收体系压裂返排液,提出“重力沉降、金属网过滤”的现场处理工艺,悬浮物降低了81.0%,处理后水质达到重复配液要求。     

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。     

Fenton试剂在返排压裂液处理中的应用

油气田压裂作业后的返排残余压裂液黏度、有机物含量以及浊度都较高,对油田企业周围的生态环境,尤其是农作物及地表水造成严重污染。经过破胶—絮凝处理后,COD仍然较高。文章以胜利油田水基胍胶返排压裂液为研究对象,针对破胶—絮凝处理后的上清液,采用Fenton试剂深度氧化处理,处理后压裂液COD去除率可达99.3%,满足GB 8978-1996《污水综合排放标准》二级排放标准。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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%。     

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。     

川西地区压裂返排液破胶处理工艺研究

油田压裂返排液是油气田开发中产生的一种复杂的多项分散稳定体系,需进行破胶预处理后才能进行下一步处理。文章以川西地区压裂返排液为研究对象,选用次氯酸钠（NaCIO）、过氧化氢（H2O3）、高锰酸钾（KMnO4）为破胶剂进行化氧化破胶剂实验研究,结果表明：高锰酸钾（KMnO4）的破胶效果最好,工艺条件简单,运输、保存方便。COD去除率达77％以上,破胶后水色最好。     

NHC环保型清洁压裂液性能评价及现场应用

为解决常规压裂返液不易回收利用的问题,制备了一种NHC压裂液。NHC压裂液稠化剂为一种低分子多糖表面活性剂,具有多糖自交联及表面活性剂卷曲、缠绕的双重作用。当稠化剂BHC-2用量为0.4%～0.8%时,NHC压裂液耐温抗剪切能力在70～90℃,在其返排液中加入0.3%～0.7%BHC-2后,可再次形成压裂液。现场试验表明：在清水中加入0.4%BHC-2所形成的压裂液在施工过程中压力较平稳,在返排液中加入0.3%BHC-2时即可形成交联液,实现携砂压裂。NHC压裂液配液及回收工艺较简捷,在长庆华池油田某井压裂施工7段,回收返排液1 435 m³,返排液回收利率为95.67%,较好的利用了返排中的有效成分,减少了水资源的浪费,具有良好的环保效应。后期数据分析表明：使用NHC压裂液改造后储层产油量比胍胶压裂液提高7.55%以上,表明该压裂液对储层伤害较小,有利于维持储层的原始动态平衡。     

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。     

页岩气开采污染治理技术比选分析

文章梳理了页岩气开发中广泛采用的污染治理技术,特别针对油基钻井废弃物和压裂返排液处理技术开展研究分析,结合国内生产实际情况,介绍各项技术的优劣。通过一线科技专家评分,在油基钻井废弃物资源化利用与无害化处理技术中热脱附法得到最高评价,压裂返排液一、二级处理技术中化学絮凝法得分最高,压裂返排液三级处理技术中反渗透技术得分最高,得分最高的技术在国内外油基钻井废弃物处理及压裂返排液处理应用中十分普及,评分情况与实际应用情况相符,反映了评分系统的准确性。该研究对我国页岩气开发污染治理技术甄选和研发具有借鉴参考价值。     

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。     

页岩气压裂返排液回用处理装置应用

针对延长气田研制了一套"预处理-氧化絮凝-快速沉降-膜过滤"移动式撬装设备,介绍了设备的原理、组成、技术参数、性能特点和应用效果。现场应用结果表明,该设备处理后的水质不仅达到SY/T 5329─2012《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》要求,而且可用于配置滑溜水和胍胶压裂液,其性能分别满足DB61/T 575─2013《压裂用滑溜水体系》和SY/T 6376—2008《压裂液通用技术条件》的技术要求。该设备既提高了水处理效果,又缩减了处理工艺流程,减小了返排液对周边环境的威胁。