页岩气压裂返排液重复利用技术

针对页岩气水平井开发水力多段压裂作业产生的返排液数量多,添加剂、悬浮物含量高的环保技术难题,以再利用为目标,严格控制引入干扰离子,保留有效成分,去除有害成分,开发了压裂返排液复合混凝-过滤-吸附净化处理及配液工艺。将该工艺在涪陵页岩气示范区焦页2号和57号等23个平台进行了推广应用,累计处理压裂返排液7万余m3,重复利用率大于93.5%;配制的降阻水压裂液性能满足压裂作业要求,实现了节能减排和页岩气的绿色开发。     

江汉石油工程公司首次开展页岩气试气求产阶段进站试验取得成功

<正>3月14日,江汉石油工程公司首次在涪陵国家级页岩气示范区焦页11-1HF井成功实施页岩气井试气进站试验。试验取得圆满成功,将为页岩气绿色高效开发提供有力保障。涪陵页岩气示范区的开发试气过程中,放喷产生的页岩气一般都是点燃烧尽。从放喷求产到天然气进站,通常需要3到5天的时间,将燃烧掉30万~100万方的天然气,不仅造成巨大的经济损失,还会带来环境污染。为贯彻落实低碳环保、节约能源的理念,江汉石油工程公司井下测试公司西南分公司将焦页11-1HF井作为     

长宁页岩气压裂液返排液重复利用技术

大型体积压裂工艺是高效开収页岩气的重要技术措施,需要大量的地表水配制压裂液,同时压裂后返排会产生大量返排液,增大了地表水拉运用以及返排液处理的费用。因此,返排液处理回收再利用成为了目前页岩气压裂工艺的重要措施。分析了四川威进及长宁区块页岩气压裂液返排液组分,幵利用单因素分析方法评价页岩气返排液中组分对压裂液性能的影响,最后利用样品处理实验,确定了采用电絮凝+过滤+除阳离子试剂方法对返排液迚行处理,处理后的返排液达到了再次利用的标准,实现了降本增效的目的,保障了页岩气开収的可持续収展。     

页岩气返排液处理现状

页岩气作为一种清洁、低碳、高储量的非常规天然气,已成为未来天然气资源的新宠儿。但是目前其开发方式是水力压裂,该法在开发过程中会产生组分复杂的压裂液返排液。针对制约页岩气勘探开发的压裂返排液处理技术,系统梳理了国内外真对压裂返排液组成及处理技术的现状并通过与美国等发达国家技术的对比对我国未来页岩气发展进行了展望。     

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。     

页岩气压裂返排液回用处理技术研究与应用

在页岩气的开发过程中,对页岩气压裂返排液进行无害化处理具有一定的难度。主要分析了页岩气压裂排液中影响回用的主要成分,根据实验对比研究了影响压裂排液回用的主要原因,同时也介绍了页岩气压裂返排液回用所用的处理技术和利用这种处理技术组成的装置应用。     

连续油管膜制氮气气举排采工艺技术在D1HF井的应用

压裂残液(井底积液)是导致页岩气井产量低和储层污染的主要原因。针对D1HF井页岩储层低孔、低渗、自吸、返排率低的特点,优选连续油管膜制氮气气举排采工艺,快速有效地排液复产,及时了解了试气层流体性质、产能及天然气产出规律,达到了排采目的,为进一步试采提供了科学的参数依据,证明了该工艺技术在非常规页岩气藏勘探开发生产中具有重要的应用价值。     

涪陵页岩气开发压裂废水的污染防治技术探讨

水力压裂技术是目前页岩气开发的主要储层改造手段,水力压裂所需水量大,返排液的总返排量大、高矿化度、高COD且返排周期长,为降低对环境的污染,返排液必须经处理再排放。根据涪陵页岩气开发压裂废水情况,本研究以"前期回用-后期排放"为方向。在开发阶段压裂返排液和采气分离水经"pH值调节/预氧化-混凝"处理在工区内重复利用,开发结束后不再利用的压裂返排液和采气废水经"pH值调节/预氧化-混凝-高级氧化-反渗透-浓水处理"深度处理后达标排放。前期回用处理采用罐装车设备,后期排放处理以罐装车与深度处理的撬装装置联用,整套设备适应性强、可重复利用且方便移动。     

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。     

油基钻井液在焦页197-4HF井的应用

焦页197-4HF是涪陵页岩气田平桥南区197平台的一口三开制大位移开发井,三开2614~4941m,水平段长2327m,三开龙马溪组地层以黑色页岩为主,对钻井液页岩地层井壁稳定及润滑性要求较高。三开段使用油基钻井液,现场使用表明,油基钻井液的携岩性、井眼净化效果良好;其高温高压滤失量均控制在3m L以内,且滤液全为油相,减少了对储层液损坏,避免了水敏等伤害;该油基钻井液具有良好的流变性、电稳定性和润滑性,井壁稳定和储层保护效果明显,且现场对钻井液的维护措施完善,使其在焦页197-4HF井的应用取得了良好效果。     

压裂液返排液对页岩储层裂缝的损害实验评价

页岩气井经过大规模体积压裂施工后会有大量的压裂液返排液滞留在储层裂缝中,这会对页岩储层造成一定的损害.因此,选择涪陵地区某页岩气井压裂液返排液和储层页岩为研究对象,开展了压裂液返排液对页岩储层裂缝的损害实验评价,并分析了其损害机理.结果表明:页岩储层岩心经过压裂液返排液污染后,渗透率明显下降,使用线性胶和滑溜水压裂液返...     

页岩气水平井快速排液技术分析

页岩气井主要以水平井分段压裂投产为主,由于压裂改造用液量大,需要快速大量返排压裂液。根据对目前国内外比较成熟的排液采气技术进行分析,得出橇装气举排液技术具有排量大、机动性好及井场不需要电等系列优点,可满足页岩气快速排液需要,适合大面积推广应用。     

焦石坝地区钻井技术难点及对策

焦石坝地区地质条件复杂,存在水层与气层,上部地层钻遇裂缝、溶洞,发生恶性漏失堵漏施工困难的等情况较普遍。如焦页8-2HF井、焦页5-2HF井等井在钻井施工过程中,均钻遇溶洞裂缝。针对这种情况,对该地区的钻井难点进行分析,提出了解决焦石坝地区钻井技术难点的具体对策。     

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。     

页岩气压裂返排液膜蒸馏处理

页岩气开采过程中产生的压裂返排液处理难度大是其开采成本较高的主要原因之一。对长宁地区返排液进行了理化指标检测,用PTFE双向拉伸微孔膜搭建了平板型真空膜蒸馏装置,保持真空侧绝对压力为10KPa,探究了雷诺数及料液温度等主要操作条件对膜蒸馏过程的影响。结果表明该PTFE双向拉伸微孔膜蒸馏能有效处理这类页岩气压裂返排液,料液温度对膜通量影响显著。在料液温度335K,流动雷诺数为800的条件下,膜通量能达到30.3kg.m~(-2).h~(-1);产水的电导率均小于20μS.cm~(-1),计算脱盐率大于99.9%,产水COD均小于15mg.L~(-1),去除率达到93%,产水达到一级国标。     

基于臭氧与超声氧化降低页岩气压裂返排液COD

针对页岩气压裂返排液化学需氧量（COD）高,难以直接排放的问题,研究了臭氧氧化（O₃）、超声氧化（US）和臭氧与超声联用氧化（O₃+US）三种方式降低页岩气压裂返排液COD的效果。结果表明：O₃+US因能产生更多的自由基而具有更好的降低COD效果。O₃+US联用氧化返排液过程中,首先是臭氧直接氧化有机污染物生成醛酮等物质,然后再是自由基氧化降解,返排液颜色会出现特征变化。另外研究了水样pH、超声波功率、催化剂种类和加量、反应时间等因素对O₃+US联用氧化降低COD的影响,结果表明其降低COD的效率随pH的增大而减小,随超声波功率的增大先增大后减小,随作用时间的延长而增大。综合考虑,推荐降低页岩气压裂返排液COD的氧化条件为：臭氧质量浓度42mg/L、pH为2.5左右、超声波功率800W、催化剂MnO₂加量0.45g/L、反应时间100min,处理后COD降低68.17%。同时,降解动力学拟合分析显示MnO₂催化下O₃+US联用氧化降低页岩气压裂返排液COD的过程更符合二级动力学特征。     

长宁页岩气压裂返排液水质特征及化学絮凝处理

以四川长宁页岩气开发示范区为研究对象,分析了压裂后返排液水质特征,通过室内试验,选择了四种絮凝剂探究化学絮凝效果,研究表明,综合考虑处理后COD去除率、水样pH和浊度,针对高浓度返排液选择2 000 mg·L~(-1)的PFS作为最佳絮凝剂,COD除去率达98.75%;针对低浓度返排液选择1 500 mg·L~(-1)的PAC作为最佳絮凝剂,COD除去率达85.83%。     

页岩气压裂返排液浓缩结晶实验研究

对四川长宁页岩气田压裂返排液进行水样分析,其具有含盐量高、成分复杂的特点。探究利用机械蒸汽再压缩技术处理压裂返排液,通过蒸发结晶分离水和盐。实验研究了两种压裂返排液的浓缩结晶特性:返排液介稳区宽度和过饱和度对浓缩结晶的影响。实验结果表明:返排液介稳区随温度升高而减小,但结晶速率随温度升高而增大。温度从60℃增加到80℃,结晶平均粒径增长了56%左右;返排液结晶的主要成分为氯化钠。     

压裂返排液高效回用处理技术研究与应用

系统分析了四川地区不同页岩气压裂返排液的水质情况,明确了返排液中超出回用水质标准的关键指标,通过室内实验系统研究不同工艺对压裂返排液的处理效果,提出了能适应不同水质返排液的回用处理技术,并在现场开展应用。研究结果表明,返排液经软化-混凝-絮凝-杀菌处理后出水达到回用水质标准,其最优条件为：升高pH至10,混凝剂投加量(Y₁)满足Y₁=0.46X₁+39(X₁为混凝前悬浮物浓度),絮凝剂投加量(Y₂)满足Y₂=0.004 1X₂-0.9(X₂为絮凝前悬浮物浓度),杀菌剂投加量、杀菌pH和时间分别为200 mg/L、6和30 min。根据最优条件制造了能自动加药的回用处理装置。应用结果表明,自动加药处理出水水质比手动加药的出水水质更优且能达到回用水质标准,其药剂费比手动加药低35%,自动加药处理出水配成的滑溜水性能优于原水及手动加药处理出水配成的滑溜水性能,且能达到滑溜水性能要求。     

页岩气压裂返排液回用外排技术研究

分析了四川长宁–威远区块与重庆涪陵区块页岩气压裂返排液组分,并对返排液回用外排技术进行了探讨。压裂返排液具有化学需氧量高,总溶解性固体含量高,总悬浮物含量高等"三高"特点且成分复杂,采用回用技术可实现水资源重复利用,外排技术则需要多种方案的优化组合。