红河油田压裂返排液回用技术研究

压裂返排液具有高化学需氧量(COD)、高色度、高悬浮物和高溶解性总固体(TDS)特征,直接排放将对周边环境造成严重的污染。研究对现有压裂液处理技术进行了评价,提出一种全新的处理方案。在对红河油田压裂返排液进行水质分析和普查基础上,以返排液中各成分对压裂液配液的利弊影响进行分类,区别对待,研究开发出一条"保留对配液有用成分、定点清除有害成分"的独特工艺,该工艺把返排液处理工艺和压裂液配液工艺密切结合,达到最大限度地减少处理和配液成本之目的。     

压裂返排液处理回用技术的现场应用

为了避免压裂返排液对常规油气田采出水处理站的干扰和冲击,延长油田某采油厂建设了处理量为20 m3/h的压裂返排液处理站,处理后的返排液用于回用配液。压裂返排液处理回用技术在现场应用结果表明:该处理工艺稳定,设备操作简单,处理后的清水重新配制的压裂液已应用于多个压裂井场,压裂作业取得成功。该技术实现了水资源的循环利用,经济效益和社会效益显著。     

压裂返排液处理技术的研究进展

介绍了压裂返排液的性质及其处理技术,归纳了各处理技术的特点及处理效率。压裂返排液的成分复杂,处理难度大,一种方法对压裂返排液进行处理很难达到国家对返排液排放的要求,必须将几种方法联合起来对返排液进行处理。研究新型高效环保的压裂液体系和环保的生物处理剂,开发可使压裂返排液循环使用的工艺,利用油气田开发伴随的能量处理压裂返排液是将来压裂返排液处理技术发展的方向。     

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。     

压裂返排液重复利用技术现状及展望

随着油气田开发规模的日益扩大,压裂作业用水量逐渐增大与压裂返排液产生量大、返排液无法直接外排的矛盾日益突出。将返排液进行处理后再回用无疑是目前解决该难题的有效途径。针对我国压裂返排液重复利用研究与应用现状,从返排液处理过程中面临的技术问题、可回收压裂液体系的研发、返排液处理工艺及处理装置的改进等几个方面进行了系统介绍,指出处理后回用是返排液处理的最佳途径,也是未来油气田工业发展的必然趋势。返排液回用技术应该从可回收压裂液体系的研发及返排液回用处理工艺改进两方面入手,进一步完善和推广该技术在油气田开发过程中的应用。针对目前返排液回用技术存在的问题提出了建议,以期为我国返排液重复利用技术的发展提供指导。     

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%。     

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。      

压裂返排液取水应用技术

为了解决非常规储层压裂改造过程中水资源的大量消耗以及日益增多的废液污染问题,研究了压裂返排液经过化学处理后用于重新配制压裂液的新方法。以长庆油田压裂返排液为例,分析了主要矿物离子Ca2+、Mg2+及残存破胶剂(过氧化物)和硼离子交联剂对重新配制的压裂液主要性能的影响,开发了通过络合反应降低压裂返排液中矿物离子的处理剂TR-1、通过氧化-还原反应处理残余破胶剂的处理剂TR-2及通过屏蔽残余硼离子交联剂从而阻止硼离子与植物胶多糖上的羟基交联的处理剂TR-3。应用该方法,2013年在长庆油田处理了15口水平井、125个水平段,回收处理液量14 000 m3,占施工液量的23%,达到了压裂返排液的重复利用效果并减少了对环境的污染。     

高聚物压裂返排液变色机理研究

研究了压裂返排液变色的机理及影响变色的因素,并提出了去除色度和浊度的措施.实验结果表明,压裂返排液从地层中携带出的Fe2+与高聚物分子发生络合,使返排液变黄;返排液放置过程中会滋生大量的硫酸盐还原菌,它代谢产生的S2-与Fe2+反应产生黑色的FeS胶体沉淀,使返排液变黑.返排液中加入杀菌剂可以抑制返排液变黑.环境温度、...     

压裂返排液特性研究

油井压裂返排液是当前油田水体污染源之一,压裂返排液的成分十分复杂,很难处理,所以研究压裂返排液特性,对其处理具有指导意义。本文对压裂返排液的基本类型及主要构成方面进行了分析,得出了基本特征和处理难点,为压裂返排液处理提供了实验基础。     

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。     

表面活性剂在水基压裂液中的应用

针对水基压裂液的特点与使用要求,分析了表面活性剂在水基压裂液中的作用机理,研究了1227杀菌剂、HY-605助排剂、SP169破乳剂、阴离子与非离子复合粘土稳定剂、消泡剂与起泡剂的应用效果以及与压裂液的配伍性。通过表面活性剂的作用,可有效地提高瓜胶水溶液的放置稳定性、压裂液的防乳、破乳、液体返排、稳定地层粘土、起泡与消泡能力以及保护地层、降低污染的效果。应用加有复合表面活性剂体系的有机硼交联压裂液于2001年在现场进行了3井次压裂施工,取得了液体返排率为85.9％,累计增油1670 t和天然气535.6×104 m3的良好效果。     

姬塬油田压裂返排液配制调剖剂的探索研究

随着长庆油田开发的不断深入,姬塬油田每年的压裂工作量不断增加,大量的压裂返排液无法直接排放,且处理费用高,给油田开发和环境保护都造成巨大压力。因此,综合考虑压裂返排液的环境保护、处理成本、回收再利用的要求,本文通过国内外调研、室内分析以及姬塬油田储层适应性评价,对压裂返排液用于调剖堵水进行了可行性研究,初步建立了基于压裂返排液的调剖剂配方,并进行了性能评价,形成适合于姬塬油田自身的返排液回收再利用的研究方向和思路。     

水基压裂液现场质量控制技术

压裂液性能的主要影响因素是水中的细菌、铁离子、磷酸盐、温度、pH值、硬度、密度和固相。介绍了压裂液基液和交联液的配制技术及配液的质量控制方法。最后列举了现场配液中常见的一些问题及其解决方法。     

压裂液技术发展现状研究

压裂已经广泛应用于油田增产当中,压裂液是造缝与携砂所使用的液体,是压裂技术的重要组成部分,压裂液的性能在作业中起到至关重要的作用。为此,在研究大量文献的基础上,分别对油基压裂液、水基压裂液、泡沫压裂液、清洁压裂液(VES)以及前沿的清洁泡沫压裂液发展现状及其特点进行了分析。研究结果表明,目前仍以合成聚合物水基压裂液体系的应用为主;在低压、强水敏储层可考虑采用油基压裂液、泡沫压裂液;清洁压裂液、清洁泡沫压裂液低伤害、环保的优势是目前研究的一个重点领域。压裂液将朝着低伤害、抗盐、抗高温、适应性强、环境友好的方向发展。     

页岩气压裂返排液中表面活性剂对处理剂配方的影响

页岩气开发后期常采用泡排工艺,其产生的泡排废水与压裂返排液混合后,引入的表面活性剂会大大增加水体处理难度,现有水处理工艺无法满足现场需求,为降低压裂返排液处理难度,有必要从源头重新寻找解决办法。从处理剂PAC的角度重新研究了泡排用表面活性剂的选择,以川南压裂返排液为研究对象,考察了4类表面活性剂对处理剂PAC的影响,同时测定悬浮物Zeta电位以研究影响规律,接着进行了起泡性评价,最终优选出对絮凝影响较小且起泡性良好的表面活性剂。现场应用结果表明,表面活性剂对PAC影响的顺序为阴离子型>非离子型>两性离子型≈阳离子型,十二烷基乙氧基磺基甜菜碱为最佳表面活性剂。现场泡排工艺采用后,满足泡排要求的同时可使下游压裂返排液处理剂PAC日均浓度从400~600 mg/L降低至300~400 mg/L,应用效果良好且具有进一步推广应用的价值。     

油基压裂液用磷酸酯胶凝剂的室内合成

以磷酸三乙酯和五氧化二磷为原料反应生成聚磷酸酯中间体,进而与正丁醇、正辛醇和十八醇的混合醇反应生成二烷基磷酸酯。通过设计正交实验,改变反应时间、反应温度、物料配比,优化合成工艺条件。实验结果表明:磷酸单酯的最佳反应条件是磷酸三乙酯与五氧化二磷的摩尔比为1.25:1,反应温度85℃,反应时间6h;二烷基磷酸酯的最佳反应条件是正丁醇、正辛醇和十八醇的质量分数分别为7.78%、33.51%和58.71%,中高碳醇与五氧化二磷的摩尔比3.8:1,反应温度98℃,反应时间8h。磷酸酯增稠剂的的浓度为2.0%时,配制的油基压裂液的最大粘度为359.5mPa·s,且破胶容易,易返排。     

高价金属离子对压裂返排液循环利用的影响及其室内处理研究

为了实现压裂返排液循环利用进而减轻环保压力,有必要弄清楚高价金属离子对压裂液性能的影响。论文研究了高价金属离子对压裂液基液性能、室温交联性能、高温流变性能及破胶性能的影响规律,并提出了一种金属离子去除方法。结果表明,与清水配制的压裂液比较,金属离子对基液的终黏度值影响不大,钙、镁离子使HPG完全溶胀的时间增加0.5 h~1 h,而铁离子缩短至5 min;钙、镁离子使冻胶的交联时间缩短,且显著增加冻胶黏度;随着冻胶中金属离子含量的增加,其耐温性逐渐变差。为保证耐温性能,返排液中Ca2+、Mg2+与Fe3+的安全浓度值应分别控制在180 mg/L、400 mg/L与80 mg/L以内;另外,采用沉淀法对返排液中金属离子进行了处理,处理液制备的压裂液的各项性能与清水相当,效果较好。