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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(píng)價(jià)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用為了解決非常規(guī)儲(chǔ)層壓裂改造過(guò)程中水資源的大量消耗以及日益增多的廢液污染問(wèn)題，研宄了壓裂返排液經(jīng)過(guò)化學(xué)處理后用于重新配制壓裂液的新方法。以長(zhǎng)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(guò)氧化物)和硼離子交聯(lián)劑對(duì)重新配制的壓裂液主要性能的影響,開(kāi)發(fā)丫通過(guò)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(guò)氧化-還原反應(yīng)處理殘余破膠劑的處理劑TR-2及通過(guò)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(zhǎng)慶油田處理了15口水平井、125個(gè)水平段，回收處理液量14000m3,占施工液量的23%，達(dá)到了壓裂返排液的重復(fù)利用效果并減少了對(duì)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(bào)，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(chǔ)層開(kāi)發(fā)范圍的擴(kuò)大、體積壓裂概念的流行，水平井開(kāi)發(fā)力度逐步加大，水平井段的長(zhǎng)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(hù)帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)。如長(zhǎng)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(dá)到41000m3、酸液1500m3
4、。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(wèn)題円益明顯。如何減少水資源的消耗量，合理處理油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的大量返排液，成為制約油氣田規(guī)模開(kāi)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(lái)自地層的重金屬鹽等，如果處理不當(dāng)，會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較為嚴(yán)重的污染［6-9］。0前國(guó)內(nèi)外對(duì)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(zhuān)門(mén)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(shí)長(zhǎng)，而且
5、填埋的污泥塊仍然會(huì)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(jìn)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(jìn)行再處理，處理后的水質(zhì)達(dá)標(biāo)后用作回注水。油藏一般釆取注水開(kāi)發(fā)的方式，壓裂返排液可以有效用于回注，降低了處理費(fèi)用；而氣井壓裂后的返排液要用于冋注則需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)途運(yùn)輸或者管輸才能抵達(dá)汕田進(jìn)行應(yīng)用，成本增加明顯。從環(huán)境保護(hù)、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(shì)。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(diǎn)［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(shí)間以及提高壓裂液交聯(lián)耐溫性能，使其達(dá)到攜砂造縫的0的，從而最終實(shí)現(xiàn)提高水資源利用率、保護(hù)環(huán)境的目的［14-20］。筆者通過(guò)引入特殊的離子處理劑，對(duì)返排液屮影響壓裂液性能的主要成分進(jìn)行處理，使處理后的返排液水質(zhì)達(dá)到重新配制壓裂液的要求，進(jìn)行壓裂施工。1返排液成分1.1礦物離子返排液屮常見(jiàn)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(jià)陽(yáng)離子對(duì)壓裂液性能影響較小，高價(jià)陽(yáng)離子尤其是鈣、鎂離子對(duì)壓裂液性能影響較大［21］。筆者主耍就鈣鎂離子對(duì)壓裂液性能的影響進(jìn)行了分析。針對(duì)長(zhǎng)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(shí)間段進(jìn)行取樣分析。其中4U卯不同返排時(shí)間的返排液水質(zhì)分析結(jié)果見(jiàn)表1。以上實(shí)驗(yàn)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?lái)水高7倍；壓裂返排液中Ca2+、Mg2+離子濃度比當(dāng)?shù)刈詠?lái)水高6?8倍。壓裂返排液礦化度隨著返排時(shí)間的延長(zhǎng)，變化趨勢(shì)不大。每門(mén)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(jìn)入地層的添加劑主耍有助排劑、黏土穩(wěn)定劑、過(guò)氧化物破膠劑、含有硼離子的交聯(lián)劑等，現(xiàn)場(chǎng)施工結(jié)束后14?42d的時(shí)間內(nèi)，壓裂液返排率在15%?50%,表面活性類(lèi)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(guò)氧化物破膠劑和硼離子交聯(lián)
