[發明專利]一種適用于氣井的壓裂返排液處理與循環利用方法

有效

• 申請號: 201610650902.9
• 申請日: 2016-08-09
• 公開（公告）號: CN106277430B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 鄒鵬;張世林;王林;張建華;陳惠壘;趙慧;李楠
• 申請（專利權）人: 中國石油集團渤海鉆探工程有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F103/10;C02F101/20
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 王顕

本發明公開了一種適用于氣井的壓裂返排液處理與循環利用方法，其包括以下步驟：1)殺菌處理，得到液體A；2)pH值的調節及高價金屬離子的沉淀處理，得到液體B；3)懸浮物顆粒的絮凝處理，得到液體C；4)懸浮物與沉淀物的固液分離機械設備處理，得到液體D；5)液體C中分離出的污泥的脫水處理；6)殘余交聯劑硼離子的處理，得到液體E；7)殘余過銨破膠劑的處理，得到液體F；液體F可直接用于壓裂液配制，其各項性能指標與清水配制的壓裂液性能相當。在壓裂返排液處理過程中只針對有害成分進行去除，其它不存在性能影響的成分與有利成分進行保留，針對性強，經濟性好，具有較強的實用價值。

技術領域

本發明屬于油氣田開采中廢水處理與回用技術領域，尤其是一種適用于氣井的壓裂返排液處理與循環利用方法。

背景技術

油氣井在壓裂施工后進行放噴會不斷產生大量的返排液，其中含有大量的有機物、無機物和各種添加劑。壓裂返排液如果不及時處理，將影響井場周圍環境和當地居民的健康。目前，壓裂返排液處理與重復利用技術的推廣應用已成為國內外解決這一問題的主要趨勢。

目前關于壓裂返排液處理技術主要有：(1)微生物處理法。這種方法只能去除部分有機物，且效果差，處理時間長，一般需要半個月以上，難以實現返排液處理后回用的連續化配液；且這種方法不能除掉對儲層產生傷害的懸浮物，也不能去除高價金屬離子導致再配制壓裂液時其高溫交聯性能極差。(2)氧化方法。通過外加氧化劑對有機物碳鏈進行裂解，降低返排液的COD值。這種方法存在成本高、處理能力小(如臭氧氧化)等缺陷，另外，化學氧化劑的加量不好控制，在現場返排液處理中，稍有不當，遺留的過量氧化劑會使處理后的返排液配成重復利用壓裂液時較難起粘，壓裂液性能差導致無法滿足現場施工要求。(3)膜分離法。該方法的缺陷是處理能力小，過濾物易堵塞膜材料孔道。(4)電絮凝法。該方法的原理為在電場作用下金屬陽極電離成高價金屬離子，與有機物發生氧化還原反應進而絮凝沉降。該方法的缺陷是對陽極金屬材料消耗量大，殘余的高價金屬離子對壓裂液高溫交聯性能會產生影響。

蘇里格氣田壓裂返排液存在以下特點：(1)壓裂施工后，返排液量大，返排率高。(2)懸浮物等機械雜質含量較高。其含量一般含量在幾百至幾萬毫克每升不等。高懸浮物含量的返排液循環利用時會造成儲層滲透率的降低，影響氣井產量。(3)COD值較油井返排液含量低。(4)高價金屬離子如鈣離子、鎂離子、鐵離子等含量較高。高價金屬離子的存在影響凍膠交聯及凍膠的抗高溫性能。(5)殘余的硼離子含量較高。其含量一般在幾十至幾百毫克每升之間，常見含量在100mg/L左右。較高含量的硼交聯劑導致返排液回用配液時出現交聯現象，嚴重影響施工。(6)殘余過銨破膠劑含量較高。其含量一般在幾十至幾千毫克每升之間，常見含量在1000mg/L左右。較高含量的殘余破膠劑導致返排液回用時基液粘度在幾個小時內快速下降或者導致凍膠破膠速度增加，出現脫砂現象。(7)細菌等微生物含量較高。影響基液粘度的保持。

針對蘇里格氣田返排液的這些特點，如要對該區塊壓裂返排液進行循環利用，采用目前的處理技術難以達到返排液能夠回用的技術要求及性能指標，需采用“對癥下藥”的幾種針對性的技術進行復合集成，以實現該區塊返排液的循環再利用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種適用于氣井的壓裂返排液處理與循環利用方法，該方法將壓裂返排液處理成可以用來循環配制壓裂液的液體，從而實現水資源的循環利用和零外排效果。

為了解決上述技術問題，本發明的一種適用于氣井的壓裂返排液處理與循環利用方法，包括以下步驟：

1)殺菌處理；在返排液中加入殺菌劑，混合攪拌5-15min，得到液體A，其中所述殺菌劑在所述液體A中的濃度為0.05％-0.2％；

2)pH值的調節及高價金屬離子的沉淀處理；在返排液A中加入堿性沉淀劑，混合攪拌5-15min，調節pH值至8-10之間，同時對高價金屬離子進行沉淀處理，得到液體B；