页岩气压裂返排液回用处理技术研究与应用
陆相页岩气压裂返排液循环利用技术概述
０ 引 言
在 页岩气 开发 过程 中， 压 裂是 普遍 应 用 的增 产 措
１ ０ ｍｇ ／ Ｉ 左右 ， 细 菌含 量 达 到 １ ０ ６个／ ｍ Ｌ。因此 ， 对 此类 型废 液 进 行 处 理 时 ， 需 降低 含 油 量 和 有 机 物 含
水 样 的性质 ， 针对 不 同时期 的压 裂返 排 液进 行组 成 与 性 质 分析及 处理 方法 研究 。 压 裂返 排液水 质 特性测 试结 果如表 １ 所示。
２ 陆 相 页岩 气 压 裂 返排 液 处理 工艺
通过参 考 国 内外 压裂 返排 液 的处 理 方 法＿ ４ 和对 多 口陆相 页岩 气 井 压裂 返 排 液 水 质 特性 分 析 及 多 次
施 之一 ｌ １ ］ ， 尤其 在 新 井 试 气 、 老 区气 井 挖 潜 和 单 井 增 产 中 占有不 可替 代 的作 用 。陕 西延 长石 油 （ 集 团） 有 限责任 公 司是 国内首 家成功 开采 陆 相页 岩气 的单位 ，
在 压 裂排液 过程 中 ， 含 有多 种添 加剂 的压裂 液从 地 层 深处 带 出黏 土 颗粒 、 岩 屑及 油 类 等 杂 质 返 排 至 地 面 ， 形 成 一种复 杂 的多相 分散 体 系［ ２ ］ 。 由于液 量大 、 破 胶
陆相 页岩 气 压 裂返 排 液 具 有 成分 复 杂 、 高含油、 高悬 浮物 和不 同排液 阶段 性质 不 同等 特点 ， 处 理 难度 较 大 。针对 陆相页 岩气 压裂返 排 液 的性质 特 点 ， 研究
ｍｇ ／ Ｌ。因此 ， 对此类 压裂 返排 液处 理 ， 必 须综 合 考 虑
岩气压裂返排液处理
页岩气压裂返排液解决措施研究1 研究目旳及意义页岩气作为重要旳非常规天然气资源,已成为全球油气资源勘探与开发旳新亮点,但其特殊旳钻采开发技术也许带来新旳环境污染问题，特别是在页岩气压裂作业过程中将产生大量压裂返排废水，此类废水中具有随着返排废水带出旳地层地下水、废压裂液和钻屑等，具有高盐、高矿化度、高色度、具有毒有害物质、可生化性差和难解决旳特点。
因此，研究页岩气压裂返排液解决技术，对于缓和开发区块旳环境问题显得格外重要,同步对于保障页岩气旳正常生产和可持续发展具有重要意义。
2 国内外现状中国石油西南油气田分公司已形成了加砂压裂用滑溜水返排液反复运用技术并在现场应用。
其基本解决回用流程为：返排液→物理分离→水质检测→水质调节→水质检测→压裂用水或与清水混合后作为压裂用水。
现场通过过滤、沉降清除机械杂质,补充添加剂来调节返排液性能,使其满足压裂施工规定,反复运用。
该解决方式相对简朴，但对成分较复杂旳返排液解决后需与清水稀释才干满足压裂用水规定。
2．1 常规压裂返排解决技术1）自然蒸发依托日照对返排液进行自然蒸发,清除水分,剩余盐类和淤泥采用固化解决。
该措施解决能力小，解决周期长,受自然条件限制（温度和土地)。
美国西部部分州和中国部分沙漠地区少量旳返排液采用了自然蒸发解决。
2)冻融冻融是将返排液冷冻至冰点如下结冰,盐因溶解度减少而析出，使冰旳盐浓度减少,再将冰加热融化得到低浓度盐水，从而实现盐一水分离。
该措施受地理气候限制，需要足够旳冰冻天气，未见工业化应用报道。
3)过滤过滤常被用于返排液预解决和返排液解决后固-液分离,清除机械杂质/悬浮物等，也能在过滤时将部分油(脂)除去，且一般配以活性炭吸附解决。
过滤效果受滤网/滤芯孔径限制,过滤效率受过滤后旳水质规定限制。
对于某些孔径较小旳过滤器,细菌旳存在将产生豁液堵塞过滤器,清洗后也难以保持。
过滤解决返排液在国内外各大油气田均有应用,但一般与其他解决技术复合应用，除去返排液自身和解决过程中产生旳机械杂质。
页岩气藏压裂返排液回收处理技术探讨
页岩气藏压裂返排液回收处理技术探讨刘飞;潘登;覃勇【期刊名称】《钻采工艺》【年(卷),期】2015(000)003【摘要】页岩气藏采用大规模、大液量加砂压裂改造后返排液的处理一直是业界备受关注的热点问题，涉及到页岩气藏开发成本与环境保护两个方面。
文章就页岩气压裂返排液的回收处理技术展进行了探讨，针对钻磨桥塞以及返排期间，压裂返排液中往往含有大量压裂砂等固相颗粒，分离处理难度大等难题，优化了压裂返排液回收再利用系统，主要包括捕屑模块、除砂模块和精细化过滤模块，通过捕屑模块、除砂模块实现了返排流体的初步“清洁”，进一步通过精细化过滤模块对返排液中极细固体杂质进行二次精细化连续过滤，过滤精度达到10 um级别，充分提高回收液的清洁度，使得处理后的液体可直接用作下一层或下一口井压裂基液，返排液回收利用率达到90％以上。
该回收再利用系统是压裂返排液深度环保处理必不缺少的组成部分，通过进一步对蒸发技术、膜处理技术、电絮凝技术等各种环保处理技术适用性进行探讨，为国内压裂返排液环保处理技术的创新发展提供借鉴，有利于进一步解决页岩气藏开发过程中水资源瓶颈和环境保护问题。
【总页数】4页(P69-72)【作者】刘飞;潘登;覃勇【作者单位】川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院; 国家能源页岩气研发实验中心;川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院; 国家能源页岩气研发实验中心;川庆钻探公司钻井液公司【正文语种】中文【相关文献】1.油气田压裂返排液处理技术探讨 [J], 陆争光2.移动式气井压裂返排液回收处理工艺技术研究及应用 [J], 张大飞;刘成;胡君城;常蕾3.页岩气压裂返排液处理技术探讨 [J], 张曲4.压裂返排液处理小气量、高浓度VOCs回收工艺研究 [J], 杨肇琰;葛劲风;申莹;李朋5.压裂返排液处理小气量、高浓度VOCs回收工艺研究 [J], 杨肇琰;葛劲风;申莹;李朋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
页岩气压裂返排液回用外排技术研究
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ Ｏｕ ｔ ｆ ｌ ｏ ｗ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｈ ａ ｌ ｅ Ｇａ ｓ Ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｒｅ ｔ ｕ ｒ ｎ
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｓ ｈ ａ ｌ ｅ ｇ ａ ｓ；ｒ ｅ ｔ ｕ ｒ ｎ ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ；ｒ ｅ ｕ ｓ ｅ；ｅ ｌｕ ｆ ｅ ｎ ｔ
页 岩 气 作 为 一种 清 洁 非 常 规 能 源 ，今 年 来 备 受 关 注 。我 国 四川威远 一长宁地区 、 重庆涪 陵地 区 已建成页岩气 开发示范区， 同时，天然 气 “ 十 三 五 ” 规 划 中 明 确 提 出 ，２ ０ ２ ０ 年 页 岩 气 产 量 将达 ３ ０ ０ 亿 ｍ ， 因页岩 气 储层 渗透 率 极低 （ １ ～ １ ０ － Ｓ ｍｄ ） ， 必 须 依 靠 压 裂 ， 气 体 才 能 畅 通 入 井 ， 但 压 裂 需 要 耗 费 大 量 水 资源 Ｂ － ２ ］ ，而 四川重庆境 内的页岩气开 发区块大 多处于崇 山峻 岭 之 中，水资源 匮 乏，生态环 境脆 弱，如何 对压裂 返排 液进 行有 效处理实现绿 色环保循 环利用 ，是 一项亟待解决 的难 题。 通 过对压 裂返排 液特 点分 析，通过 回用 及外排 技术探 讨 ，力 求寻找一种有效解 决山区压裂返排液处理技术 。 Ｉ 压 裂 返 排 液 特 点 分 析 四川重庆地 区页岩气 压裂液返排液具有 “ 三高 ”特点，即 化 学 需氧 量 （ Ｃ ＯＤ） 高 （ 重庆 ： ４ ５ ０ ０ ｍｇ ／ Ｌ， 四 川 ： ４３ ０ ０ ｍｇ ／ Ｌ） ；总 溶 解 性 固 体 （ Ｔ Ｓ Ｓ ）高 （ 重庆 ： ２ ６ Ｏ ０ ０ ｍｇ ／ Ｌ， 四 川 ： ２ ３ Ｏ ０ ０ ｍｇ ／ Ｌ） ， 总悬浮物含量 （ Ｔ Ｄ Ｓ ）高 （ 重庆： １ ６ ０ ０ ｍｇ ／ Ｌ， 四川： １ ４ ５ ０ ｍｇ ／ Ｌ ） ，其 次，总钡 含量、总镁 含量 指标 （ 均约 １ ６ ０ ０ ｍｇ ／ Ｌ）也较 高。压裂液返排 液成分复杂 。压裂 液一般包括 阻垢剂 降阻剂 等十几 种处 理剂 ，而这些 多为化 学类物 质 ，其 次返排 液 也会携 带地 层 中的一 些矿物 质 ，如酮类 、酚 类有 机物 、放 射 性物质等 。“ 三高 ”特点及组成 成分复杂性 决定采用常规污 水 处理 手段 ，效果 欠佳 。加 之 区块处 于 山区，交通 不便 ，返 排 液 处 理还 需 要 考 虑 场 地 、 经 济 等 问题 。 ２ 压裂返排液 回用处理技 术 回用 处理技 术一般 适合 外排标 准较 难达 到，且水 资源较 为 紧 张 的 地 区 。 目前 ， 国 外 压 裂 返 排 液 回 用 处 理 技 术 较 为 成 功 是 哈里伯 顿和威 立雅 公 司 ［ ３ 】 ，其 中 哈 里 伯 顿 技 术 对 总 悬 浮 物 和总铁 效果 比较 明显 （ 大于 ９ ９ ％） ，Ｈａ ｙ ｎ ｅ ｓ ｖ ｉ ｌ ｌ ｅ区块应 用 良 好 ；威立雅 公司技 术能够 同时进行化 学软化 和 Ｔ ＤＳ去 除，在 Ｍａ ｒ ｃ ｅ ｌ ｌ ｕ ｓ区块 应 用 ，处 理 速 度 跟 哈利 伯 顿 相 当 （ ４ ． ５ ｍ ／ ｍｉ ｎ ） 。 国 内重庆涪陵 区块采用“ 四步法 ” 回用 工艺 ， 即沉淀 一 除油 一 絮凝 一过滤，此种办法在前期返排量较少 的时候 比较实用 ； 四 川长 宁 一威远 区块 则采用 更为 简单 的回用 工艺 ，主 要依靠 清 水稀释 方 式 以达 到回用 水质要 求 ，此 方式不 能从根 本上 解决
页岩气压裂返排液处理技术
页岩气压裂返排液处理技术以下是关于页岩气压裂返排液处理技术的简要介绍：1.引言简要介绍页岩气开采中的压裂工艺和返排液产生的背景。
强调返排液处理的重要性，以减少对环境的影响。
2.返排液组成与特点描述页岩气压裂返排液的组成和特点。
包括水、添加剂、固体颗粒、溶解物质等成分。
强调返排液的高盐度、高温度、高压力、高粘度等特性，以及对环境和水资源的潜在危害。
3.返排液处理技术介绍不同的返排液处理技术，包括物理处理、化学处理和生物处理等方法。
解释每种处理技术的原理、适用范围和效果。
提供相关案例和实践经验，以支持每种处理技术的可行性和有效性。
4.回收与再利用讨论返排液回收和再利用的技术和方法。
强调回收返排液可以减少水资源消耗，并减少对环境的影响。
提供回收和再利用成功案例，并说明相关经济和环境效益。
5.处理废弃物讨论处理返排液产生的固体废弃物的技术和方法。
强调固体废弃物的正确处置对环境和人类健康的重要性。
提供合适的固体废弃物处理方法，如沉淀、过滤、干燥等。
6.监测与法规遵守强调返排液处理过程中的监测和监控的重要性，包括水质、废弃物管理和排放标准的符合情况。
提醒企业遵守国家或地区的法规和规范，确保返排液处理活动合法和可持续发展。
7.研究与创新强调持续的研究和创新在返排液处理技术方面的重要性。
鼓励开展更高效、环保和经济可行的返排液处理技术研究，以满足不断增长的页岩气开采需求。
请注意，以上是关于页岩气压裂返排液处理技术的简要介绍。
实际的处理技术和方法可能需要根据特定的地质条件、返排液组成和环境要求进行调整和选择。
在实施返排液处理技术时，请确保遵守相关的法规和标准，并与专业机构和监管部门合作，以确保处理过程安全、有效，并对环境产生最小的影响。
页岩气压裂返排液处理技术的研究综述
页岩气压裂返排液处理技术的研究综述开采页岩气的一般规律表现为初期产量较高，经过一段时间的开发后产量呈快速递减趋势，进入开发后期之后气井具有低产稳产、生产周期长的特点。
为提高页岩气井采收率，通常需要采用压裂技术，但在应用该技术时可产生具有高污染性的返排液。
本文综述了返排液的处理技术情况，包括物理处理技术，化学处理技术，生物处理技术；同时简单阐述了新处理技术的发展动向。
标签：返排液；压裂；页岩气；综述页岩气属于非常规形式的天然气，主要存在于有机质丰富、孔隙率及渗透率极低的页岩储集层当中，由于在开采页岩气的过程中需要采用人工的方法进行大型储层造缝或造网处理，因此页岩气也有人造气藏之称。
在造缝或造网时需要应用压裂技术，应用压裂技术后产生的返排液必须进行特殊的处理。
本文对近年来处理返排液的相关技术进行了综述，具体如下。
1、压裂返排液处理技术综述1.1 物理处理技术综述处理返排液时可以采用的物理技术包括自然蒸发、冻融、过滤等。
冻融指的是对返排液进行冷冻处理，使返排液结冰，结冰的过程中可析出盐类物质，因此可降低冰中盐的浓度，随后加热冰块获得盐浓度较低的盐水，并由此分离水、盐类物质。
冻融技术对于气候条件的要求较高，因此目前没有得到大规模的使用。
自然蒸发指的是利用日照产生的能量去除返排液中的水分，在水分完全蒸发后，对剩余的淤泥及盐类物质进行固化处理即可。
自然蒸发技术的处理成本较低，但处理能力相对较小，且需要的时间较长，土地与温度等自然条件均可对处理过程与效果产生影响，因此适用范围较小。
目前自然蒸发技术被应用于我国沙漠地区与美国西部地区仅需要处理少量返排液的页岩气开发工程中。
过滤技术指的是分离返排液中的液体与固体，从而将液体中的脂类物质、油类物质、悬浮物及机械杂质等去除，在进行过滤处理的过程中通常需要使用活性炭，以增强对于固体小颗粒的吸附作用。
滤芯孔径与滤网孔径是决定过滤效果的主要因素，如过滤器的孔径较小，则孔道容易被细菌黏液堵塞，需要清洗滤网才能有效保证返排液的处理效果达到要求。
页岩气压裂返排液再利用技术
消耗 量 大 ，导 致 水 资 源短 缺 地 区无 法 满 足 现场 施 工 需 要 ， 因此 对 低成 本 、 高 效 率、 环 保 开发 提 出 了更 高 的要 求 。针 对 页岩 气压 裂
后产生的返排液存在液量大、 成分复杂等性质特点， 开发 了一项返排液再利用技术 。 该技术在研 究各种离子对压裂液影响的基础上， 以“ 保留有用成分，清除有害成分，减少 中间环节和成本 ”为原则 ，形成经复合混凝一过滤进行减 阻水配制，经复合混凝一过滤一
吸附 进行 胶 液 配 制 的 两套 Ｓ ＿ － 艺 技术 ，不仅 使 处 理 后 返排 液 性 能满足 技 术 要 求 ， 而且 真 正 实现 水 资 源 的循 环 利 用 ，达 到 环 保 开发 的 目的 ， 具有 处 理 速度 快 、 成本 低 的优 势 。该 技 术 在 重庆 涪陵 页岩 气 示 范 区进行 了现 场 应用 ，返 排 液 处理 后 配 制减 阻水 各 项 性 能指 标 均 满足 要 求 ， 并取 得 了 良好 的应 用 效 果 ，对 于 大 液量 作 业尤 其 “ 井工 厂 ”模 式作 业 具有 良好 的推 广 前 景 。
第４ ０卷 第 １ 期
天 然 气 勘 探 与 开 发
页岩 气 压 裂 返排 液 再 利 用技 术
范明福 肖 兵 陈 波 张洪新 王 黎
中石化中原石油工程有限公司井下特 种作业公司
摘
要 “ 千方砂万方液”的压裂施工模式 已成为页岩 气增产的主要手段，尤其随着 “ 井工厂 ”开发模 式的进行 ，其水资源
ｇ ａ ｓ ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ ｓ
Ｆ ａ ｎ Ｍｉ ｎ ｇ ｆ ｕ ， Ｘｉ ａ ｏ Ｂｉ ｎ ｇ ， Ｃ ｈ ｅ ｎ Ｂｏ ， Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ Ｈｏ ｎ ｇ ｘ ｉ ｎ ， Ｗａ ｎ ｇ Ｌ ｉ
压裂返排液处理技术方案
压裂返排液处理技术方案压裂返排液是在页岩气或致密油开采过程中产生的含有大量固体颗粒、有机化合物和盐类的废水。
为了减少环境污染，必须对压裂返排液进行处理。
以下是一种压裂返排液处理技术方案，包括整体流程和每个环节的详细描述。
整体流程：1. 预处理：去除固体颗粒和沉淀物。
2. 生化处理：利用生物方法降解有机化合物。
3. 分离技术：使用物理化学方法分离压裂返排液中的盐类和其他污染物。
4. 中水回用：将处理后的废水进行处理，使其符合再利用的要求。
5. 残渣处理：处理剩余的固体废物和沉淀物。
详细描述：1. 预处理：将含有固体颗粒和沉淀物的压裂返排液经过初步过滤，去除大颗粒的固体物质。
可以通过物理方法，如筛网、沉淀池、离心机等进行处理，以去除大颗粒固体物质。
2. 生化处理：经过预处理后的压裂返排液中仍然含有大量的有机物。
这些有机物可以通过生物降解来去除。
可以通过搭建生物反应器，如活性污泥法、生物膜法等，利用微生物对有机物进行降解，从而达到净化废水的目的。
3. 分离技术：生化处理后的废水中仍然含有盐类和其他杂质。
可以通过离子交换、逆渗透、膜过滤等物理化学方法来分离废水中的盐类和其他污染物。
离子交换可以去除废水中的离子污染物，逆渗透可以通过膜的选择性透过性去除盐类和溶解性有机物。
4. 中水回用：经过分离技术处理后，废水中的盐类和污染物被有效去除，可以将中水回用于压裂作业或其他工业用水。
这样不仅能减少淡水的使用，还能减少对环境的污染。
5. 残渣处理：在处理压裂返排液时，会产生一定数量的固体废物和沉淀物。
这些残渣需要经过特殊处理来处理。
可以采取固化、焚烧、填埋等方法进行处理，确保不会对环境产生二次污染。
以上是一种压裂返排液处理技术方案的整体流程和每个环节的详细描述。
在实际应用中，还需要根据具体情况进行调整和改进，以达到更好的废水处理效果和环境保护效果。
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细 菌 含 量/ (个 ·mL-1)
SRB TGB FB
前期
7.87 38.0 3.15 未检出
20263 305 9.9 0 1.12 105 105 104
A井 中期
7.69 43.5 2.84 未检出
21597 646 12.8 12 1.23 105 ≥106 105
后期
7.31 33.5 2.95 未检出
Abstract:TheshalegasfracturingflowbackfluidoftheOrdosBasinischaracterizedbytheso-called"fourhighs":hightotaliron contents(30-50 mg/L),highviscosity (2.8-3.2 mPa·s),highsuspended mattercontents (> 300 mg/L)andhighbacterialcontents(>104 germs/mL);Undoubtedly,directdischargewouldresultinsevereenvironmentalpollutionand waterresourcewaste. Therefore,afour-steptreatmenttechnologyconsistingofoilremovalanddesanding-oxidation-flocculatingsettling- membrane filtrationwasdeveloped.Onthebasisofstrengtheningtheflocculatingsettlingeffect,aone-stepmembranefiltrationmethodwasadoptedtonotonlyimprovethewatertreatmenteffect,butreducethetreatmentprocedures.Meanwhile,basedontheoptimizationof thetreatmentparameters,asetofmodularizedskid-mountedfracturingflowbackfluidrecyclingtreatmentunitswasdeveloped.Field applicationshowsthatthetreatedwaterisuptothestandardscontinuouslyandstably,notonlymeetingthereinjectionrequirements offormation withtheaverageairpermeabilityoflessthanorequalto10 mD,butalsosuitableforpreparingguargumandslickwaterfracturingfluid.Thesestudyresultshavesatisfactorilysolvedthedisposalofshalegasfracturingflowbackfluid withthe"four highs"issue,andprovidetechnicalsupportfortherecyclingtreatmentofwastewatergeneratedinfracturingofshalegasandother unconventionaloilandgasreservoirsintheworld. Keywords:Shalegas;Fracturingflowbackfluid;Watertreatment;Membranefiltration;Treatmentunit;Reclamation;Fracturing fluid
1 页岩气压裂返排液回用处理技术研究
1.1 压裂返排液水质特性分析 由于地质条件、压 裂 液 体 系 和 施 工 工 艺 条 件 等 因
素 的 变 化 ,现 场 作 业 产 生 的 压 裂 返 排 液 在 不 同 返 排 期 , 其组成和性质有较大差异 。 [8] 针对两口有代表性的 压 裂 施 工 作 业 井 ,分 别 进 行 水 质 分 析 ,测 试 方 法 参 照 标 准 《碎屑岩 油 藏 注 水 水 质 推 荐 指 标 及 分 析 方 法》(SY/T 5329—2012),结 果 见 表 1。
基 金 项 目 :国 土 资 源 部 、财 政 部 矿 产 资 源 节 约 与 综 合 利 用 示 范 基 地 重 大 专 项 (编 号 :2011-23)。 作者简介:杨志刚,1973年生,高级工程师,博士;主要从事油田化 学 与 环 境 保 护 方 面 研 究 工 作,获 得 陕 西 省 科 学 技 术 一 等 奖 1 项,陕西省科学技术二等奖2项。地址:(710075)陕西省西安市科技二路75号延长石 油 集 团 研 究 院 油 田 化 学 研 究 所。 电 话:(029) 88899445,13720537782。E-mail:zgyang1031@ 通信作者:魏彦林,1983年生,工程师;主要从事油气田环境保护方面的研究工作。 电 话:(029)88899445。E-mail:weiyl1016@
表1 页岩气压裂返排液水质特性表
项目
pH 值
总 铁 含 量/(mg·L-1) 黏度(20 ℃)/(mPa·s)
硫 化 物 含 量/(mg·L-1)
矿 化 度/(mg·L-1)
悬 浮 物 含 量/(mg·L-1) 悬 浮 物 颗 粒 粒 径 中 值/μm 含 油 量/(mg·L-1) 平 均 腐 蚀 率/(mm·a-1)
24927 486 10.1 23 1.35 ≥106 ≥106 105
前期
7.05 40.0 2.98 未检出
22286 454 8.7 0 1.51 105 106 105
B井 中期
7.16 50.0 3.04 未检出
24561 715 10.5 16 1.77 ≥106 106 105
注:SY/T5329—2012指平均空气渗透率小于等于10 mD 地层的注水水质指标,下同
第 35 卷 第 5 期
安全与管理
·1·
页岩气压裂返排液回用处理技术研究与应用
杨志刚 魏彦林 吕 雷 张淑侠 王梓民
陕 西 延 长 石 油 (集 团 )有 限 责 任 公 司 研 究 院
杨 志 刚 等 .页 岩 气 压 裂 返 排 液 回 用 处 理 技 术 研 究 与 应 用 .天 然 气 工 业 ,2015,35(5):131-137. 摘 要 鄂尔多斯盆地页岩气压裂 返 排 液 具 有 总 铁 含 量 高 (30~50 mg/L)、黏 度 高 (2.8~3.2 mPa·s)、悬 浮 物 含 量 高 (大 于 300 mg/L)和细菌含量高(大于104 个/mL)的“四高”特点,直接 外 排 会 造 成 严 重 的 环 境 污 染 和 水 资 源 浪 费。 为 此,有 针 对 性 地 开 展了“隔油除砂—氧化—絮凝沉降—膜过滤”的“四步法”处理工艺的技术应用研究。该工艺在强化 絮 凝 沉 降 效 果 的 基 础 上,采 用 一 步法膜过滤技术,既提高了水质处理效果,又缩减了处理工艺流 程。同 时,通 过 对 处 理 工 艺 参 数 的 优 化,研 发 出 了 一 套 模 块 化 橇 装 式压裂返排液回用处理装置。现场应用的效果表明:处理后的水质连续稳定 达 标,既 可 满 足 平 均 空 气 渗 透 率 小 于 等 于 10 mD 地 层 的回注要求,也可用于配制胍胶和滑溜水压裂液。该研究成果较 好 地 解 决 了 页 岩 气 压 裂 返 排 液 的 “四 高”问 题,为 国 内 外 页 岩 气 及 其他非常规油气废水治理和回用提供了技术支撑。 关键词 页岩气 压裂返排液 水处理 膜过滤 处理装置 回用 压裂液 DOI:10.3787/ji.ssn.1000-0976.2015.05.020
后期
7.24 35.5 2.83 未检出
28973 536 9.0 25 1.85 ≥106 ≥106 105
SY/T5329—2012
/ / / / /
≤1.0 ≤1.0 ≤5.0 ≤0.076 n×10 n×102 n×102
由表 1 可 知,两 口 井 的 压 裂 返 排 液 pH 值 在 7.00 ~8.00,不含硫化物,矿化度介于2×104~3×104 mg/ L,悬浮物颗 粒 粒 径 中 值 在 10μm 左 右,含 油 量 在 20 mg/L 左右,腐 蚀 速 率 较 大;显 著 特 征 是 总 铁 含 量 高 (30~50 mg/L),黏 度 高 (2.8~3.2 mPa·s),悬 浮 物 含 量高(大于300 mg/L),细菌含量高。 1.2 处理工艺研究
用 处 理 技 术,对 于 保 护 生 态 环 境 和 降 低 生 产 成 本 意 义 重 大 。 [6-7]
笔者以鄂尔多斯盆地页岩气压裂返排液为研究对 象,针对总铁含量高、黏 度 高、悬 浮 物 和 细 菌 含 量 高 的 “四高”特 点,研 究 开 发 了 “隔 油 除 砂—氧 化—絮 凝 沉 降 — 膜 过 滤 ”四 步 法 处 理 工 艺 ,研 制 了 模 块 化 撬 装 式 页 岩 气 压 裂 返 排 液 处 理 设 备 ,开 展 了 现 场 应 用 试 验 ,处 理 后水既可用于回注地 层,也 可 用 于 配 制 胍 胶 和 滑 溜 水 压裂液,为国内外页 岩 气 及 其 他 非 常 规 油 气 废 水 治 理 和回用提供技术借鉴。
Researchandapplicationofrecyclingtreatmenttechnologyforshalegas fracturingflowbackfluid:Acasestudy
YangZhigang,WeiYanlin,LüLei,ZhangShuxia,WangZimin (ResearchInstituteofShaanxiYanchangPetroleum <Group>Co.,Ltd.,Xi'an,Shaanxi710075,China) NATUR.GASIND.VOLUME35,ISSUE5,pp.131-137,5/25/2015.(ISSN1000-0976;年 5 月