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。     

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。     

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。     

川渝油气田压裂用生物酶破胶技术的研究与应用

研制了一套适合川渝地区使用的酶破胶羟丙基胍胶压裂液体系,该酶破胶剂对压裂液稠化剂具有很好的专一破胶性能,与压裂液各种添加剂有良好的配伍性能。与常规破胶剂相比,酶破胶剂破胶更彻底,破胶液黏度小,残渣含量少,对支撑裂缝导流能力伤害小。在合川001-25井组3口井的现场应用表明,该酶破胶压裂液体系能够完全满足现场加砂压裂施工要求,返排液残渣含量明显低于常规破胶剂体系,且使用酶破胶剂的2口井压后增产效果较使用常规破胶剂的更好。     

可回收再利用的低分子胍胶压裂液技术研究

为解决压裂作业水资源缺乏和返排液难处理的问题,利用pH值控制硼酸盐离解平衡移动原理来改变胍胶压裂液的交联状态,使其在酸性条件下非降解性破胶,胍胶分子结构不被破坏,可实现重复交联。采用生物降解技术,对胍胶进行降解,通过控制降解条件来控制胍胶的降解程度,从而控制胍胶的相对分子质量,制备出了相对分子质量为30×104⁵0×104、在硼酸盐条件下可交联的低分子胍胶,其水溶液黏度较低,水不溶物质量分数≤4%。并以某固体酸为囊芯、在水中可逐渐溶解的某高聚物为囊衣,采用空气悬浮成膜法制备出了一种胶囊破胶剂,在地面条件下显中性,保证胍胶压裂液顺利交联,而在地层温度和压力条件下逐渐释放出固体酸物质对压裂液非降解性破胶。以低分子胍胶为稠化剂,包裹固体酸的胶囊为破胶剂,开发出了可回收再利用的低分子胍胶压裂液,在四川须家河组储层改造中得到了广泛应用,对返排出的压裂液进行了回收再利用,节能减排效果显著。     

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。     

吉林油田可重复利用压裂液体系研究

可重复利用压裂液技术,可节约用水及化学添加剂,减少废液的排放量和处理费用。通过“吉林油田压裂返排液重复利用技术研究与实验”项目的开展,研究可重复利用的压裂返排液技术,利用常规羟丙基瓜胶作为增稠剂,使用可逆交联的交联剂以及专用温度稳定剂实现从冻胶→破胶→冻胶→破胶态的可逆转化。返排液回收再利用,实现压裂液重复利用的目的。     

压裂返排液撬装处理技术研究与应用

随着致密油开发持续深入,大庆油田大规模压裂井数由初期年32口井增加到年300口井以上,压裂返排液产生量剧增,长距离拉运和建造地面环保储池存在困难,废液池自然氧化降黏—掺液稀释处理—沉降过滤回注等旧模式无法满足需求。为此,立项研发了适合大庆油田高含聚胍胶特性的返排液处理技术和撬装移动式工艺设备,成本低廉、操作简单,悬浮物、含油量降到20 mg/L以内,能做到就近回注地层或就地复配压裂液,保障了开发生产需求。     

胍胶压裂返排液固液分离试验

胍胶压裂返排液具有高黏度、难固液分离的特征。强化该类废液的固液分离效果是开展深度处理的前提,去除废液中泥砂、岩屑、胍胶残渣等颗粒物,可确保处理后水水质达到再利用要求。通过室内试验得出影响该类废液固液分离效率的主要因素,包括废液黏度、颗粒物密度、粒径及混凝效果,并就延时混凝技术强化固液分离效果进行了试验研究。采用延时混凝形成的絮体粒径较常规絮凝物增加0.7～1.8 mm,絮凝物沉淀速率由常规的18 mm/s增加至25 mm/s,该试验研究为胍胶压裂返排液处理设备优化设计提供了技术依据。     

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。     

Fenton试剂在返排压裂液处理中的应用

油气田压裂作业后的返排残余压裂液黏度、有机物含量以及浊度都较高,对油田企业周围的生态环境,尤其是农作物及地表水造成严重污染。经过破胶—絮凝处理后,COD仍然较高。文章以胜利油田水基胍胶返排压裂液为研究对象,针对破胶—絮凝处理后的上清液,采用Fenton试剂深度氧化处理,处理后压裂液COD去除率可达99.3％,满足GB 9878-1996《污水综合排放标准》二级排放标准。     

催化氧化复合生物技术处理油气田压裂返排液

针对油气田压裂返排液处理难度大的问题,以四川某气田井组压裂返排液为研究对象,通过对其水质特征和治理技术现状的分析,提出催化氧化复合生物处理工艺并进行了现场实验。实验结果表明：该技术对于压裂返排液COD去除效果明显,最终出水COD浓度均降至100 mg/L以下,COD去除率达到98％以上;G-BAF生化系统进水盐度在0.5％～5％时,系统适应性非常好,有机物去除率达93％以上;当盐度提高到8％时,有机物去除率仍能保持在84％左右,G-BAF生化系统适合高盐度压裂返排液的处理;压裂返排液出水主要污染指标COD浓度、氨氮浓度、SS浓度、pH值均达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级标准,出水可用于油田及污水处理站设备清洁、钻井岩屑清洗等,实现废水综合利用。     

微波诱导催化技术处理压裂返排液的研究

借助微波诱导催化技术,利用自主研发的高效敏化剂处理双城压裂返排液,确定微波功率、废水pH值、H2O2用量及敏化剂用量对COD去除率的影响。实验结果表明：当微波功率为600 W,敏化剂的质量浓度为25 g/L,H2O2的体积浓度为18 mL/L,废水pH值为3.5时,压裂返排液COD去除率达到最大值75％。     

气田压裂返排液氧化处理实验研究

以四川某气田压裂返排液为研究对象,采用破胶絮凝处理后进行氧化对比实验,氧化剂选用高锰酸钾、过硫酸钾、次氯酸钠、Fenton试剂。研究表明,絮凝实验最佳条件为氧化钙、硫酸铝和硫酸亚铁投加量分别为3 ,1,1 g/L。4种氧化方法的最佳实验条件为：高锰酸钾投加量0.5 g/L,pH值为4;过硫酸钾投加量0.25 g/L,pH值为6;次氯酸钠投加量15 g/L,pH值为4;Fenton氧化方法pH值为3.5,双氧水投加量25 g/L,七水硫酸亚铁投加量10 g/L。出水CODCr最多可降至800 mg/L左右,最大CODCr去除率72.96％,处理效果良好,为后续处理创造了条件。     

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。     

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.     

一种延迟交联的抗高温加重胍胶压裂液的研究

深井储层埋藏深、岩性致密,破裂压力和裂缝延伸压力高,导致压裂施工压力高、难度大,常规压裂液密度低,无法保证施工安全和措施效果。为此,合成了一种有机硼交联剂YGB-1,通过交联时间的测定对交联比和调节剂用量进行优化;并对稠化剂、加重剂和其他添加剂进行了优选,形成了密度为1.35 g/cm~3、延迟交联时间在3～17 min内可调、适用于160℃储层的加重胍胶压裂液配方。通过耐温耐剪切实验、悬砂实验、降阻实验和破乳实验对压裂液的各项性能进行了测定,结果表明,该加重胍胶压裂液各项性能优异,在160℃、170 s~(-1)下剪切2 h后黏度仍保持在150 mPa·s以上;当混砂比为25%时,使用20～40目的陶粒在90℃条件下测试悬砂实验,悬浮0.5 h后,陶粒无沉降;测试管路为6 mm,当排量为3.5 m~3/h时,加重压裂液的降阻率为61%;破胶液表面张力为24.8 mN/m,残渣含量为398.2 mg/L;破胶液防膨率为91%。     

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。