[發明專利]一種頁巖氣開采的壓裂返排液的深度處理方法

在審

• 申請號: 201911183159.0
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110902897A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 牟子申;劉文士;葉長文;張冠儒;鐘敏;何鵬;雷濘菲;羅正宇;李景吉;宋麗
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: C02F9/06
• 分類號: C02F9/06;C02F101/10;C02F101/30;C02F103/10
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

本發明屬于壓裂返排液處理技術領域，公開了一種頁巖氣開采的壓裂返排液的深度處理方法，所述深度處理系統包括：視頻監控模塊、參數監測模塊、主控模塊、預處理模塊、電化學氧化處理模塊、沉淀過濾模塊、蒸發濃縮模塊、分析模塊、供電模塊、顯示模塊。本發明通過參數監測模塊可直接測定和計算各層段的壓裂返排液量、每層段的壓裂返排液中壓裂液和地層水的比例等參數，還可以得到每層段的壓裂返排液剖面；所判斷的壓裂情況直觀準確，能夠定量分析，且誤差小，對同層段的壓裂工作有重要的指導作用；同時，通過分析模塊根據檢測到的指標值及根據檢測的指標值確定的其他指標值來判斷壓裂返排液是否適于配置壓裂液；節省時間，分析效率較高。

技術領域

本發明屬于壓裂返排液處理技術領域，尤其涉及一種頁巖氣開采的壓裂返排液的深度處理方法。

背景技術

頁巖氣是賦存于頁巖層中的天然氣，屬于非常規天然氣，主要通過水力壓裂的方法進行開采。水力壓裂是借助高壓將壓裂液打入地下，對地層進行液壓破碎，從而將其中的石油或天然氣儲備釋放出來的開采方法。水力壓裂施工結束后中，會有一部分液體返排回地面，這些返排回地面的液體稱為壓裂返排液。單口頁巖氣井壓裂往往耗水量達到20000m³以上，完井前返排10％-50％，進入生產階段仍以每天十到幾十方量返排，持續整個氣井生命周期。由于頁巖氣開發中往往采用“叢式井”(平臺)方式進行開發，同一平臺的返排量將更大。頁巖氣壓裂返排液的處理處置已成為困擾油氣開發企業的現實問題。

壓裂返排液由于溶解地層物質等原因，往往含有一系列影響回用的成分，如返排液金屬陽離子(如鈣、鎂、鐵等)會影響陰離子型降阻劑的分散溶解降阻性能；微生物比如硫酸鹽還原菌的活動不僅會產生生物垢，而且可能加劇腐蝕風險等；化學結垢則會影響氣井生產，造成嚴重的經濟損失。頁巖氣壓裂返排液的處理回用方法必須緊密結合返排液水質和回用最低水質標準確定。頁巖氣壓裂返排液水質和其他油氣開發返排液和氣田水有很大的不同，且一般隨返排時間不斷變化；再加上不同油服企業可能采用不同的壓裂液體系，對回用配液水質要求也有很大差別。針對頁巖氣壓裂返排液處理回用的工藝必須充分適應水質變化范圍寬、出水水質要求不一的情況，且能實現返排期間即時處理以適應頁巖氣“工廠化”開發模式。

綜上所述，現有技術存在的問題是：

(1)頁巖氣開采的壓裂返排液回收受到影響，導致回收困難；頁巖氣壓裂返排液處理回用的工藝與水質的聯系較小，無法適應水質要求，回收效率低、效果差。

(2)現行各種壓裂返排液的處理工藝，均是設備投資高，工藝步驟繁瑣，處理周期長，運行費用高等特點，致使處理效果不理想。很難在短期內使處理后的水質達到國家一級排放標準。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種頁巖氣開采的壓裂返排液的深度處理方法。

本發明是這樣實現的，一種頁巖氣開采的壓裂返排液的深度處理系統，所述頁巖氣開采的壓裂返排液的深度處理系統包括：

視頻監控模塊、參數監測模塊、主控模塊、預處理模塊、電化學氧化處理模塊、沉淀過濾模塊、蒸發濃縮模塊、分析模塊、供電模塊、顯示模塊。

視頻監控模塊，與主控模塊連接，用于通過攝像器對頁巖氣開采的壓裂返排液的深度處理過程進行視頻監控；

參數監測模塊，與主控模塊連接，用于通過參數監測設備對壓裂返排液參數進行監測；

主控模塊，與視頻監控模塊、參數監測模塊、預處理模塊、電化學氧化處理模塊、沉淀過濾模塊、蒸發濃縮模塊、分析模塊、供電模塊、顯示模塊連接，用于通過單片機控制各個模塊正常工作；

預處理模塊，與主控模塊連接，用于通過將壓裂返排液泵入混凝預處理罐進行預處理操作；

電化學氧化處理模塊，與主控模塊連接，用于通過電化學設備對壓裂返排液進行電化學氧化處理；