壓裂返排液取水應(yīng)用技術(shù)

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1、壓裂返排液取水應(yīng)用技術(shù)【關(guān)鍵字】壓裂返排液處理劑重新配制壓裂液性能評價現(xiàn)場應(yīng)用為了解決非常規(guī)儲層壓裂改造過程中水資源的大量消耗以及日益增多的廢液污染問題,研宄了壓裂返排液經(jīng)過化學(xué)處理后用于重新配制壓裂液的新方法。以長慶油田壓裂返排液為例,分析了主要礦物離子Ca2+、Mg2+及殘存破膠劑(過氧化物)和硼離子交聯(lián)劑對重新配制的壓裂液主要性能的影響,開發(fā)丫通過絡(luò)合反應(yīng)降低壓裂返排液中礦物離子的處理劑TR-1、通過氧化-還原反應(yīng)處理殘余破膠劑的處理劑TR-2及通過屏蔽殘余硼離子交聯(lián)劑從而阻止硼離子與植物膠多糖上的羥基交聯(lián)

2、的處理劑TR-3。應(yīng)用該方法,2013年在長慶油田處理了15口水平井、125個水平段,回收處理液量14000m3,占施工液量的23%,達到了壓裂返排液的重復(fù)利用效果并減少了對環(huán)境的污染。引用:管保山,梁利,程芳,劉靜,薛小佳,胥云.壓裂返排液取水應(yīng)用技術(shù)[J].石汕學(xué)報,2017,38(1):99-104.Cite:GUANBaoshan,LTANGLi,CHENGFang,LTUJing,XURXiaojia,XUYun.Applicationofrecyclingtechnologyforfracturing

3、flowbackfluid[J].ActaPetroleiSinica,2017,38(1):99-104.近年隨著非常規(guī)儲層開發(fā)范圍的擴大、體積壓裂概念的流行,水平井開發(fā)力度逐步加大,水平井段的長度從1000m上升至5000m,單層壓裂施工所需壓裂液從幾百立方米到幾千立方米不等[1-3],壓裂施工用水需求大幅增加,造成壓裂返排液同步增加。壓裂施工規(guī)模的加大,提高了壓裂液“備、排”難度,給環(huán)境保護帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。如長慶油田采氣井組有14口叢式工廠化井組,單井組最大施工液量達到41000m3、酸液1500m3

4、。據(jù)統(tǒng)計,壓裂作業(yè)完成后,約15%?90%的施工液體排至地而,水資源的大量消耗以及逐漸增多的廢水污染問題円益明顯。如何減少水資源的消耗量,合理處理油氣田開發(fā)過程中產(chǎn)生的大量返排液,成為制約油氣田規(guī)模開發(fā)的瓶頸之一[4-5]。壓裂返排液含有大量的化學(xué)添加劑、來自地層的重金屬鹽等,如果處理不當(dāng),會對環(huán)境產(chǎn)生較為嚴(yán)重的污染[6-9]。0前國內(nèi)外對壓裂返排液的處理主要采取以下方法[10]:(1)廢液池貯存。將施工作業(yè)屮產(chǎn)生的壓裂返排液貯存于專門的廢液池屮,采用自然蒸發(fā)的方式干化,最后直接填埋。這種處理方式不僅耗時長,而且

5、填埋的污泥塊仍然會滲濾出原油、重金屬、醛、酚等污染物,存在二次污染。(2)回注。將壓裂返排液收集,集中進行絮凝、氧化等預(yù)處理,然后按照一定比例與采油污水摻混進行再處理,處理后的水質(zhì)達標(biāo)后用作回注水。油藏一般釆取注水開發(fā)的方式,壓裂返排液可以有效用于回注,降低了處理費用;而氣井壓裂后的返排液要用于冋注則需要經(jīng)過長途運輸或者管輸才能抵達汕田進行應(yīng)用,成本增加明顯。從環(huán)境保護、節(jié)約用水和提高生產(chǎn)效率等方面考慮,使用壓裂返排液配制壓裂液是最為快捷有效的“取水”方式。因此,充分、合理利用壓裂返排液將成為必然趨勢。壓裂返排液

6、組成復(fù)雜,具有高黏度、高礦化度、高懸浮物等特點[11-13]。衡量壓裂返排液能否重復(fù)利用的關(guān)鍵是控制重新配制壓裂液的合理交聯(lián)時間以及提高壓裂液交聯(lián)耐溫性能,使其達到攜砂造縫的0的,從而最終實現(xiàn)提高水資源利用率、保護環(huán)境的目的[14-20]。筆者通過引入特殊的離子處理劑,對返排液屮影響壓裂液性能的主要成分進行處理,使處理后的返排液水質(zhì)達到重新配制壓裂液的要求,進行壓裂施工。1返排液成分1.1礦物離子返排液屮常見的離子主要包括K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、S042-、HC03-、C032-等,其中陰離子和

7、一價陽離子對壓裂液性能影響較小,高價陽離子尤其是鈣、鎂離子對壓裂液性能影響較大[21]。筆者主耍就鈣鎂離子對壓裂液性能的影響進行了分析。針對長慶油田不同區(qū)塊,跟蹤了隴東區(qū)塊和姬塬區(qū)塊的28口井,依照不同放噴時間段進行取樣分析。其中4U卯不同返排時間的返排液水質(zhì)分析結(jié)果見表1。以上實驗數(shù)據(jù)表明,隴東區(qū)塊、姬塬區(qū)塊壓裂返排液礦化度比當(dāng)?shù)刈詠硭?倍;壓裂返排液中Ca2+、Mg2+離子濃度比當(dāng)?shù)刈詠硭??8倍。壓裂返排液礦化度隨著返排時間的延長,變化趨勢不大。每門井的返排液離子含量各不相同,礦化度差異大,給返排液的再

8、利用造成了一定困難。1.2殘余添加劑隨壓裂液進入地層的添加劑主耍有助排劑、黏土穩(wěn)定劑、過氧化物破膠劑、含有硼離子的交聯(lián)劑等,現(xiàn)場施工結(jié)束后14?42d的時間內(nèi),壓裂液返排率在15%?50%,表面活性類物質(zhì)如助排劑、黏土穩(wěn)定劑等一部分以電荷的形式吸附在高比表面的礦物表面,不能有效返排出,一部分隨著返排液排出地層,使返排液屮含有一定量的添加劑,其屮的過氧化物破膠劑和硼離子交聯(lián)

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