河南油田非常规压裂返排液回注工艺技术

河南油田非常规压裂返排液的成分复杂,目前尚无效果理想的处理工艺,因此,急需开发一种高效、经济的处理回注工艺技术。根据河南油田非常规压裂返排液水质分析情况,通过絮凝沉降试验、药剂除硼试验,以及反渗透膜除硼的室内及现场试验,得出如下结论:非常规压裂返排液的处理回注工艺方案可采用絮凝沉降+反渗透膜过滤的处理流程,采用橇装式成套设备,处理后水质可满足回注水质标准,即含油量≤10 mg/L、悬浮物含量≤10 mg/L、含硫量2 mg/L、总铁含量2 mg/L、细菌总数100 m L-1、p H值7~8;处理后污水通过单井注入地层,处理成本不大于5元/m3;设计压裂返排液处理规模为100 m3/d。     

非常规压裂返排液回注处理实验研究

油气井作业过程中产生的压裂返排液已成为当前油田地表水体主要污染源之一。对非常规开采压裂返排液进行了主要污染成分分析,结合油田现场处理现状提出了回注处理工艺,并进行了实验研究。结果表明,在采用破胶、Fe/C微电解、混凝和压滤的处理工艺后,压裂返排液达到ρ(悬浮物)10mg/L、ρ(油)30mg/L、pH值为6~9的标准要求。该研究为压裂返排液回注处理工艺、装置的设计及现场实施提供了实验基础。     

新疆油田压裂返排液处理技术

目前"水平井+体积压裂"已经成为新疆油田公司增储上产的主要开发模式,随着该开发模式的广泛应用,压裂返排液的处理成为亟待解决的问题。为了提高压裂返排液中胍胶和无机盐等有效成分的利用率,同时降低采油厂处理站的处理难度,从复配压裂液和回注油层两个方面进行考虑,分别采用"除油-沉降-杀菌"处理工艺和"氧化破胶-混凝沉降-过滤"处理工艺对压裂返排液进行处理。通过检测两种工艺处理后的水质,证明两种工艺处理后的压裂返排液能够满足SY/T 6376-2008 《压裂液通用技术条件》、Q/SY 02012-2016 《压裂酸化返排液处理技术规范》、Q/SY 0030-2015《油田注入水分级水质指标》,从而实现了新疆油田压裂返排液的有效循环利用,降低了企业的用水成本。     

“水质调节-絮凝-O3氧化”工艺处理胍胶压裂返排液 及回用技术

基于对延长油田某油井的胍胶压裂返排液的水质特性分析,采用"水质调节-絮凝-O3氧化"工艺对该压裂返排液进行处理,通过实验探索各工艺参数对处理效果的影响,并考察了处理后返排液回配滑溜水压裂液的性能。先将压裂返排液的pH值调至9.0,然后加入800 mg/L絮凝剂IF-A和1.0 mg/L助凝剂FA-B,再在通臭氧量30 mL/min处理500 mL返排液的情形下通气处理40 min。处理后水质呈无色、清澈透明状,SS含量小于3.00mg/L,Fe离子含量0.5 mg/L以下,黏度降至1.28 mPa·s,细菌含量低。用处理液回配滑溜水压裂液的各项性能与用自来水配制的滑溜水压裂液性能相近,符合DB.61/T 575—2013《压裂用滑溜水体系》标准,满足滑溜水压裂液配制用水要求。图3表2参11     

深部煤层气井胍胶返排液回用处理技术优化及应用

以胍胶为代表的水基压裂液广泛应用于深部煤层气开发，在获得高产的同时也产生大量的压裂返排液，因此开展胍胶压裂返排液回用处理技术优化、不断提高返排液的回用率具有重要意义。为解决胍胶压裂返排液回用处理存在的破胶不彻底、有害离子去除难等技术难题，通过破胶参数优化实验，分析添加剂对破胶的影响，并采用光谱分析和响应曲面法(RSM),探索胍胶压裂液在深部煤层气井高温环境及返排过程中的破胶机理和最佳工艺条件，从而为胍胶聚合物在地层实现“完全”破胶处理工艺提供理论依据。通过有害离子交互作用实验，并结合冗余分析法(RDA)分析残余在返排液中不同离子间的交互作用，以及对压裂基液配制、压裂液性能的影响，从而获得不同离子对配液回用的影响规律与最佳控制指标。在此基础上，提出胍胶压裂返排液回用处理工艺设计，并在应用中进行验证。结果表明：破胶液的黏度和残渣含量分别与破胶剂浓度、破胶温度和破胶时间符合二次多项式回归模型，在破胶剂浓度为0.03%、破胶温度为91℃、破胶时间为2.9 h时，可获得破胶液黏度和残渣含量最低值，这对指导压裂生产和返排液破胶降黏具有重要指导意义；明确了返排液中B、Al³⁺、...     

羟丙基胍胶压裂返排液的循环利用技术

随着油气储层压裂改造技术的广泛应用,压裂用水短缺和压裂返排液的有效处理已成为油气田亟待解决的问题。为了缓解新疆油田油田压裂用水与降低返排液处理成本,开展了羟丙基胍胶压裂返排液的循环利用技术研究。研究结果表明,电解氧化处理可实现返排液的快速降黏与杀菌,然后利用气浮、沉降等方式即可将返排液中的悬浮物有效去除。通过调节处理后返排液的pH至6.5左右,实现了羟丙基胍胶粉在返排液中的分散起黏,即快速配制羟丙基胍胶基液。通过引入0.05%数0.2%的缓交联剂葡萄糖酸钠,利用缓交联剂与残余交联剂之间的络合作用,有效解决由残余交联剂的引起的交联过快问题,返排液配制的压裂液交联时间可控制在10数120 s之间。通过添加稳定剂亚硫酸钠消除返排液中残余的破胶剂,有效提升了压裂液的耐温能力。利用该方法累计完成2.2万方返排液的处理,配制出的羟丙基胍胶冻胶压裂液应用于新疆油田75口井的压裂改造中,井底温度范围22数97℃,施工成功率100%。     

胍胶压裂返排液循环配制过程中残余硼控制技术研究

胍胶压裂液是目前油气田开发应用最为广泛的压裂液体系之一，返排液中存在一定量的残余交联剂，在重复配液过程中会出现提前交联的问题，因此开展了丙三醇、乙二醇、甘露醇、木糖醇等多羟基化合物对返排液中残余硼的掩蔽实验。实验结果表明：采用与硼摩尔比为2∶1的甘露醇作为掩蔽剂，可降低提前交联的不良影响。针对压裂返排液的水质特点和回用指标，采用“絮凝沉淀+离子控制+两级过滤”为主的胍胶压裂返排液处理工艺，处理后悬浮物去除率95.6%、钙镁离子去除率72.6%、硼去除率71.5%，压裂返排液处理后直接配制胍胶压裂液，未出现提前交联的情况，与清水配制的胍胶压裂液相比，耐温、耐剪切性能满足现场施工的要求。     

油气田压裂返排液处理技术现状及发展趋势

针对我国压裂返排液逐年增多的现状,分析了压裂返排液特点及其处理难度,概述了美国和我国压裂返排液处理的研究进展和技术应用情况。对比外排、回注、回灌、回用等处置方式的技术难度和处理成本,建议各油气田应根据具体条件选择最合适的处置方式和处理工艺,有回注、回灌条件的油气田可优先选择回注处理工艺,其处理成本最低,只需要降低原油和悬浮物浓度即可(均低于50 mg/L);有回用需求的油气田可选择回用工艺,要求保留有用成分,去除其中影响压裂液黏度的离子;最后的选择是外排处理,其要求指标多,处理成本最高。     

页岩气压裂返排液回用处理技术研究与应用

鄂尔多斯盆地页岩气压裂返排液具有总铁含量高(30~50 mg/L)、黏度高(2.8~3.2 mPa·s)、悬浮物含量高(大于300 mg/L)和细菌含量高(大于10~4个/mL,)的"四高"特点,直接外排会造成严重的环境污染和水资源浪费。为此,有针对性地开展了"隔油除砂—氧化—絮凝沉降—膜过滤"的"四步法"处理工艺的技术应用研究。该工艺在强化絮凝沉降效果的基础上,采用一步法膜过滤技术,既提高了水质处理效果,又缩减了处理工艺流程。同时,通过对处理工艺参数的优化,研发出了一套模块化橇装式压裂返排液回用处理装置。现场应用的效果表明:处理后的水质连续稳定达标,既可满足平均空气渗透率小于等于10 mD地层的回注要求,也可用于配制胍胶和滑溜水压裂液。该研究成果较好地解决了页岩气压裂返排液的"四高"问题,为国内外页岩气及其他非常规油气废水治理和回用提供了技术支撑。     

乌夏断裂带二叠系风城组油藏压裂返排异物成因分析及对策

针对新疆油田准噶尔盆地乌夏断裂带二叠系风城组油藏压裂返排出现返胶和返排异物的情况进行了研究和成因分析。研究发现返排异物为胍胶和无机盐的混合物,返排液碱性强,且富含地层矿物离子。分析原因是由于地层矿物离子极易溶于胍胶冻胶中,导致胍胶压裂液冻胶脱水,溶解的CO2-3,HCO-3增强了压裂液的碱性环境,胍胶基液与地层中的交联离子作用加强了交联结构使得压裂液不能完全破胶。根据返胶及返排异物成因分析,研究开发了酸性疏水缔合聚合物压裂液体系,并现场实施9井次,压后无返胶和返排异物情况出现。     

胜利油田瓜胶压裂液返排液回收利用水质指标

通过对胜利油田多口压裂井返排液水质指标的分析,确定了瓜胶压裂液返排液的水质特点。在此基础上,分别考察了pH、还原性离子、硬度、矿化度、含油量和悬浮物含量对瓜胶压裂液性能的影响程度,确定了压裂液返排液回收利用需要控制的水质指标:pH值为6.5～7.5,Fe2+含量不超过5 mg/L,S2-含量不超过2 mg/L,Ca2+不超过500 mg/L,矿化度低于100 000 mg/L,悬浮物不超过300 mg/L,悬浮物和原油含量对瓜胶压裂液的基液黏度和耐温耐剪切性能无影响,说明悬浮物和原油与瓜胶和交联剂都不发生反应。因此,在压裂返排液回用过程中,可适当放宽对原油和悬浮物含量的要求。为压裂液返排液的回收利用提供了依据。      

致密油压裂返排液处理技术研究

致密油采用工厂化大型压裂作业,压裂液用量平均在20 534m~3/井次,加砂量平均在1 314m~3/井次。30口致密油井2年累计返排液102 572.5m~3,返排液无合适去向,直接影响致密油后续开发进度。如直接回注,将严重损害储层渗透率,影响油田采收率;如直接进入污水系统,将对整个处理系统造成冲击,无法保证处理后水质达标。通过开展致密油压裂返排液处理技术研究及储层渗透率损失率动态研究,优选出催化氧化-混凝沉降-过滤污水处理工艺技术,使处理后的压裂返排液实现地层回注,解决了压裂返排液处理瓶颈,有力推动了致密油的持续开发。     

吉木萨尔页岩油压裂返排液再利用技术

随着水平井体积压裂技术的推广与应用,压裂液用量越来越大,同时产生大量的返排液,返排液成分复杂,难以高效利用,直接排放会造成环境污染。为了缓解新疆油田压裂用水和降低压裂成本,开展了吉木萨尔页岩油压裂返排液再利用技术研究。对吉木萨尔页岩油区块返排液进行pH调节、硼离子屏蔽、杀菌的处理,然后利用处理后的返排液再次复配胍胶压裂液,通过考察所配制压裂液的溶胀性能、交联冻胶耐温耐剪切和破胶性能确定了利用返排液复配胍胶压裂液的最佳配方,并在J1井进行了现场试验。吉木萨尔页岩油返排液具有高含碱、高含硼、高含菌的特点,通过引入0.06% pH调节剂A、0.08%屏蔽剂C,0.10%高效杀菌剂BLX-1,将返排液的pH 值调节至 7.0,然后加入 0.3%的交联剂 XJ-3 和 0.045%的 pH 调节剂 B。所配制的压裂液的交联时间控制在90～110 s,具有良好的耐温耐剪切性能,成胶后剪切 120 min 后黏度的依然大于 200 mPa·s,且携砂性能良好,破胶液性能满足行业标准。利用页岩油压裂返排液连续混配再利用技术处理返排液4.5×10~4m~3,且所配制的压裂液被成功应用于新疆油田页岩油J1...     

压裂返排液回用处理新技术试验研究

常规水基压裂返排液分为水基冻胶(瓜胶)压裂液和滑溜水/清洁压裂液。压裂返排液具有高分子聚合物含量高、油含量高、悬浮物含量高且成分复杂等特点,属于处理难度很大的废水。采用IDAF高效气浮-SUPOX-CMBR新技术工艺处理压裂返排液,在最佳运行条件下可使出水的油含量小于3 mg/L,SS含量小于2 mg/L。处理后的出水回用作复配压裂液,不仅解决了环境污染问题,同时又节约了宝贵的水资源。     

苏里格气田压裂返排液回用技术研究与应用

根据苏里格气田压裂返排液的特点和回用配制压裂液对水质的要求,形成了一套以“预处理—混凝沉降—两级过滤—杀菌抑菌”为工艺路线的压裂返排液处理技术。经处理后的返排液固体悬浮物小于20 mg/L,钙、镁离子含量小于30 mg/L,化学需氧量低于100 mg/L,配制瓜胶压裂液72 h黏度下降率低于20%。处理后的返排液用于配制瓜胶压裂液和聚合物压裂液,其耐温耐剪切性、黏弹性、破胶液性能等各项指标均满足行业标准要求。现场可对各个模块和处理单元进行选择性组合实现快速处理和精细处理,速度为150～300 m3/d。近3年使用处理后的返排液配制压裂液超过3.6×104 m3,应用效果良好。      

新疆油田压裂返排液处理方案探讨

新疆油田某油区经过评价确定采用体积压裂衰竭的开发模式。预计近5年大规模开采期间压裂返排液量为275×10~4m~3,使得压裂返排液的处理成为急待解决的问题。压裂返排液具有化学成分复杂、黏度大、COD和悬浮物含量高、处理难度大的特点。随着日趋严格的环保要求,对油田压裂返排液高效、低耗处理技术的研究显得日趋重要和必要。通过对新疆油田压裂返排液处理的技术现状分析,提出新疆油田压裂返排液处理的技术方案及建议。     

三元洗井液预处理技术室内实验研究

随着油田开发的不断深化，三元注入井大量增加，洗井作业是保障生产的有效措施，其施工后将产生大量的三元返排液。由于三元洗井液成分复杂、碱性高、黏度大，不能直接进入污水系统进行处理，因此需采取预处理措施降低洗井液黏度、含油量及悬浮物含量，减轻下游处理压力。通过对三元洗井液、压裂返排液及酸化返排液进行组分分析，并对混配机理进行研究，制定出三元洗井液—压裂返排液、三元洗井液—酸化返排液室内混配实验方案。通过处理水质对比，初步确定了采用酸化返排液处理三元洗井液具有较好的降黏和破乳效果，并且在三元洗井液与酸化返排液以1∶2体积比混合时，可将三元洗井液中含油质量浓度降至172.0 mg/L，悬浮物质量浓度降至13.3 mg/L，混合体系黏度降至2.2 mPa·s，有效降低了三元洗井液下游污水处理环节的难度。     

压裂返排液电催化氧化解交联降黏分析

为了研究电催化氧化技术处理压裂返排液中的主要有机物羟丙基胍胶降黏机理,考察了处理条件如处理时间、处理温度、电流密度等对模拟羟丙基胍胶基压裂返排液黏度、硼赋存形态的影响,以及通过极板电子交换的直接氧化与电化学过程生成的活性氧化物的间接氧化对羟丙基胍胶降解的影响.研究表明,羟丙基胍胶压裂返排液的降黏率随电催化氧化处理时间延...     

移动式气井压裂返排液回收处理工艺技术研究及应用

针对压裂返排液成分复杂、黏度高、危害性大、处理难度及成本高等特点,在调研了国内外压裂液返排处理技术的基础上,结合羟丙基瓜胶压裂返排液的特点和压裂生产场所分散不固定的特点,研发了压裂返排液可移动式处理装置。该装置根据处理方式划分为四大模块,处理工艺流程为预处理模块→固相处理模块→硼处理模块→药剂处理模块。经多次实验证明,由该工艺处理后的返排液水质指标完全符合回配压裂液的水质要求,返排液再配压裂液基本满足压裂施工要求,并已成功应用于压裂施工现场。该处理工艺操作性强、成本低、效果好,实现了返排压裂液不落地和回收再利用,节约了水资源,减少了环境污染。     

大规模压裂开发方式下水质治理的方法及效果

随着油田开发模式进入大规模压裂投产阶段,污水站来水水质特性发生变化,已建污水处理系统工艺难以适应。一方面从源头做起,控制污水站来水水质稳定、水量平稳。建设压裂返排液回收处理装置,控制压裂返排液回收进站指标达到“20.20”标准,选择连通效果差的塔3、塔20井区作为压裂返排液调控回注区块,缓解压裂高峰期污水量过大,回收、回注困难的问题。另一方面通过技术改造提高系统适应性。新建两段脱水处理工艺单独回收处理压裂返排液,积极应用新技术,采用高精滤工艺技术提高了系统运行的稳定性。并将油系统、水处理系统作为一个整体链条进行管理,制定节点管理指标,优化站场运行参数,通过行之有效的治理措施,从而实现油田“注好水、注够水”工作持续有效开展。