返排液重配压裂液性能研究及现场应用

随着非常规油气资源大规模开发,产生大量的压裂返排液,将压裂后的返排液进行重复利用,不仅能保护环境,还可以节约水资源,降低成本。本文针对鄂尔多斯盆地某区块设计一套压裂返排液初级处理工艺,研究处理后的压裂返排液重配进行施工,室内研究表明,该W-1压裂液各项性能良好:在170 s^(-1)、60℃,剪切120 min,黏度为224.500 mPa·s;50℃下破胶2 h,破胶液黏度在1.460 mPa·s;表面张力为21.791 mN/m、界面张力为0.769 mN/m;防膨率85.10%;在60℃下,压裂液冻胶体系静态悬砂时间为60 min,表明了该压裂液有较好的携砂性能;岩心基质渗透率伤害率为14.12%。该井现场施工情况表明,压裂液性能良好,施工压力稳定。压后1 h快速放喷返排,返排效果良好,压后增产效果显著。

压裂返排液无害化处理剂的制备与研究

为简化压裂返排液无害化处理过程中繁杂的加药工序,本文以瓜尔胶压裂液返排液为例,通过单因素实验与正交实验优选出破胶剂、破乳剂、抗乳化剂以及絮凝剂种类,并明确各组分加量,形成了“一体化”压裂液无害化处理剂配方。实验结果表明,生物酶破胶剂、蓖麻油聚氧乙烯醚、季戊四醇嵌段聚氧乙烯聚氧丙烯醚以及质量比为3:1的CPAM与PAC复配组合分别为最佳的破胶剂、破乳剂、抗乳化剂以及絮凝剂,处理后的返排液固含量、含油量以及COD含量分别主要受控于絮凝剂、破乳剂以及破胶剂的加量,添加剂之间不存在相互干扰,结合单因素实验结果,优化出“一体化”返排液无害化处理剂配方为:800mg·L^(-1)生物酶破胶剂+800mg·L^(-1)破乳剂+500mg·L^(-1)抗乳化剂+1600mg·L^(-1)絮凝剂,该配方在常温环境下使瓜尔胶压裂液返排液在60min内分层,其清液中悬浮固含量降至3mg·L^(-1)以下,含油量降至5mg·L^(-1)以下,COD降至50mg·L^(-1)以下,满足现场回用配液要求。

四川某地页岩气压裂返排液处理工艺研究

页岩气压裂返排液是一种高盐、有机物成分复杂、水质变化范围宽的废水,难以采用单一生化工艺处理。采用“臭氧催化氧化/高铁酸盐氧化+双碱法软化+纳滤膜+反渗透膜”联合处理工艺对该废水进行处理,并研究2种氧化工艺对TOC去除效果,软化和膜法脱盐的效果。结果表明,臭氧催化氧化和高铁酸盐氧化对TOC降解率分别为60%,70%;双碱法软化对Ca^(2+)、Mg^(2+)硬度去除率分别为90.5%,77.8%;膜法脱盐工艺中纳滤对硫酸根拦截率95%,一、二级膜脱盐率分别为99%,95%,工艺出水达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中地表水Ⅲ类水域标准。该联合处理工艺具有一定参考应用价值,可为页岩气压裂返排液达标处理提供参考。

页岩油压裂返排液处理技术进展

随着页岩油地质特点的差异化与压裂液体系的变革,亟需低成本、高效的返排液回用处理技术。文章基于不同压裂液体系的油田返排液,对比分析了常规与非常规返排液的特征,明确严重影响页岩油返排液回用处理的关键污染特性是黏度大、悬浮物、油含量高。针对关键技术难题,分别探究了氧化破胶技术与混絮凝剂的研究进展,发现任何单一处理剂均难以解决其破胶、脱稳与分离难题,需要研发并优化复合功能型药剂,确保页岩油压裂返排液高效资源化处理,支撑页岩油规模化绿色开发。

一种油田钻井压裂返排液的水处理工艺方法

针对现有的油田钻井压裂返排液的水处理工艺普遍存在处理成本高,处理效果差,设备维护量大且无法做到连续处理等问题,基于对压裂返排液水质及主要组分的分析结果,建立一套以去除有机物(COD)并有效降低废水总溶解性固体(TDS)的处理方法,本方法核心工艺为气浮+混凝沉淀+浸没式超滤+电渗析+MBR+STRO+DTRO的联合处理工艺。通过实际工程项目处理结果,使压裂返排液在处理后能够达到工业企业回用水水质要求并满足废水回用率的要求,同时大幅度降低膜系统维护及损坏更换的工作量,进一步优化项目运行成本。

美国页岩气压裂返排液处理技术现状及启示

水力压裂技术是目前页岩气开发依靠的主要储层改造手段,但采用该技术开采页岩气对水资源的消耗情况和压裂施工完成后返排液如何处置则引起了人们广泛的关注。为此,以美国Marcellus页岩区和Barnett页岩区为例,分析整理了其压裂返排液的水质特点与处置方式。在系统归纳美国页岩气开发过程中形成的返排液管理路线的基础上,从处理回用和处理外排两个方面介绍了返排液处理技术现状及研究进展。结论认为:从目前国外应用和研究现状来看,页岩气压裂返排液处理的理论和技术是相对成熟的。进而结合我国页岩气开发的形势,提出了符合实际的压裂返排液处理技术研究框架,明确了研究主题,提出了研究方向和目标建议:①完善页岩气压裂返排液深井灌注技术标准体系;②开展页岩气压裂返排液处理回用技术研究,研发耐盐耐硬度压裂液体系及配方;③开展其他废水回用配制页岩气压裂液体系或无水压裂可行性研究;④探索压裂返排液外排技术应用的可能性。以期为上述热点问题的最终解决提供技术思路。

页岩气压裂返排液的组成及处理技术

压裂液和地层组成共同影响着页岩气压裂返排液的污染组成,导致返排液成分复杂,处理难度大。为了能选择合理的水处理方法,对国内、外返排液的主要参数进行了对比,对国外返排液中的金属元素和有机污染物组成等进行了分析,发现国内对金属元素和有机污染物组成可供参考的资料很缺乏。目前国外对于压裂返排液主要有2种资源化处理方法:循环利用和处理再利用。金属离子、盐份、细菌和有机物是返排液处理的重难点。针对不同的处理方法和不同的特征污染物,对现行的处理技术进行了分析。指出现行的主要处理工艺虽能使水质达到相关标准,但存在结垢、膜污染、成本高等问题。提出要从源头优化压裂技术,在末端加强水处理工艺,最大程度地实现压裂返排液的资源化。

页岩气压裂返排液处理工艺研究

针对页岩气开采作业过程中产生的压裂返排液,优选破乳-絮凝-氧化相组合的处理工艺,在实验室试验的基础上,对不同污染物含量的压裂返排液确定了相应破乳剂、混凝剂以及氧化剂的最佳药剂配方。

安塞油田酸化返排液的H_2O_2氧化—中和—絮凝回注处理研究

针对安塞油田酸化返排液具有pH低、Fe2+含量高的特点,以H2O2为氧化剂,聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)为絮凝剂,采用化学氧化除铁—中和—絮凝的处理工艺对其进行处理,使处理后废水的各项水质指标能达到油田回注水的水质标准,并确定了各药剂的适宜投加量.结果表明:在H2O2、PAC和PAM投加量分别为0.2%体积分数、40 mg/L和3.0 mg/L的条件下,处理后酸化废水中悬浮固体(SS)由300～500 mg/L降低至10 mg/L,油含量由450.55 mg/L降至13.78 mg/L,总铁质量浓度和平均腐蚀速率均达到安塞油田回注水的水质要求.

压裂返排液处理技术现状及展望

针对页岩气压裂返排液的特点、危害,综述了氧化-絮凝-过滤/吸附联合处理工艺、氧化-絮凝-电解-过滤/吸附联合处理工艺、氧化-絮凝-电解-过滤/吸附-生化联合处理工艺的特点、适用性及处理效果,经过多种工艺处理后,压裂返排液中COD等污染物可以有效去除,出水可以达标。并对压裂返排液处理技术的发展前景进行展望,认为回收重复利用是未来压裂返排液处理的发展趋势。

页岩气压裂返排液处理工艺试验研究

为了使压裂返排液达到重复利用和排放的标准,对返排液的处理工艺进行了试验研究。返排液采取物化处理与高级氧化处理为主,化学处理为辅的联合处理工艺。化学处理中选用PAC作为絮凝剂,投加浓度为100 mg/L,选用活化硅酸为助凝剂,投加浓度为5 mg/L,选用次氯酸钠为氧化剂,投加浓度为60 mg/L,总的反应时间约30 min;电絮凝处理中选用PAC作为催化剂,投加浓度为20 mg/L,反应时间为20 min;臭氧催化氧化处理中选用MnO2作为催化剂,投加浓度为60 mg/L,反应时间为40 min,工艺处理后的返排液达到重复利用和排放要求。

国内油气田作业返排液处理技术进展

油气田作业过程中加入的各种入井液返排至地面时,其成分更加复杂,处理难度更大,这些作业返排液具有稳定性好、COD高、可生化性差等特点。综述了目前国内关于几种主要油气田作业返排液的处理方法,并分析了各种处理方法的优缺点。

微藻处理压裂返排液的效果及影响因素

针对压裂返排液污染物成分复杂、含量高,对环境污染严重的特点,采用小球藻好氧处理结合聚合氯化铝(PAC)混凝、颗粒污泥厌氧处理压裂返排液结果表明,压裂返排液可生化性差,小球藻直接处理返排液COD去除率仅为5.85%,返排液培养小球藻96 h后藻株进入对数期增殖,最大藻密度为1.19 g/L。混凝处理可以有效去除返排液中有机物污染物,混凝出水培养小球藻72 h后藻株进入对数期增殖,最大藻密度为1.03 g/L,返排液经混凝、小球藻处理后COD去除率为68.63%。颗粒污泥厌氧处理可以进一步去除返排液混凝出水有机污染物,厌氧出水培养小球藻24 h后藻株快速增殖,最大藻密度为0.35 g/L,返排液经混凝、厌氧和小球藻处理后,COD去除率可达92.16%。

页岩气开发中的水环境保护问题

页岩气作为一种非常规天然气在世界能源格局中的地位正变得日益重要。美国是开发页岩气获得成功的国家。介绍了美国环境管理法规的缺失情况,分析了页岩气开发水环境管理的特点,综述了产出水的处理方式,可为国内页岩气的开发提供借鉴。

新型延迟自生热增压泡沫压裂液研究

随着川西地区中浅层气藏采出程度加深,地层能量逐渐降低,压裂液返排率下降,常规压裂技术已不能适应开发需要。为解决该问题,研制了具有低腐蚀低伤害性能、泡沫携砂性好、低滤失、返排速度快的新型延迟自生热增压泡沫压裂液,并进行了现场应用。实验结果表明,该压裂液体系压后返排速度快,见气早,施工工艺成功率为100%。该研究在一定程度上增加了川西中浅层压裂改造的增产有效性。

页岩气压裂返排液外排处理技术研究现状及展望

考察了国内外不同页岩气区块中压裂返排液的水质特征,并对比了川南两个区块压裂返排液有机物的组成类别,对各国压裂返排液开展达标排放的政策要求进行了详细分析。针对川南地区开展的压裂返排液处理外排实践进行了重点介绍。四川作为国内页岩气的重要产区,基于水环境质量标准制定了页岩气压裂返排液达标排放的水质要求。由此分析了国内外页岩气压裂返排液处理外排的技术研究和应用进展,并梳理出达标处理工艺中所涉及到的关键技术,明确了技术路线和优化方向,以期为同领域的研究和应用提供参考。

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0．7～1．8mm，絮凝物沉淀速率由常规的18mm／s增加至25mm／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。

页岩气措施返排液重复利用技术研究

页岩气主要通过采用大规模减阻水多级分段压裂获得。减阻水压裂会产生大量的返排液,返排液若直接排放会对周边的生态环境造成一定的影响,必须对其进行有效处理。如果能够实现对返排液中减阻水压裂液的重复利用,就可减少对环境的污染、降低开采成本、节约水资源,研究其处理方法具有极大的技术价值和经济价值。根据页岩气措施液性能要求,在仔细分析返排液性质的基础上,评选出絮凝剂、杀菌剂等水处理药剂,筛选出适合返排液重复利用的减阻剂,在焦页8-2HF和焦页12-3HF井应用中取得较好的效果。

页岩气压裂返排液对环境的影响及思考

页岩气开发对水资源的大量消耗和压裂返排液处置困难引起了广泛关注。文章分析了滑溜水压裂液、混合压裂液、纤维压裂液、高速通道压裂液、二氧化碳压裂液、液化石油气压裂液6种页岩气压裂液的特点及对环境的影响。介绍了压裂液返排技术,主要有深井灌注、现场或中心建厂处理后重新利用、返排液处理后外排,进而结合我国页岩气开发的形势提出压裂返排液处理技术研究思路、研究方向和建议。

页岩气开采返排/产出水处理技术选择的评述与展望

页岩气是常规油气资源最现实的接替资源之一,但采用水力压裂(HF)技术的开采方法不仅水量耗费大,还会产生含复杂有机物的高盐度返排/产出水(FPW)。这可能诱发水资源短缺、环境污染、人体和生态健康损害等风险。因此优化FPW的处理方法对于缓解和消除页岩气开采的生态环境风险极为重要。通过系统综述相关文献资料,主要从功效方面对FPW处理技术进行评估。以水资源利用最大化为目标,提出了处理后内部HF回用-外部回用-深井回注的FPW管理模式,并结合FPW的污染特征和不同处理目标以及多个国内外典型实例对相应管理模式下的处理技术进行推荐。最后基于资源化利用的理念,对FPW处理技术进行了展望,以期为页岩气开采FPW的管理提供支持。