[發明專利]一種壓裂返排液循環利用處理方法

在審

• 申請號: 201710089634.2
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN106746368A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 張曉虎;管彬;黃偉;陳英;李旭春;李現東;楊南鵬;廖闊;歐治林;陳紹寧;于世虎;李倚云;周怡;李磬;吳安林;寇雙鋒
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F103/10
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙)51211
• 代理人: 冉鵬程

技術領域

本發明涉及油氣儲層壓裂改造技術領域，是一種壓裂返排液處理方法，適用于油氣田壓裂返排液循環再利用。

背景技術

水力壓裂是油氣儲層改造的主要手段，壓裂施工消耗大量的清水，壓裂后又會產生大量的返排液，這不僅造成水資源的浪費，還會造成嚴重的環境污染。因此，壓裂返排液循環利用對于綠色化生產和可持續發展意義重大，且迫在眉睫。

壓裂液破膠后，其中的植物膠分子結構被破壞，不能起粘也不能交聯，不能直接重復使用。壓裂返排液具有粘度高、COD高、礦化度高、化學添加劑多、穩定性強、組成復雜等特點，其中有害成分如果不除去，會嚴重影響重復配液施工效果，甚至造成施工失敗。研究表明：壓裂返排液中殘余的膠液和大分子有機物會對儲層造成二次傷害，降低儲層滲透率和支撐劑的導流能力。返排液中大量的細菌會降低所配制基液的穩定性，導致基液粘度在短期大幅降低，無法滿足施工需要。返排液中Ca²⁺、Mg²⁺等含量高，會影響所重復配制基液的交聯性能，降低交聯液的流變穩定性和耐溫性能。返排液中殘余交聯劑會使所配制的壓裂液交聯，導致基液粘度過高無法施工。返排液中的殘余破膠劑會加快交聯液破膠，增大施工風險。返排液中的固體顆粒和懸浮物會對儲層造成二次傷害，降低壓裂改造效果。

公開號為106277430A，公開日為2017年1月4日的中國專利文獻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。

如上述專利文獻所述，裂返排液處理一般采用生物法和氧化法除去返排液中高分子有機物，以降低返排液的COD。生物法操作簡單、成本低，但是處理過程漫長、降解不徹底；氧化法包括初級氧化、高級氧化和深度氧化，具有降解徹底、處理周期短等優點，但缺點是成本太高、對處理設備和工藝要求較高。

返排液中的細菌種類繁多，主要有硫酸鹽還原菌、腐生菌、鐵細菌等，僅采用氧化性殺菌劑難以滅除硫酸鹽還原菌，單獨使用非氧化性殺菌劑時殺菌不徹底。

對于返排液中殘余的交聯劑，傳統處理的方法是用三乙醇胺和葡萄糖按不同比例配制掩蔽劑進行掩蔽處理。該方法的不足之處在于：不能將殘余交聯劑完全掩蔽掉，依然有少量的交聯劑發揮交聯作用；掩蔽劑會掩蔽施工期間所加的交聯劑，降低交聯效果，甚至導致施工失敗。

發明內容

本發明旨在針對上述現有技術所存在的缺陷和不足，提供一種壓裂返排液循環利用處理方法，本方法采用微生物降解的方法，有效去除返排液中的大部分有機大分子物質，成本低廉且易于處理，且能有效降低COD值。利用氧化性殺菌劑和非氧化性殺菌劑相結合的殺菌方式，殺菌范圍廣、殺菌效果更好，返排液處理后再次配制的基液穩定性好，可以放置較長時間而不影響施工。

本發明是通過采用下述技術方案實現的：

一種壓裂返排液循環利用處理方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)將壓裂返排液收集到返排液集中池中進行預處理，然后加入微生物，靜置1~5天，利用微生物降解除去大部分大分子有機物；

(2)將微生物降解后的返排液轉入反應罐中，加入高效殺菌劑，攪拌反應15~30min，進行殺菌降粘處理；

(3)加入金屬離子去除劑，攪拌5~10min，至pH=7~9；

(4)加入除氧劑，攪拌5~10min；

(5)加入絮凝劑攪拌10~15min，絮凝沉降20~30min，上層清液轉入清水罐中，下層絮凝液進入壓濾機過濾，濾液轉入清水罐；

(6)在清液中加入pH調節劑，抑制交聯。

所述的預處理是指將酸性返排液和堿性返排液混合在一起進行中和，將高礦化度的返排液和低礦化度的返排液混合在一起進行稀釋。

以壓裂返排液100重量份計，所述微生物的添加量為0.1~1%，所述微生物是由壓裂返排液、瓜膠溶液、河水、生活污水中的一種或幾種培養的，優選的百分比為：壓裂返排液0~100%，瓜膠溶液0~100%，河水0~50%，生活污水0~50%。