破胶-气浮-过滤组合工艺处理油田压裂液返排液

针对压裂液返排液CODCr浓度高、稳定性高、粘度高的特点,采用破胶-气浮-过滤组合工艺对压裂液返排液进行处理,考察其处理效果。先在电絮凝电压为20 V、反应时间为20 min,或者在微电解停留时间为40min、Fenton处理单元Fe~(2+)的质量分数为0.20%、H_2O_2投加量为0.8%的条件下进行破胶预处理,再在浮选剂投加量为1 000 mg/L、回流比为35%的条件下气浮处理8 min,最后经两级压力过滤处理,出水水质达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》的要求。     

化学絮凝破胶-电化学耦合处理压裂返排液

针对新疆油田压裂返排液高CODCr情况,构建一种絮凝预处理-化学氧化-电化学耦合技术,采用非消耗电极与化学法协同处理压裂返排液,提升CODCr去除效率,同时降低了处理过程中化学药剂和消耗电极带来的二次污染.通过对压裂返排液电解、 化学处理工艺的研究,形成最优处理工艺:先加入300 mg/L聚合氯化铝(PAC﹚进行预处理...     

页岩气压裂返排液电絮凝处理技术研究

采用电絮凝技术对页岩气压裂返排液进行处理,考察了各操作条件对页岩气压裂返排液处理效果的影响,确定了电絮凝处理的最佳实验条件:阴阳极材料均为铝板,电流密度10.0 m A/cm2,极板间距3 cm,反应时间60 min,p H=7。电絮凝工艺对低浓度页岩气压裂返排液具有较良好的处理效果,可望成为页岩气压裂返排液达标排放组合工艺的重要单元。     

非常规油气藏压裂返排液资源化利用研究

对非常规油气藏压裂返排液的特点、物性及污染指标进行分析,提出采用破胶混凝技术对返排液进行预处理分离,其水相可再配制压裂液用于现场压裂施工。研究了破胶混凝剂及其优化工艺和压裂液再配制技术,评价了再配制压裂液的主要技术指标及性能,并与清水配制压裂液进行对比。结果表明,再配制压裂液具有基液黏度高,抗温性能较强,易于破胶、返排,残渣量较低及防膨性好等特点。该技术能够实现废液资源化利用,达到节能减排的效果。     

新疆油田压裂返排液处理技术研究与应用

新疆油田地区常见的压裂液主要包括胍胶冻胶压裂液及乳液等体系,随着大型体积压裂工艺在新疆区块的广泛普及,当务之急是寻求有效的返排液处置措施。本文介绍了新疆油田压裂返排液的处理现状,详细阐明了对应的研究理论基础、思路和返排液处置方案,即采用"除油-沉降-杀菌"联合工艺进行返排液复配,再结合"氧化破胶-混凝沉降-过滤"技术对废液实施回注处理。现场应用结果表明,该回注处理技术可有效降低2个试验油厂废液中的COD含量(平均去除率可达88%)和含油量(平均去除率可达92.5%),可实现对新疆油田地区返排液的高效处理和回用,对落实油田现场的降本增效具有重要意义。     

油田压裂返排液处理药剂筛选

对于东北龙凤地区压裂返排液进行分析,同时结合公司开发的絮凝剂与助凝剂、杀菌剂和缓蚀剂来处理达到注回液的标准。实验研究表明：絮凝剂KD-11-C与助凝剂CPAM-1的组合使用,絮凝效果最佳,其中悬浮物去除率达到92.48%,含油量去除率达到96.03%;杀菌剂KD-24-2和KD-24-3,在投加浓度为300 mg/L,都能完全杀灭废水中的FB、TGB、SRB细菌;缓蚀剂KD-32-3在45 mg/L的投加量下管道的平均腐蚀率达到最低点。     

氧化法处理油田压裂返排液技术研究

压裂作业技术是油气田开采过程中油气井增产增注的主要措施之一,压裂作业结束后有大量的压裂废液返排至地面,成为当前油田水体的主要污染源之一。此类污水具有黏度高、高、悬浮物高等特点,若不经过处理而直接外排,将会对周围环境造成严重污染。本研究在对压裂返排液进行了成分分析的基础上,针对其中的污染物开展了去除工艺研究,形成了破胶氧化-中和-混凝-过滤的处理工艺,处理后出水pH为7.4,含油量为1.0mg·L~(-1),悬浮物为4.6mg·L~(-1),黏度为1.2m Pa·s,处理后出水各项指标均达到回注标准。     

延长油田胍胶压裂返排液循环利用技术研究

延长油田油井压裂作业产生的胍胶压裂返排液"四高"(总铁、黏度、悬浮物、细菌)。采用"水质调节-强化絮凝-O_3催化氧化"三步法工艺进行处理后回用。研究表明,在强化絮凝的基础上,通过投加固体催化剂进行臭氧催化氧化反应,返排液黏度显著降低,水质处理效果优良。该工艺最佳参数:pH值为9.0,絮凝剂IF-A投加800 mg/L,助凝剂FA-B投加1.5 mg/L,在A系列固体催化剂与压裂返排液接触环境中通入臭氧30 min。处理后的返排液,总铁浓度可降至1.0 mg/L以下,悬浮物浓度降至2.0 mg/L以下,黏度低于1.10 mPa·s。用三步法处理后液回配滑溜水压裂液的各项指标与用饮用水配制的滑溜水压裂液性能接近,均能满足地方标准《压裂液用滑溜水体系》的要求,符合现场滑溜水压裂液配制用水的要求,并应用于指导页岩气压裂返排液的处理及回用。     

电化学工艺处理油田聚合物型压裂返排液

压裂技术已逐渐成为油田增产的主要手段。随着更加严格的《陆上石油天然气开采工业污染物排放标准》的即将颁布,新疆玛湖油田在未来几年可能会面临大量聚合物型压裂返排液外排的压力。基于高效、低成本的处理要求,开发了“电絮凝预处理+电化学氧化”工艺处理压裂返排液。结果表明：当电絮凝预处理条件为阴阳极板均为铝板、极板间距为0.5 cm、电流密度为10 mA/cm²、通电时间为15 min时,压裂返排液COD去除率达到65.4%,浊度达到4 NTU。对电絮凝预处理后的压裂返排液进行电化学氧化处理,在阳极为镀钌铱钛板、阴极为不锈钢板、电流密度为25 mA/cm²、电源脉冲频率为4 000 Hz、占空比为65%、pH=7.2、反应时间为90 min的条件下,新疆玛湖油田压裂返排液COD可以降至80 mg/L以下,油质量浓度降至1.0 mg/L以下,氨氮降至0.5 mg/L以下,悬浮物降至30 mg/L以下。处理后压裂返排液水质指标满足陆上排放标准要求且成本较低,具有良好的工业应用前景。     

页岩气压裂返排液电化学处理现场试验研究

页岩气压裂返排液盐度高、有机物含量丰富,在回用和外排前需进行深度处理。构建了2 m³/h的电絮凝-电化学氧化集成工艺装置,在某页岩气开采平台开展了压裂返排液现场处理试验,该平台水质波动大。结果表明,在长周期运行过程中,经优化后的电絮凝-化学絮凝联用工艺可降低系统电耗和排泥量,电化学氧化深度降解COD符合一级反应动力学模型。当采用电絮凝电流35 A、电化学氧化电流60 A、停留时间均为10 min、辅助聚合氯化铝(PAC)投加量350 mg/L、Na₂CO₃投加量550 mg/L时,压裂返排液中悬浮物、硬度和COD均稳定达到100 mg/L以下,满足《页岩气储层改造第3部分：压裂返排液回收和处理方法》(NB/T 14002.3—2015)的回用要求和后续外排脱盐处理需求。药剂投加量较常规化学絮凝法可降低70%以上,污泥产生量降低约30%,直接运行成本约28元/m³。整套工艺具备良好的抗冲击能力,污染物去除效率高,成本较低,为油气开发中的压裂返排液处理工程建设提供了技术支撑。     

XJ-21菌株在胍胶压裂液体系中破胶驱油的复合性能研究

在储层压裂改造过程中,胍胶压裂液体系低温破胶难,储层改造效果差,是新疆油田油藏开发亟待解决的关键技术难题。本文针对这一技术难题,将微生物强化采油技术应用于压裂液体系中,从新疆油田吉7井区烧房沟组采集到油泥,通过对样品中微生物的富集培养及分离后,筛选得到一株能够高产生物表面活性剂的菌株,将其命名为XJ-21。结合菌落形态观察、革兰氏染色及16S rRNA序列分析结果,XJ-21菌株被鉴定为枯草芽孢杆菌（Bacillus subitlis）。傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析确定XJ-21代谢产物中的生物表面活性剂与环脂肽类结构一致。XJ-21菌株与外源ZW-027菌株复配后,复配体系对油藏环境条件具有广泛适应性,不仅在温度为35~55 ℃的范围内可以产生生物酶使胍胶冻胶破胶,还可在50 ℃的条件下降低样品所在区块的原油黏度,降黏率可达95.45%。在水驱后,使用复配体系驱油与仅用水驱技术相比可以提高10.14%的驱油效率。     

VES清洁压裂液的研制及应用

VES清洁压裂液由1.5%的粘弹性表面活性剂LRZ-1、0.30%激活剂LRZ-2和0.2%破胶剂LRZ-3组成。室内性能评价表明,清洁压裂液具有配制简便、携砂性能良好、摩阻小、低滤失、低伤害等优点,破胶后的表面张力小于30 mN/m。该清洁压裂液在延长油田进行了现场应用,取得了较好的效果,达到改造储层的目的,具有较好的推广价值。     

小分子可循环压裂液应用效果评价

应用胍胶压裂液体系进行水平井压裂施工时,存在施工周期长,压裂返排液的运输、存储及处理安全环保风险高,成本压力大等问题。利用小分子可循环压裂液,可以做到水平井压裂液运输环节的安全可控、环保减排;达到降本增效、提升效率的目的。     

A new model for simulating particle transport in a low‐viscosity fluid for fluid‐driven fracturing

Fluid‐driven fracture (i.e., Hydraulic fracturing) is an important way to stimulate the well productivity in the development of unconventional reservoirs. A low‐viscosity fluid called slickwater is widely used in the unconventional fracturing. It is a big challenge to simulate the particle (or proppant) transport in the low‐viscosity fluid in a field‐scale fracture. A new model to simulate particle transport in the low‐viscosity fluid in a field‐scale fracture is developed. First, a new parameter is defined, called the rate of proppant bed wash‐out, by which we incorporated the mechanism of proppant bed wash‐out into Eulerian‐Eulerian proppant transport model. Second, we proposed a novel way to consider the effect of proppant settling on the proppant concentration in the upper layer (or suspending layer) to accurately simulate the proppant transport. Additionally, a dimension reduction strategy was used to make the model quickly solved. Our simulation results were compared with published experimental data and they were consistent. After validation, the effect of fluid viscosity, injection rate, fracture height, and proppant concentration on the proppant distribution in a fracture is investigated. This study provides a new model to simulate particle transport. Meanwhile, it gives critical insights into understanding particle transport in the field‐scale fracture. © 2018 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 64: 3542–3552, 2018     

油层水配制压裂液影响因素研究

本文在对油层水进行分析的基础上,研究油层水中各种金属离子、原油及悬浮物对压裂液基液粘度以及交联的影响。实验结果表明,悬浮物对基液粘度影响很大;羟丙基胍胶与硼砂交联实验得出Ca2+、悬浮物对其交联影响很大。     

一种低分子压裂液体系制备及性能评价

以含有磺酸基、酰氨基、羧基等多种功能性单体的低分子聚合物为稠化剂,有机锆为交联剂,制备了低分子聚合物冻胶,考察了相关因素对形成冻胶性能的影响,得到了以其作为稠化剂的压裂液配方。结果表明,在稠化剂用量为0.3%,交联比为100∶0.5,粘土稳定剂用量为0.5%,助排剂用量为1.0%时,配制的压裂液在温度为90℃,剪切速率为170 s-1的条件下,其粘度保持在60 mPa.s以上;在DC-04破胶剂用量为0.1%,温度为90℃时,2 h破胶液粘度为3.6 mPa.s。     

Optimizing fluid viscosity for systems of multiple hydraulic fractures

Optimal hydraulic fracturing stimulations of horizontal oil and gas wells maximize created fracture surface area and/or maximize the uniformity of stimulation. Here, we use a new, rapidly-computing hydraulic fracture model to investigate how surface area and uniformity are impacted by interplay among multiple growing hydraulic fractures driven through permeable rocks by fluids of various viscosities. The results show the existence of a surface-area-optimizing viscosity that is large enough to control leak-off but not so large that leads to unnecessarily large fracture aperture.     

压裂返排液再配液技术的研究应用

压裂是储层改造的重要增产措施。随着大量水平井的规模化开发以及大型施工工艺的应用,压裂液的用量越来越大,压后返排液量也相应增加,这些返排液成为压裂增产后的主要污染物。对返排液再配液影响因素进行分析,研究了一套适用于苏里格气田的交联胍胶类返排液再配液技术。该技术应用不仅减少了返排液的外排压力,还促进了水资源的循环利用,在保护环境的同时又保障了油气田的持续生产。