页岩气压裂返排液高效破胶剂的研究

针对页岩气开采过程中产生的非常规压裂返排液具有高粘度、高COD及高稳定性的特点,以Fe(NO3)3和Ca(Cl O)2为原料,采用化学湿法中的两步法合成了一种绿色氧化剂K2Fe O4,并对合成出的K2Fe O4进行了定量分析,得到合成的高铁酸钾产率为67.63%,纯度为93.41%。采用X衍射、红外光谱、扫描电镜及X衍射能谱,对合成的K2Fe O4进行了表征。将K2Fe O4作为某气田页岩气压裂返排液的高效破胶剂,并对影响破胶效果的因素进行了分析。确定了K2Fe O4的加量为3 000 mg/L,体系p H为11.0及反应时间为40 min的最优条件,在最优条件下,得到出水的粘度为1.4 m Pa·s,其COD、SS和色度的去除率分别为59.1%、93.3%和88.9%。通过红外光谱和扫描电镜进行了微观观察,对K2Fe O4氧化非常规压裂返排液中主要成分胍胶的过程进行了机理分析。研究还发现,K2Fe O4在还原分解后,具有比单一铁离子更强的混凝效果。因此,K2Fe O4的应用对页岩气压裂返排液的处理有深远的影响。

Research on efficient gel breaker for fracturing flowback fluid of shale gas production