压裂返排液取水应用技术

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1、压裂返排液取水应用技术【关键字】压裂返排液处理剂重新配制压裂液性能评价现场应用为了解决非常规储层压裂改造过程中水资源的大量消耗以及日益增多的废液污染问题，研宄了压裂返排液经过化学处理后用于重新配制压裂液的新方法。以长庆油田压裂返排液为例，分析了主要矿物离子Ca2+、Mg2+及残存破胶剂(过氧化物)和硼离子交联剂对重新配制的压裂液主要性能的影响,开发丫通过络合反应降低压裂返排液中矿物离子的处理剂TR-1、通过氧化-还原反应处理残余破胶剂的处理剂TR-2及通过屏蔽残余硼离子交联剂从而阻止硼离子与植物胶多糖上的羟基交联

2、的处理剂TR-3。应用该方法，2013年在长庆油田处理了15口水平井、125个水平段，回收处理液量14000m3,占施工液量的23%，达到了压裂返排液的重复利用效果并减少了对环境的污染。引用：管保山，梁利，程芳，刘静，薛小佳，胥云.压裂返排液取水应用技术［J］.石汕学报，2017,38(1):99-104.Cite:GUANBaoshan,LTANGLi,CHENGFang,LTUJing,XURXiaojia,XUYun.Applicationofrecyclingtechnologyforfracturing

3、flowbackfluid［J］.ActaPetroleiSinica，2017,38(1):99-104.近年随着非常规储层开发范围的扩大、体积压裂概念的流行，水平井开发力度逐步加大，水平井段的长度从1000m上升至5000m,单层压裂施工所需压裂液从几百立方米到几千立方米不等［1-3］，压裂施工用水需求大幅增加，造成压裂返排液同步增加。压裂施工规模的加大，提高了压裂液“备、排”难度，给环境保护带来了前所未有的挑战。如长庆油田采气井组有14口丛式工厂化井组，单井组最大施工液量达到41000m3、酸液1500m3

4、。据统计，压裂作业完成后，约15%〜90%的施工液体排至地而，水资源的大量消耗以及逐渐增多的废水污染问题円益明显。如何减少水资源的消耗量，合理处理油气田开发过程中产生的大量返排液，成为制约油气田规模开发的瓶颈之一［4-5］。压裂返排液含有大量的化学添加剂、来自地层的重金属盐等，如果处理不当，会对环境产生较为严重的污染［6-9］。0前国内外对压裂返排液的处理主要采取以下方法［10］:(1)废液池贮存。将施工作业屮产生的压裂返排液贮存于专门的废液池屮，采用自然蒸发的方式干化，最后直接填埋。这种处理方式不仅耗时长，而且

5、填埋的污泥块仍然会渗滤出原油、重金属、醛、酚等污染物，存在二次污染。(2)回注。将压裂返排液收集，集中进行絮凝、氧化等预处理，然后按照一定比例与采油污水掺混进行再处理，处理后的水质达标后用作回注水。油藏一般釆取注水开发的方式，压裂返排液可以有效用于回注，降低了处理费用；而气井压裂后的返排液要用于冋注则需要经过长途运输或者管输才能抵达汕田进行应用，成本增加明显。从环境保护、节约用水和提高生产效率等方面考虑，使用压裂返排液配制压裂液是最为快捷有效的“取水”方式。因此，充分、合理利用压裂返排液将成为必然趋势。压裂返排液

6、组成复杂，具有高黏度、高矿化度、高悬浮物等特点［11-13］。衡量压裂返排液能否重复利用的关键是控制重新配制压裂液的合理交联时间以及提高压裂液交联耐温性能，使其达到携砂造缝的0的，从而最终实现提高水资源利用率、保护环境的目的［14-20］。笔者通过引入特殊的离子处理剂，对返排液屮影响压裂液性能的主要成分进行处理，使处理后的返排液水质达到重新配制压裂液的要求，进行压裂施工。1返排液成分1.1矿物离子返排液屮常见的离子主要包括K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、S042-、HC03-、C032-等，其中阴离子和

7、一价阳离子对压裂液性能影响较小，高价阳离子尤其是钙、镁离子对压裂液性能影响较大［21］。笔者主耍就钙镁离子对压裂液性能的影响进行了分析。针对长庆油田不同区块，跟踪了陇东区块和姬塬区块的28口井，依照不同放喷时间段进行取样分析。其中4U卯不同返排时间的返排液水质分析结果见表1。以上实验数据表明，陇东区块、姬塬区块压裂返排液矿化度比当地自来水高7倍；压裂返排液中Ca2+、Mg2+离子浓度比当地自来水高6〜8倍。压裂返排液矿化度随着返排时间的延长，变化趋势不大。每门井的返排液离子含量各不相同，矿化度差异大，给返排液的再

8、利用造成了一定困难。1.2残余添加剂随压裂液进入地层的添加剂主耍有助排剂、黏土稳定剂、过氧化物破胶剂、含有硼离子的交联剂等，现场施工结束后14〜42d的时间内，压裂液返排率在15%〜50%,表面活性类物质如助排剂、黏土稳定剂等一部分以电荷的形式吸附在高比表面的矿物表面，不能有效返排出，一部分随着返排液排出地层，使返排液屮含有一定量的添加剂，其屮的过氧化物破胶剂和硼离子交联