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。     

高级氧化技术在压裂返排液深度处理中的应用

高级氧化技术对油田压裂返排液中难降解有机污染物的深度处理显示出了较好的效果。文章在阐述高级氧化技术处理油田压裂返排液原理的基础上,简要介绍了油田压裂返排液处理方面的几种高级氧化技术：化学氧化、光催化氧化、电催化氧化、Fenton氧化法、湿式空气氧化、超临界水氧化、超声波氧化,重点讨论了高级氧化技术在油田压裂返排液深度处理中的应用情况,并对其在油田压裂返排液处理方面的发展方向进行了展望。     

加砂压裂用滑溜水返排液重复利用技术

非常规储层体积压裂施工液体用量大,返排液多,返排液中含有各种地层离子、残余添加剂、悬浮物等,无害化处理难度较大。介绍了国外体积压裂返排液的处理方式,并结合四川盆地的特点,形成了适合于四川盆地非常规储层体积压裂返排液回收利用处理流程。室内研究表明,体积压裂返排液中的残余添加剂浓度较低,具有一定的矿化度,采用回收利用处理流程进行处理后,其摩阻与清水配制的体积压裂液相当。现场应用也进一步表明,体积压裂返排液处理后配制的液体摩阻性能与清水配制的相当。现场获得了良好的储层改造效果,节约了配液用水,减少了废弃物排放,实现了节能减排。     

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Ca2＋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。     

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。     

海上多元热流体气窜凝胶调堵体系研究

针对渤海油田多元热流体吞吐开发过程中出现的气窜及现有泡沫体系封堵强度较低的问题,开展了室内实验研究,对封堵强度相对较高的凝胶体系的流变性和封堵性进行了评价和优选。同时,对含油率、平台污水对封堵体系性能的影响,以及封堵体系对产出液破乳的影响进行了评价。实验结果表明,优选的凝胶体系在高温下具有良好的封堵性能,且可采用平台污水配液。体系耐油性能较强,且体系的使用不会对产出液破乳产生较大影响。在总结大量实验结果的基础上,建立了针对不同油藏和气窜条件下的凝胶配方选择图版,以指导现场气窜调堵方案的设计和实施。     

改性聚偏氟乙烯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膜污染严重、通量衰减快、影响处理效率等问 题,研究了PVDF（聚偏氟乙烯）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。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。     

压裂返排液处理规模效应经济分析

压裂技术的副产物压裂返排液的处理处置逐渐成为页岩气开发过程中关键的环保瓶颈,面对压 裂返排液高昂的处理费用和川渝页岩气开采区复杂的地形,目前国内并未建立完整压裂返排液集中处理厂。 选择压裂返排液处理主要应用的工艺单元,通过文献查阅和数据调研,初步建立了压裂返排液处理的规模经济 模型,从经济效率的角度,对返排液集中处理规模提出了合理建议：应在现场试验中进一步验证返排液处理装 置的经济效率。     

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。     

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℃、170 s-1下交联初期黏度可以达到600 mPa?s,100 min后黏度约保持在100 mPa?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。     

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。     

压裂返排液中悬浮物去除的室内研究

文章以低浓度胍胶滑溜水＋胍胶混合压裂返排液、EM30降阻剂滑溜水＋胍胶混合压裂返排液、高携砂滑溜水EM30S压裂返排液为研究对象,通过100～10 μm滤筒、20～1 μm滤膜物理过滤的室内实验研究,优选了各级过滤的滤筒精度,研究了不同类型的压裂返排液的悬浮物去除效果。结果表明：压裂返排液本身悬浮物含量越小,过滤效果越明显,为压裂返排液过滤装置的设计和现场实施提供了实验基础。     

页岩气压裂返排液电絮凝处理技术研究

针对页岩气压裂返排液处理工艺繁琐、处理装置占地面积大、处理效果不稳定等问题,采用电絮凝处理技术,以COD为去除对象,开展压裂返排液处理的试验研究,对工艺参数进行了优化,处理后水质可满足压裂液重复利用的相关标准要求。同时还研制了移动式处理装置,可实现压裂返排液实时在线处理,并进行了工业化应用,取得了良好效果。     

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10mg/L左右,石油类 浓度14～30mg/L,总铁含量0.2～0.9mg/L,硼离子浓度2～10mg/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。     

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:48 h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3000～20000 mg/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.     

预交联凝胶颗粒与地层的配伍性研究

采用称重法评价了预交联凝胶颗粒的膨胀性能,利用岩心注入实验评价了不同粒径的颗粒与地层的配伍性,选用双管并联模型考察了颗粒的选择性调剖性能。结果表明:预交联凝胶颗粒具有较好的膨胀性能;粒径匹配因子在0.05左右时,颗粒与孔喉的匹配性较好,对非均质地层具有一定的选择性调剖作用,且渗透率级差越大,分流量改善越明显;预交联凝胶颗粒在地层中的运移封堵性有助于提高调剖效果。     

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1600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1600浓度分别为400mg/L和4mg/L、温度为25℃、 pH值为6～8、沉降30min，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1600浓度分别为480mg/L和12mg/L、温度为25℃、pH值为6.5～8、沉降30min，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。     

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（H2O2）、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CODCr、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20 min,加入400 mg/L工业级PAC,4 mg/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1.25 mg/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。