页岩气压裂返排液再利用处理技术研究

页岩气压裂返排液具有黏度高、悬浮物质量分数高、成分复杂等特点,对其进行回用处理可减轻环境污染、节约水资源。以延长页岩气为对象,进行"氧化-絮凝"工艺处理页岩气压裂返排液的研究。结果表明,以硫酸亚铈作催化剂且质量浓度为100 mg/L、双氧水质量分数为0.3%及硫酸亚铁质量浓度为140 mg/L时,可使返排液黏度由原来18.09 mPa·s降低到2 mPa·s以下;调整氧化处理后的返排液pH为7.5,在PAC质量浓度为600 mg/L,PAM质量浓度为20 mg/L时进行絮凝处理,处理后水中悬浮物由处理前的2 490 mg/L降低到0.9 mg/L,含油量由处理前的37.25 mg/L降低到4.32 mg/L。处理后水质满足平均空气渗透率≤0.01μm~2的地层回注要求。     

某区块致密气采出水水质对回注储层的影响研究

为研究致密气采出水回注的可行性,以鄂尔多斯东缘盆地某致密气区块采出水及石盒子组盒8段储层为研究对象,通过水质配伍、黏土膨胀岩心伤害及储层敏感性实验,综合分析采出水水质对回注储层的影响。结果表明:初期采出水经处理后,混合结垢量最大为54 mg/L,配伍性良好;水样无论是单独回注还是混合回注,其黏土膨胀率最大为21.78%,均不会引起黏土膨胀。采出水中悬浮物和含油质量浓度分别限制在10 mg/L和6 mg/L以下,对储层的伤害率低于20%;致密砂岩储层敏感性对回注水主要表现为中等偏弱速敏、弱酸敏。     

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。     

稠化酸返排液回注过程中结垢性与处理方法研究

针对陕北某油井稠化酸返排液pH低、SS含量高、低透光率等特点,通过分析稠化酸返排液的水质组成性质,采用Scalechem软件对稠化酸返排液与注入水的不同配比混掺进行结垢预测分析,并选择絮凝方法,对返排液进行处理。结果表明,在井筒水平段,Ca CO3结垢量为522 mg/L,Ba SO4结垢量为159 mg/L;在地面管线中,Ca CO3结垢量为540 mg/L,Ba SO4结垢量为172 mg/L,均不符合油田回注水标准(SY/T 5329—2012)。通过絮凝对稠化酸返排液处理,PAC投加量为500 mg/L,CPAM投加量为1.2 mg/L,加药间隔时间为20 s,搅拌时间为5 min时,稠化酸返排液透光率为89.8%,处理后稠化酸返排液和注入水按不同体积比混合,Ca CO3结垢量降低99.9%,Ba SO4结垢量降低超过87.4%,混合水配伍性良好,达到油田回注水标准,且混合后可降低界面张力,有利于提高注入水驱油效率。     

微波场中压裂返排液絮凝沉降实验研究

应用微波技术对油气田压裂返排液进行了絮凝沉降实验,考察了絮凝剂用量、微波处理时间和功率对返排液废水COD和含油量的去除效果。微波絮凝处理后,压裂返排液的COD去除率可达80%以上,油质量浓度降低到8 mg/L以下,脱色效果良好,除浊率可达99%以上,固体悬浮物去除率达95%左右,其平均粒度由处理前的98.97μm降低到6.12μm,且返排液的黏度降至1.25 mPa·s,微波絮凝工艺对油气田压裂液废水具有很好的处理效果。     

低渗油田返排废液处理及储层伤害实验

压裂及酸化作业后返排液处理是近年来低渗油田及非常规油气田开发面临的重要问题,在作业现场对返排液进行处理,处理后回注地层是最有效的解决措施.通过在延长油田某低渗油田开发区块现场取返排液水样进行化验分析,分析处理后水质指标情况,并利用实验分析了处理后压裂及酸化后排液对岩心的伤害情况.研究表明:现场水处理工艺处理后的水质指标达到了回注地层要求,处理后的返排液对岩心伤害率超过20％,需要进一步去除油和悬浮物颗粒,防止对储层造成伤害.分析了回注水矿化度对岩心伤害的影响,实验表明当回注水矿化度在60 g·L-1时岩心伤害率最低(9％左右),当矿化度增大时岩心伤害率大幅增加,因此应严格控制酸化后返排液回注水矿化度指标.     

稠化酸返排液回注处理方法与腐蚀结垢性研究

针对陕北某油井稠化酸返排液具有p H值低、SS含量和含油量高、颗粒大、透光率低、Fe2+含量高、腐蚀性强等特点,采用氧化除铁-絮凝-砂滤工艺进行处理,将处理后稠化酸返排液与注入水、地层水按不同体积比掺混,对3种不同处理阶段水样的配伍性进行评价。结果表明:调节p H值至7.5左右,Na Cl O氧化除铁效果较好,适宜投加量为40 mg/L;絮凝-砂滤处理氧化后的稠化酸返排液,当PAC投加量为500 mg/L、CPAM投加量为1.5 mg/L、加药间隔时间为10 s、搅拌时间为5 min时,稠化酸返排液透光率为99.1%,SS的质量浓度为0.5 mg/L,油的质量浓度为1.2 mg/L,Fe~(2+)的质量浓度与腐蚀速率分别降为0.14 mg/L和0.026 3 mm/a,粒径中值为0.52μm,水质符合SY/T 5329—2012《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》中的油田回注水标准,处理后稠化酸返排液和注入水、地层水按不同体积比混合,混合水水质稳定,配伍性良好,无结垢趋势。     

压裂返排液处理技术研究

采用筛选优化絮凝剂、调节p H、优选脱色剂等方法,使压裂返排液发生絮凝、脱色等反应,从而达到净化水质的作用。实验结果表明,在p H=7.5,PAC用量为100mg·L-1、脱色剂用量为30mg·L-1时,压裂返排液处理效果较佳,处理后水悬浮物含量为4.9mg·L-1,油含量为0.9mg·L-1,处理后水到达油田回注水一级标准,减少了压裂返排液的污染问题。     

稠化酸酸化返排液处理方法研究

陕北某气井稠化酸返排液具有pH低、腐蚀性强、矿化度高、SS含量高、Ca⁽²⁺⁾含量高和低透光率的特征。分析了稠化酸返排液的水质组成性质,采用提高返排液p H以降低Ca(2+)含量高和低透光率的特征。分析了稠化酸返排液的水质组成性质,采用提高返排液p H以降低Ca⁽²⁺⁾含量,再通过絮凝沉降除去SS,并预测处理后酸化返排液与注入水按不同比例混合后的结垢趋势。结果表明,在调节酸化废液pH为11.0,PAC投加量为500 mg/L,PAM投加量为30 mg/L时,处理水上清液的透光率可达到98.5%。在30(2+)含量,再通过絮凝沉降除去SS,并预测处理后酸化返排液与注入水按不同比例混合后的结垢趋势。结果表明,在调节酸化废液pH为11.0,PAC投加量为500 mg/L,PAM投加量为30 mg/L时,处理水上清液的透光率可达到98.5%。在30⁸0℃下,处理后稠化酸返排液与注入水按照不同体积比混合均无碳酸钙和硫酸钙结垢趋势。混合后可降低界面张力,有利于提高注入水驱油效率。     

压裂返排液快速高效处理方法研究

针对目前压裂返排液处理技术步骤繁琐、处理周期长、设备占地大、无法即返排即处理等问题,基于对压裂返排液水质及主要组分的分析结果,确定以去除有机物(COD)为首要目标,建立了絮凝预处理+电化学/高级氧化/超声耦合高效处理的两步处理方法。通过实验优化出最佳操作条件,使返排液经处理后水质澄清透明,COD、固体悬浮物及含油量均达到规定要求。在此基础上初步设计了处理工艺流程及撬装设备,可实现压裂返排液的边返排边连续在线处理,具有工业化应用前景。