苏里格气田压裂液返排液重复利用的可行性

针对目前存在的压裂液返排液重复配液难的问题,对苏里格气田不同区块及不同压裂液体系返排液组分进行了系统分析,同时分别采用单因素及正交试验对影响压裂液返排液重复配液性能的因素进行了深入研究。研究发现,压裂液在返排过程中从地层携带出的大量金属离子,尤其是一些高价金属阳离子对返排液的重复配液性能有显著影响,其中返排液中的Ca^2+、Mg^2+和Fe^2+对配液性能影响最大,针对0.4%的EM50和胍胶体系,实验测得这3种离子满足返排液重复配液的上限值分别为250、150、150 mg/L和275、250及200 mg/L。另外,返排液中高含量的Cl-及矿化度等因素也会影响返排液的重复配液性能。通过向返排液中加入一定浓度的络合剂或沉淀剂,再辅以清水稀释的方式可有效解决由于金属离子或矿化度太高导致的返排液重复配液问题。

清洁压裂液返排液再利用驱油体系研究

压裂液返排液具有液量大、处理难度大、处理费用高及环境污染等问题,为实现清洁压裂液返排液的再利用,通过对压裂液返排液体系中表面活性剂的有效质量分数、吸附性能、降低界面张力性能、改变岩石润湿性性能及提高采收率性能的室内实验评价,构建了基于清洁压裂液返排液的表面活性剂驱油体系。实验结果表明:清洁压裂液返排液体系中表面活性剂的有效质量分数为0.3%,用于目标区块脱水原油时,当其有效质量分数为0.05%~0.30%时,油水界面张力均可达到10^(-4)~10^(-3)mN/m的超低数量级;该体系改变岩石润湿性性能优良,可使油湿石英片表面向弱水湿方向转变;同时,该体系动态饱和吸附量为9.53 mg/g,且水驱后动态滞留量仅相当于动态饱和吸附量的25%~33%。室内岩心模拟驱油实验反映出,在最优注入方案条件下实现采收率增值12.5%,表明该体系能够满足目标区块压裂后进一步提高采收率的要求。

致密砂岩储层清洁压裂液返排液驱油实验研究及应用

清洁压裂液广泛应用于致密砂岩储层水力压裂施工中,而压裂施工后产生的大量清洁压裂液返排液具有处理难度大、回收利用率低以及环保压力大等问题,为实现清洁压裂液返排液的合理重复利用,以现场清洁压裂液返排液作为驱油剂,室内评价了其界面性能、润湿性能、乳化性能以及降压增注性能,并开展了驱油实验研究。结果表明:当清洁压裂液返排液质量分数为0.10%~0.15%时,可以使油水界面张力值降低至10-3 mN/m数量级,具有良好的界面活性;能使储层天然岩心表面的润湿性转变为亲水性,具有良好的润湿反转性能;可以使油水乳状液的析水率控制在30%以下,具有良好的乳化性能;能使天然岩心注入压力降低率达到50%以上,具有良好的降压增注效果。岩心模拟驱油实验结果表明,注入0.5 PV质量分数为0.10%~0.15%的清洁压裂液返排液后,能使天然岩心水驱后的采收率提高12%以上,具有良好的驱油效果。矿场试验结果表明,实施现场清洁压裂液返排液驱油措施后,目标区块生产井的产油量明显提升,含水率下降,取得了显著的增油效果。

电催化氧化处理压裂液返排液的研究

压裂液返排液具有高黏度、高矿化度、高色度以及高化学需氧量(COD)等特点,而且排放量大,直接排放会对环境造成巨大污染。采用电催化氧化法处理压裂液返排液,通过一系列实验得到了最优的处理条件:处理时间为40 min、极板材料为铝板、电流为0.08 A、极板间距为2 cm、二氧化钛催化剂加入量为3%(质量分数)、处理体系pH=5、电流频率为1 800 Hz、占空比为55。经过该工艺处理的压裂液返排液中COD的降解率大于94%,悬浮物的去除率大于88%,含油量的去除率达到了93%,对色度的去除也十分明显。

胜利油田瓜胶压裂液返排液回收利用水质指标

通过对胜利油田多口压裂井返排液水质指标的分析,确定了瓜胶压裂液返排液的水质特点。在此基础上,分别考察了pH、还原性离子、硬度、矿化度、含油量和悬浮物含量对瓜胶压裂液性能的影响程度,确定了压裂液返排液回收利用需要控制的水质指标:pH值为6.5~7.5,Fe^(2+)含量不超过5 mg/L,S^(2-)含量不超过2 mg/L,Ca^(2+)不超过500 mg/L,矿化度低于100 000 mg/L,悬浮物不超过300 mg/L,悬浮物和原油含量对瓜胶压裂液的基液黏度和耐温耐剪切性能无影响,说明悬浮物和原油与瓜胶和交联剂都不发生反应。因此,在压裂返排液回用过程中,可适当放宽对原油和悬浮物含量的要求。为压裂液返排液的回收利用提供了依据。

清洁压裂液返排液渗吸驱油效果影响因素评价

致密砂岩油藏通常需要采用水力压裂进行开采,压裂液返排液的处理及回收利用成为制约此类油藏开发的重要因素,而渗吸驱油是致密砂岩油藏开发的一种重要技术手段。清洁压裂液返排液中通常含有较多的表面活性剂,具备渗吸驱油的有利条件。因此,室内以致密砂岩油藏天然岩心和现场清洁压裂液返排液为研究对象,开展了清洁压裂液返排液渗吸驱油效果影响因素研究。结果表明:随着压裂液返排液界面张力的下降、岩心渗透率的升高,渗吸采收率呈现出先上升后下降的趋势,存在一个最佳的界面张力值和渗透率范围,使得渗吸采收率达到最大;而随着岩石表面亲水性的增强、温度的升高以及原油黏度的降低,渗吸采收率逐渐增大。矿场试验结果表明,实施清洁压裂液返排液渗吸驱油措施后,油井的产油量得到明显提高,含水率明显下降,取得了显著的增油效果。

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。

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排液污染并烘干后的岩心渗透率损害率分别在31.30%~84.59%和13.97%~61.69%之间,滑溜水压裂液返排液的损害程度稍微弱些。岩心驱替前后压裂液返排液中的固相颗粒粒径分布发生了明显变化,有大量固相颗粒在驱替过程中堵塞在了岩心孔隙和裂缝中。使用线性胶和滑溜水压裂液返排液污染后的页岩导流板导流能力值显著下降,导流板烘干后的导流能力相比初始阶段下降幅度分别为61.48%和31.32%,说明压裂液返排液对页岩储层裂缝造成了严重的损害。建议通过优化压裂液体系性能和建立合理的返排制度来降低压裂液返排液对页岩储层裂缝的损害程度。

压裂液返排液重复利用影响因素分析

油气田在压裂过程中会产生大量的返排液,返排液直接排放不仅会造成环境污染而且也是一种资源浪费,因此返排液重复利用成为油气田亟待解决的问题。压裂液返排液中高含量的金属离子不利于返排液重复利用,返排液的总矿化度、无机盐离子、悬浮物、pH以及残余破胶剂都会影响压裂液性能。该文通过分析长庆苏里格气田4个不同区块返排液离子含量,结合返排液中阴离子、阳离子、矿化度和固体悬浮物水质分析结果,采用单因素方法对压裂液返排液重复利用影响因素进行分析。结果表明主要影响因素为稠化剂(EM50)含量、矿化度、Ca2+、Mg2+和Cl-。采用正交实验分析,确定重复配液的主要影响因素程度为:EM50>Cl->Mg2+>Ca2+。

压裂液返排液重复利用技术

大庆油田压裂液返排液量逐年增多,目前的处理方式已无法满足日益严格的环保和生产要求,因此开展了压裂液返排液重复利用技术的研究。通过对返排液的成分分析,找到了影响压裂液返排液重复利用的主要因素,确定了现场返排液的重复利用方法和用量范围。采用压裂液返排液与清水混掺进行配制,混掺比不能超过25%,现场应用53口井,重复利用返排液1×10~4m^3,压裂液黏度保持率高,冻胶耐温抗剪切性好。压裂液返排液重复利用技术能够满足现场压裂施工要求。

清洁压裂返排液复配驱油体系的构建及性能评价

针对现场压裂返排液中部分单一体系再利用效果不明显的问题,通过考虑阴、阳离子表面活性剂复配具有协同效应的特点,构建了一种基于清洁压裂液返排液的表面活性剂复配驱油体系,通过分析体系降低界面张力性能、乳化性能,优选了最佳的复配体系配方0.2%RSH-2+0.012%AOS,并评价了该复配驱油体系提高采收率效果。结果表明,纯返排液体系在质量分数0.02%~0.5%范围内仅可将油水界面张力降低至10-1m N/m数量级,而0.2%RSH-2+0.012%AOS复配体系可降低油水界面张力至10-3m N/m超低数量级;同时,该复配体系乳化性能优良,油水比1∶1的乳状液在静置10 h后的析水率仅30%。该复配体系在渗透率0.0025μm^2的岩心中吸附性能优良,注入124.5 PV时吸附达到动态饱和,动态吸附量为7.52 mg/g,水驱后表面活性剂的滞留量只相当于动态饱和吸附量的1/4~1/3。该复配驱油体系具有较强的提高采收率能力,在水驱基础上可提高采收率11.8%,能满足低渗透油藏压裂后进一步提高采收率的要求。

重复利用胍胶压裂返排液配制硼交联携砂液的水质要求

随着油田开发,大型压裂的压裂液量剧增,因此研究压裂返排液的经济有效处理,不仅可避免污染排放,同时可提高油田整体开发效益。为了保证正常的压裂施工作业用水水质,室内采用配制水研究了p H值、硼、铁离子、铝离子、钙离子等对硼交联胍胶压裂液的基液粘度、交联时间、耐温、耐剪切、破胶等性能的影响,认为处理水的p H值、硼和二价铁等是保证处理水作为配制胍胶压裂液用水的最重要因素。