油田压裂返排液处理技术研究综述
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油田压裂工艺技术综述摘要:在油田油气开采过程中,压裂技术的应用比较广泛,作用不容小视,它为油田实现稳定、高产的目标起到了良好的支持。
压裂技术的提高有效地起到了沟通与连接蓄油空间与渗流通道的作用。
下面结合笔者工作实际谈一谈压裂技术的工艺特点,施工流程以及高砂比压裂技术在长庆油田中的应用。
关键词:酸化压裂应用在油田油气开采过程中,压裂技术的应用比较广泛,作用不容小视,它为油田实现稳定、高产的目标起到了良好的支持。
下面结合笔者工作实际谈一谈压裂技术的工艺特点,施工流程以及高砂比压裂技术在长庆油田中的应用一、油田压裂工艺技术介绍1.滑套式分层压裂技术。
采用水力扩张式封隔器和滑套式喷砂器组成的压裂管柱,自下而上不动管柱施工,完成对一至三个层段的压裂。
适用于高、中、低渗油层。
2.选择性压裂技术。
压裂施工时利用暂堵剂对井段内渗透率高的层进行临时封堵后,再压裂其它层,以达到选择油层压裂的目的。
该技术适用于层内不均质的厚油层或层间差异大的油层。
3.多裂缝压裂技术。
在施工时用高强度暂堵剂对已压开层进行临时封堵后,再压裂其它层。
一趟管柱可以压裂三至四个层段,每层段可以形成二至三条裂缝。
适用于油层多、隔层小、高密度射孔的油水井。
4.限流法压裂技术。
压裂时通过低密度射孔、大排量供液,形成足够的炮眼磨阻,实现一次压裂对最多五个破裂压力相近的油层进行改造。
适用于油层多、隔层小、渗透率低、可以定点低密度射孔的油水井完井压裂。
应用此技术共压裂增产效果显著。
5.平衡限流法压裂技术。
采用与油层相邻的高含水层射孔的方法,使其与目的层成为统一的压力系统,平衡高含水层,以实现对低密度射孔部位油层的压裂,压后将高含水层炮眼堵死。
适用于油层与高含水层隔层为零点四至零点八米的井的压裂完井。
一次压裂可以实现最多五个层的改造。
6.定位平衡压裂技术。
在压裂施工时利用定位压裂封隔器和喷砂器控制目的层吸液炮眼数量和位置,平衡高含水层,实现一次压裂三至五个目的层的改造。
低渗透油田压裂液返排规律研究1压裂液返排规律研究低渗透油田是现今开发中一个重要集群,它们是石油勘探開发中发挥着重要作用的资源储、气库,同时也是我国石油勘探发展的重要载体。
低渗透油田是石油工程技术最复杂的油田,也是最难开发的油田。
为获得足够的油井进料,那么就需要进行压裂钻井工作。
压裂液是针对低渗透油田完成压裂钻井作业的必不可少的资源。
因此研究压裂液返排规律对于解决低渗透油田压裂钻井的优化设计和开发有重要意义。
关于压裂液返排规律研究,首先压裂液的返排规律是压裂液进入油层中以及油层内部的流向规律,经过一定的动力学和流变学,压裂液在油层中受到充分的控制,成效得到不断加强。
为了研究压裂液返排规律,首先必须对其返排状况进行深入研究,然后对返排中遇到的问题做出正确的分析,最终得出一定的规律。
为了获得较好的返排效果,可以根据压裂液的返排规律,提出合理的压裂液的组成配比,采用合理的作业参数,改变压裂液的入料模式,这样可以使压裂液能更好地满足油层内部的流动需求。
2压裂液返排规律研究方法压裂液返排规律研究,主要包括油层结构特征分析、压裂液性能测试及研究三个方面。
(1)油层结构特征分析。
油层结构特征分析包括油层钻探、储层测井等调查工作,在这里需要对油层的基本地层特征以及油层的流体性质有更深入的了解,以便制定合理的压裂液组成和工作参数。
(2)压裂液性能测试。
压裂液性能测试是指对压裂液的流变学特性以及其作业能力等性能特性进行测试和研究,以判断它在实施压裂钻井作业中的可行性。
(3)压裂液返排规律研究。
压裂液返排规律研究是指运用计算机模拟等技术分析压裂液在油层内部的运动规律,分析压裂液进入油层中与油层内部流动之间的联系及其影响,最终确定压裂液的合理组成及入料模式,以达到较高的压裂效果。
3结论压裂液返排规律研究是对压裂作业的关键,其成效的最终取决于合理的油层结构特征分析、压裂液性能测试和压裂液返排规律研究三个方面,只有通过这三个方面来加强现有研究,并朘以正确的分析,才能得出有效的规律,从而有利于低渗透油田的开发。
油田压裂返排液的深度处理技术研究【摘要】现阶段,压裂作业作为当前油井增产的重要措施,有着非常重要的作用。
另外,在对油井实施压裂时,应适当添加一些助剂,以实现石油增产的目的。
此外,由于油田在开展压裂作业时,所产生的返排液对油田水体会造成污染,因此这就要求我们应切实做好对压裂返排液的相关处理工作。
本文就结合油田在进行压裂作业的同时存在的问题与现状,对压裂返排液技术进行相应的研究与讨论。
【关键词】油田?压裂作业?油井增产?助剂?压裂返排液压裂液依据一定标准分为水基压裂液体以及油基压裂液还有乳状压裂液和泡沫压裂液等等。
而现在使用最广的就是水基压裂液,由于它自身具备低摩阻以及高粘度还有悬砂性好等诸多优点,因此它成为了油井压裂作业过程最为主要的一种压裂液类型。
1 压裂返排液其相应的性质和组成在当前的油井生产作业过程中,往往会产生一些反派压裂废液,而这些废液因其本身组成成分相对复杂,再加上浓度高以及黏度较大等原因,导致其在集输流过程中会存在一定困难,并造成后续流程无法持续平稳运行等情况。
并表现为在当前的压裂返排液中因其悬浮含量不断升高,进而致使砂滤装置在使用过中出现效率低下以及更换周期逐渐缩短;因作业中,下沉污泥经常会黏贴在专用板框过滤机内部的隔膜之上,所以使得过滤膜在应用中损坏严重,如果频繁更换,势必很难使得污泥通过过滤膜而压滤成饼。
压裂液其本身组成相对比较复杂。
就拿我们常见的水基压裂液来说,其成分主要有:0.4%的助排剂,0.16%的破乳剂以及0.4%的黏土稳定剂还有0.5%的杀菌剂与0.45%的翔丙基瓜胶等等。
而其作业过程中常用的交联剂则主要是由化学元素过硫酸铵以及硼砂组合而成,其实际含量依据标准主要为0.6%和0.45%。
将压裂液同相应的交联剂按照混合比例为100:10的比例依次注入到底层。
而等到破胶之后所返排出来的一些压裂液中,还是存有一定有机物以及不完全冻胶。
另外也可以选择使用相应的红外光谱来对压裂液其自身的组成物质进行相应的分析和判断。
1、油田压裂返排废液处理现状介绍压裂工艺是油气田开发中的一个重要部分,压裂的目的主要是改善油气层渗透能力和解堵等,在新井试油、老区油井挖潜和单井增产中占有不可替代的位置。
因此应用比较普遍,但压裂作业过程中产生的返排废液是油田一个不容忽视的污染源。
目前,因无有效的处理方法,几乎各油田都采取在油田边远地区挖池堆土进行集中存放。
随着国家环保执法力度的加大,油井压裂作业返排废液的处理,日益受到各油田的重视。
2、压裂返排液的特性油井压裂作业返排废液的特性及污染程度是与压裂液体系及施工作业工艺有着密切关系,因此,不同的油气田,不同的井深,在压裂作业过程中产生的返排废液的性质也是不同的。
油井压裂作业返排废液是一种复杂的多相分散体系,既有从地层深处带出的粘土颗粒和岩屑,也含有原油及压裂液中的有机和无机添加剂等污染物质,组成极为复杂。
有机添加剂多为苯系衍生物和多环芳烃化合物,用用生化降解法和普通化学法难以降解。
主要添加剂阴离子聚丙烯酰胺,主链为碳碳链,侧链为酰胺基或水解后的羧基,按照有机化学理论,主链为碳碳链的化合物稳定性高,不易降解必须进行强氧化降解。
特别是注聚压裂解堵的注入井的返排液为灰黑色溶液,具有刺激性臭味,这是硫酸盐还原菌代谢的产物。
给处理工作带来很多困难。
从上述可知,压裂返排液水质的不稳定性、构成极为复杂和每口作业井返排液量的波动范围较大,给处理工艺和设置构件的布置带来较大的困难。
3、出水水质对水基压裂返排液处理,可以达到污水综合排放(GB8978-1996)的二级标准。
即:CODcr≤120mg/l石油类≤10mg/lSS≤150mg/lPH:6-9等。
4、工艺流程调质缓冲池→混合反应器→初沉池→电絮凝装置→二沉池→ 过滤器首先对返排液在调质缓冲池内进行简单的均质处理,进入混合反应器加入几种具有特殊效能的水处理化学药剂进行化学处理,达到降粘、破乳、去除COD、BOD 和降低油及悬浮物含量的目的,出水在初沉罐进行经初级沉降。
油田压裂返排液的处理研究现状随着我国油田的不断开发,压裂返排液排放量不断增加,一方面造成环境污染,另一方面水资源短缺,生产成本提高。
文章,对中外油田返排液处理工艺现状及发展趋势进行了调研,论述了物理法、化学法和微生物法等油田压裂返排液的处理方法的原理、特点及应用状况,提出了今后油田返排液处理技术的发展方向,为解决油田压裂返排液处理难题提供一定的技术支持。
标签:压裂返排液;处理方法;发展方向我国油田大部分属于低渗透油田,为了提高采收率,勘探开发关键技术主要是压裂工艺,然而随之带来的环境问题也越来越引起人们的广泛关注,由于现在很多油井在压裂完成后返排液未经处理就直接外排到环境中,其化学成分复杂,不但污染了环境也浪费了资源,因此油田压裂返排液的治理对于油田尤其是西部干旱地区的井场增产至关重要。
就当前研究现状综合分析,处理压裂废液主要采取物理法、化学法和微生物降解法[1-3]。
1 物理方法物理法主要包括絮凝法、膜过滤法、气浮法等。
1.1 絮凝法絮凝法处理高浊度、高色度的废水是最基本的一种方法,其特点是处理时间短,投加方便,基本不需要什么装置,缺点就是会产生大量的沉淀,处理固渣又会产生一个新的问题。
但是总体来说对于处理压裂返排液,絮凝方法是效果较理想的方法,关键是根据废水的性质,选择合适的絮凝剂。
絮凝的机理可分为四种,分别是双电层压缩机理、吸附电中和作用机理、吸附架桥作用机理与沉淀物网铺机理[4]。
这四种机理在水处理中并不是单独发生的,往往是协同作用,当然通过分析水中的胶体带电性、分析水中元素可以初步估计何种机理占优势,通过机理可以初步选择絮凝剂的种类,进一步通过实验分析影响絮凝的因素,选择最佳的絮凝剂。
1.2 膜过滤法随着国家经济发展转型,政府和老百姓对环保的重视,现在很对地方对废水排放严格要求,使用膜分离技术用于生活污水和工业废水处理。
膜技术是一门新兴的多种学科交叉的高技术,以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型的流体分离氮源操作技术,经过多年的研究取得了显著的成就。
油田压裂返排液处理技术IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】油田压裂返排液处理技术1.压裂返排液的产生及存在的问题压裂工艺是油井增产的一项主要措施在各油田普遍采用。
其中最常用的是水基压裂液它具有高黏度、低摩阻、悬砂性好、对地层伤害小等优点现已成为主要压裂液类型。
油井压裂过程中产生的返排压裂废液具有污染物成分复杂、浓度高、黏度大,精品文档,超值下载处理难度大,是油田较难处理污水之一。
如不处理直接进入集输流程,会严重干扰后续流程,严重影响到油田生产,导致设备堵塞、油田下降,环保不达标等诸多问题。
表1 压裂返排液污水性质图1 不同压裂返排水样2.国内常规压裂返排液处理工艺简介化学氧化-絮凝沉淀-过滤处理工艺采用双氧水、次氯酸钠等强氧化破胶使返排液中的高分子物质氧化分解成小分子物质,降低废液黏度,提高传质效率,增加水处理药剂的分散与分解;絮凝可以改变水中多分散体系表面电性,破坏废液胶体的稳定性,使胶体物质脱稳、聚集;过滤,去除水中不溶或微溶物,脱色除臭。
氧化-絮凝-过滤是油气田污水处理常用工艺。
在实际应用过程中该工艺也存在一些不足,具体如下:第一、该工艺受温度影响比较大,在低温环境,化学氧化剂反应慢,氧化时间长,需要较长的停留时间,导致氧化反应罐(池)占地大,不易在现场作业,运输困难等。
第二、除油效果不明显,系统对乳化油去除效果不佳,需要添加大量药剂,导致污泥量大,增加污泥处理成本。
第三、过滤器时常堵塞,由于氧化破胶不彻底,污油处理效果不佳,导致过滤器堵塞严重,影响最终出水效果和整套装置处理能力。
化学氧化-絮凝沉淀-电解氧化-过滤联合处理工艺电解法集氧化还原、絮凝吸附、催化氧化、络合及电沉积等作用于一体,能够使大分子物质分解为小分子物质,降解的物质转变成易降解的物质,是污水深度处理的常用方法。
然而电解技术目前在国内应用情况并不理想,时常存在电极钝化、结垢等问题,时常需要更换电极,处理效果稳定性差,成本高,操作检修频繁。
压裂返排液处理技术研究作者:赵俊勇来源:《中国化工贸易·上旬刊》2019年第01期摘要:压裂技术已成为油田稳产增产的一项核心技术,在压裂作业过程中所产生的返排液已成为当前油层水体污染主要来源之一,我国在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》中对所有工业污染物的排放实施了强制性的标准要求,且随着国家对石油化工领域内环保要求越来越严格,因此,如何妥善解决压裂返排液已成为当下一项重要的工作。
本文对压裂返排液的产生及存在的问题进行了分析,阐述了压裂返排液的危害,综述了国内外压裂返排液现有的处理方法,为促进油田压裂返排液處理再利用研究提供一定的思路。
关键词:压裂;返排液;重复利用1压裂返排液的产生及存在的问题压裂GO 艺是油井增产的一项主要措施在各油田普遍采用。
其中最常用的是水基压裂液,它具有高黏度、低摩阻、悬砂性好、对地层伤害小等优点现已成为主要压裂液类型。
油田压裂返排液的水质特征见表1,由表1可见,油井压裂过程中产生的返排压裂液具有污染物成分复杂、浓度高、黏度大,处理难度大,是油田较难处理污水之一。
如不处理直接进入集输流程,会严重干扰后续流程,严重影响到油田生产,导致设备堵塞、油田下降,环保不达标等诸多问题。
2国内外压裂返排液处理技术现状2.1国外处理技术现状近年来,国外研究开发出一些压裂返排液处理的新技术,这些新技术能有效处理返排液中原油、悬浮物以及难降解有机物的物质,处理后的返排液均能达到重复利用要求和排放标准。
①MVR蒸馏技术。
该技术是重新利用二次蒸汽能量,从而减少对外界能源需求的一项节能技术。
主要去除压裂返排液中的重金属离子,从而降低返排液总矿化度;②电絮凝技术。
该技术是利用电能的作用,在反应过程中同时具有电凝聚、电气浮和电化学的协同作用,主要去除压裂返排液中的悬浮物和重金属离子;③臭氧催化氧化技术。
该技术是利用臭氧与活性炭联用的处理技术,主要利用臭氧超强的氧化能力来去除压裂返排液中的难降解有机物和细菌;④MI SWACO技术。
2021年第4期综述油田污水是在油田三采过程中产生的作业废水,主要含有原油、驱油剂、破乳剂、杀菌剂、机械杂质等,呈现出腐蚀快、细菌多、悬浮物含量高、色度重等特点,处理不当会造成注水设备腐蚀、水体腐败等问题[1-3]。
压裂返排液则是在油田增产改造后从井筒中返排出来的液体,主要含有稠化剂、聚合物、表面活性剂、杀菌剂及其他添加剂,具有粘度大、有机物含量高、水质多变等特点,若排放至地面不经过处理,将会对周围环境,尤其是农作物及地表水系统造成污染[4-6]。
因此,如何有效的缓解油气田开发带来的环境污染问题成为了当今油气田开发的关键技术之一。
1国内油田污水处理技术现状1.1油田污水的处理方法油田污水的处理方法主要有物理法、化学法、物理化学法、生物法等[7,8]。
1.1.1物理法物理法主要是实现固液分离或不同相的分离处理,物理法主要包括重力分离、离心分离、过滤、粗粒化、膜分离和蒸发等方法[9]。
重力分离技术是依据比重差异实现污水中油分、悬浮物、机杂从水体分离,已被各油田广泛使用。
离心分离是污水在高速旋转过程中形成离心力场,从而实现固液分离和不同相分离。
我国引进Vortoil水力旋流器已经在油田污水处理领域有了良好的应用。
粗粒化是指在设备中加入一定量的粗粒化材料,使污水中的油分粒径增大,以便处理含油污水中的小油滴和乳化油。
膜分离主要是通过膜渗透理论实现不同粒径物质、分子的分离及脱除。
常用膜分离技术包括超滤、王克强1,陈亚联1,2,毛智平1(1.咸阳川庆鑫源工程技术有限公司,陕西西安710018;2.川庆钻探长庆井下技术作业公司,陕西西安710018)摘要:油田压裂及油田开发产生的污水造成了大量水资源的浪费,成为制约油气田开发重要问题之一。
本文在分析油田污水及压裂污水特点的基础上,调研了植物脱盐、膜分离、铁碳微电解、紫外光杀菌、捕获离子等处理方法及工艺,分析了不同处理工艺的特点,并提出了油田污水处理发展的方向、油田污水回用的思路。
油田压裂返排液的处理工艺的研究众所周知,在油田开发过程中,井下作业产生的压裂返排液是一类处理难度大的污染物。
其中含有甲醛、石油类、难降解的胍胶以及各种添加剂,使得产生的压裂返排液具有高粘度,高稳定性,高COD值的特点,导致压裂返排液排放时对环境造成了极大污染。
若处理不当,将会对企业造成极大的损失。
随着国家对石油化工领域环境保护的要求越来越严格,对压裂返排技术的需求越来越迫切,油田压裂液的处理便成为当今石油化工领域内亟待解决的问题。
标签:压裂返排液;处理;组合法;回收利用近年来,我国对石油资源的需求不断增加,随着国家对环保要求的不断提高,压裂改造后的返排液处理也成为油田开发改造过程中的重点工作。
本文针对油田压裂返排液化学试剂含量高、组分复杂、处理难度大的特点,综述了近年来物理法、化学法、生化法、组合法等压裂返排液处理工艺的研究进展,分析了各种处理工艺的优缺点,并对压裂返排液处理工艺的发展方向进行了展望,认为采用组合法处理油田压裂返排液,并对其进行资源化回收利用是压裂返排液处理工艺的发展趋势。
1.压裂返排液的特点及危害油田压裂返排液不仅含有原油、聚合有机物,还含有地层中的渗入水、各种腐生菌等,具有以下特点:(1)有机物种类多、含量大。
压裂返排液中的有机污染物主要是高浓度的瓜胶和高分子聚合物,其次还含有多种难以降解的各类添加剂;(2)粘度大,乳化程度高。
压裂返排液的粘度较高,能达到10~20mPa·s,而复合型压裂液乳化严重,排出的压裂废水粘稠,且有刺激性气味,静置沉降出水困难;(3)处理难度大。
压裂液中的各种添加剂使其具有较高的COD(化学需氧量)、TDS(总溶解固体)、TSS(总悬浮固体),处理难度较大、处理成本较高。
由于油田压裂返排液的以上特点,未经处理的压裂返排液返排到地面上,首先会对油田周围的土壤造成长期、严重污染,影响动植物的生存环境,导致生物多样性减退;其次,未经处理的压裂返排液还会大量污染周围水源,对水生生物的生长和周围居民的饮水安全产生极大的危害。
压裂酸化措施返排液处理技术研究发布时间:2021-10-29T05:36:50.277Z 来源:文化时代2021年3期作者:夏皓[导读] 摘要:油田生产中不仅要重视增产目标,还要关注生产行为给环境带来的各种影响,解决生产与环境保护之间的冲突。
本文主要针对酸化压裂返排液的处理技术展开研究,列举当前使用效果比较好的处理技术,包括絮凝沉降技术、中和技术、氧化技术以及活性炭吸附技术等。
通过了解这些处理技术的应用要点,来更好地运用返排液处理技术,提升油田生产的环保化水平,减轻对周边水环境、土壤环境的破坏。
油田增产的需求愈加迫切,必须要尽快实现增产目标。
油田通过油水井酸化技术与压裂技术提升油田产量,提高油田开采与生产的综合收益,但是返排液的后续处理难度较高。
环保理念已经渗入到油气资源开发领域中,在考虑经济效益的同时,不能忽视社会效益与环保效益,现分析压裂酸化返排液处理方面的问题。
1酸化压裂返排液技术应用现状压裂液是运用压裂技术时极为关键的组成部分,所用的压裂液必须符合作业标准,可以与地下液体以及地层岩石实现配伍,具有抗剪切性能,热稳定性良好,容易实现返排、残渣少、摩阻低、滤失少,同时还能够有效输送与悬浮支撑剂。
为了达到使用标准,需要将破解剂、粘土稳定剂、延迟添加剂、高温稳定剂、杀菌剂、交联剂与稠化剂加入到压裂液中,改善性能。
在强化压裂效果时,必须将压裂液有效返排到地面上,使返排率达到50%到70%。
结合油田实际作业情况,发现排出的压裂液存在多种成分,包括高分子水溶性聚合物、地层水与原油等,经过检测发现所含物质有硫化物、悬浮物、COD与石油类物质,存在污染物超标的情况。
由于使用的添加剂种类过多,导致降低COD值的难度偏高,其中亲水性添加剂净化难度也很高,很难轻易将其从废水中有效排出。
如果不对压裂液进行处理,直接向外排出,会污染周边的环境,直接污染地表水与农作物,加剧土壤盐碱化程度,破坏水生生物的生长环境,损害农作物。
11.2 项目实施方案11.2.1压裂返排液分析常规压裂施工所采用的压裂液体系,以水基压裂液为主。
压裂施工后所产生的压裂废液主要来源于两个方面:一是施工前后采用活性水洗井作业产生的大量洗井废水;另一个方面就是压裂施工完成后从井筒返排出来的压裂破胶液,返排的压裂废液中含有大量的胍胶、甲醛、石油类及其他各种添加剂,众多添加剂的加入使压裂液具有较高的COD值、高稳定性、高黏度等特点,特别是一些不易净化的亲水性有机添加剂,难以从废水中除去。
总的来说,压裂废液具有以下特点:(1)成分复杂。
返排液主要成分是胍胶和高分子聚合物等,其次是SRB菌、硫化物、硼酸根、铁离子和钙镁离子等,总铁、硼含量都很高。
(2)处理难度大。
悬浮物是常规含油污水处理中最难达标的项目,压裂返排液组分的复杂性及其性质的独特性决定了其处理难度更大。
(3)处理后要求比较高。
处理后的液体不仅粘度色度要达标,里面的钙镁离子、铁离子、和硼酸根离子均要去除,否则会影响后续配制压裂液的各项性能。
11.1 国内外研究现状由于压裂废液具有粘度大、稳定性好、COD高等特点,环保达标处理难度较大。
国外对压裂废液的处理主要是回收利用。
根据国外报道的技术资料看,他们对压裂废液的处理技术和工艺相对简单,一般采用固液分离、碱化、化学絮凝、氧化、过滤等几个组合步骤,处理后的水用于钻井泥浆、水基压裂液、固井水泥浆等配制用水。
这种处理方式不仅降低了处理压裂废液的费用支出,而且还减少了污染物的排放。
国内对早些压裂废液的处理主要采取以下一些方法:(1)废液池储存:将施工作业中产生的压裂废液储存在专门的废液池中,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,而且填埋的污泥块仍然会渗滤出油、重金属、醛、酚等污染物,存在严重的二次污染。
(2)焚烧:这种方式虽然可以在一定程度上控制污染物的排放,但仍然会造成大气污染。
(3)回注:将压裂废液收集,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用水。
油田压裂返排液处理技术研究油田压裂返排液处理技术研究一、引言在油田开发过程中,为了提高油藏的开发程度和油井的产能,采取了多种增产技术,其中包括压裂技术。
压裂技术是一种通过高压注入流体,使油藏中的地层岩石产生裂缝,从而增加储封层中的有效渗透率,提高原油的产量与回采率的方法。
然而,压裂作业产生的返排液成为环境污染的重要源头,因此对返排液的处理技术进行研究,对于油田开发的可持续性具有重要意义。
二、压裂返排液的组成与特性压裂返排液是指在压裂过程中,高压注入到地层后未完全回流至井口的液体,主要包括注入液、地层流体和地层溶质所形成的混合物。
其组成复杂,其中包含大量的溶解气体、地层固体颗粒、有机酸、有机胶体和各种溶解离子等。
此外,压裂返排液还具有酸性、高温、高盐度等特点,给其处理带来了较大的挑战。
三、压裂返排液的处理技术1. 传统处理技术传统的压裂返排液处理技术主要包括物理处理和化学处理。
物理处理技术主要包括沉淀、过滤、离心、蒸馏和吸附等方法,用于去除悬浮固体、溶解固体和溶解气体等污染物。
化学处理技术主要包括酸碱中和、氧化还原、络合沉淀等方法,用于去除有机酸、重金属离子和溶解离子等污染物。
传统处理技术虽然能够一定程度上降低返排液的污染,但处理效果有限,且存在设备复杂、处理成本高等问题。
2. 新型处理技术为了解决传统处理技术存在的问题,研究者们提出了一系列新型的压裂返排液处理技术。
例如,利用超滤膜和反渗透膜等膜分离技术,可以有效去除返排液中的溶解固体和溶解离子。
离子交换技术可以通过树脂吸附剂与溶液中的离子交换,达到去除重金属离子和溶解离子的目的。
生物处理技术通过利用微生物对返排液中的有机物进行降解,达到处理的目的。
此外,电解法、紫外光氧化法和高温热解法等新型处理技术也被广泛研究和应用。
四、压裂返排液处理技术的影响因素压裂返排液处理技术的应用效果受到多个因素的影响。
首先,压裂返排液的组成与特性会影响不同处理技术的适用性和效果。
压裂返排液重复利用处理技术简介一、前言在油田生产过程中,为了提高产量,需要对生产井采取各种措施,压裂是其中一种,压裂后又大量的液体排除地面,如果处理不当会对环境产生污染。
目前最主要的处理方法是处理后回注,这样处理会产生大量的固体废物,同样造成二次污染;由于国家对环保要求越来越严格,因此零排放,零污染应该是今后压裂返排液处理的方向。
根据这一的思路我们对压裂返排液做了大量的试验工作,由于返排液中含有对压裂液有用的组份,因此返排液重复利用配压裂液是最经济有效的方法,因此,试验重点是压裂返排液回用试验。
二、研究思路压裂液里边添加很多化学添加剂,加上地层水中部分有害离子,压裂返排液不能直接用来配压裂液。
必须通过物理或者化学的方法将对配制压裂液有害的组份除去、或者屏蔽掉,将有用的组份保留。
有害组份是影响配胶、交联的一些组份,比如高价离子、硼和细菌等,针对这些组份,我们做了大量的试验工作,研制除了一套行之有效的处理方法。
该技术可一次性除去对配胶有影响的组份,高价离子和硼。
通过大量实验成功研制出了可一次除去硼、高价离子的及悬浮物的药剂FT-01。
三、处理工艺该技术采用独特处理药剂,可在普通的污水处理工艺中应用,凡具有污水处理的场合就可以正常使用,不需要另添加其他额外处理设备,该技术一次加药搅拌即可除去钙、镁、硼等对配制压裂液有害成分,操作简单易行、运行可靠平稳,处理工艺流程如下:压裂返排液,加药搅拌,沉降分离,过滤,配液水。
处理工艺说明:返排液加入带有搅拌器的反应罐中,加药、调PH ,搅拌搅拌时间5-10分钟,静止沉降,上清液打入过滤罐过滤,下边沉淀部分进入固液分离,分后固体另处理,污水进入过滤罐过滤,过滤后清水调PH 值后即可作为压裂液配制水,进行压裂液配制。
压裂返排液室内处理实验照片:加药调PH 搅拌 压裂返排液沉降分离 过滤 配液水四、压裂液配制压裂返排液返排地面后,首先加药处理,处理后的返排液可以直接配压裂液,配制方式和清水配制完全一致,用该处理水配制出的压裂液完全达到清水配制压裂液各项性能。
综述油田压裂废水处理技术现状压裂工艺是目前油田普遍采用的一项促使油气井增产的主要措施。
压裂后产生的返排液对环境的危害巨大,压裂废水悬浮物含量高,而且具有高粘度和高COD、污染物成份复杂且较稳定等特性,在自然力的作用下很难被降解,带来极大的生态环境问题。
因此合理处理压裂返排液有助于保障油田的可持续发展,消除对环境的污染,促进可持续发展。
对油气田酸化和压裂废液处理的相关研究表明,主要的污水处理方法均可用于压裂返排液的处理,但在应用性能上各有优缺点,现综述如下:1 絮凝沉降法压裂返排液中残存有大量的胶体粒子、底层携带物等杂质,在处理前首先要使固液充分分离,絮凝沉降法是固液分离过程中最基本的处理手段,絮凝过程中加入的絮凝剂使悬浮在水中的粒子脱稳、相互碰撞、聚结形成较大的絮体,再通过后续的沉淀使其从水中分离出来。
絮凝处理是降低废水COD的关键步骤,混凝出水的COD去除率越高,后续的处理难度越小,最终出水达到外排要求。
絮凝剂的种类是影响絮凝处理效果好坏的一个最重要因素。
可用的絮凝剂种类很多,如聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PFS)、聚丙烯酰胺(PAM)等,将絮凝剂复配使用对COD的去除效果较好。
何红梅等采用复配絮凝剂(PFS、PHP和粉煤灰的复合)处理压裂废液,使废液的COD值从2298mg/L下降到597mg/L。
周宝华对长庆油田压裂废水连续采用两次混凝、沉淀、过滤,最终有效地处理石油压裂液废水,COD去除率可达30%左右,石油类含量可降至30mg/L以下,石油类去除率可达95%以上,浊度可降至10NTU以下,去除率达到90%以上。
由于压裂液废水COD值仍然太高,出水水质不能达到国家污水二级排放标准,但达到油田废水回注标准。
但也有很多因素限制了絮凝法的应用,主要的有:现场絮凝操作工序复杂;影响混凝效果的因素多;当悬浮物含量较高时,使絮凝剂的消耗量增大,产生的污泥量也随之增大;压裂余液残存的粘度大大减缓了絮凝剂的扩散速度和絮凝产物的沉淀速度;对水溶性有机物的去除效果差等。
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压裂作业方式的普遍是石油开采难度大所导致的必然现象,该种方式广泛应用于油田当中。
但是在进行压裂的过程当中会有压裂反排液出现,这就会造成一系列的污染问题。
当展开油水井压裂以及酸化施工的时候,压裂井有着100~200m 3
的产出废水量的限定额度,这样一来就会使得工业废水的排放量大幅度增加。
通过一系列的调查之后发现,由压裂反排液当中所含有的各种有机添加剂若是在地面进行直接的反排工作,而不是通过一定的处理之后再进行掩埋和外排的话,就会对周围土壤以及地下水等的环境产生一系列的污染现象。
1 压裂废液处理技术1.1 混凝沉降发
混凝沉降法是处理油田压裂返排液最常用最普遍的方法之一,它的主要技术优势有设备投资少、更大的处理量、更加便捷的操作等等,若是能够选择好絮凝剂,就可以增加对于有机物的去除率,将水的生化性有效地增强。
王志强等通过对樊家油田压裂返排液四种絮凝剂的处理实验研究,通过单因素变量和正交试验,确定了最佳的絮凝剂PAC,实验表明处理PAC的最佳加入量为450mg/L,再加入5.0mg/L的絮凝剂助剂,静置80min后,压裂返排液悬浮物和污染物含量大大降低,水质澄清。
1.2 高级氧化技术
高级氧化技术又叫做深度氧化技术,它的主要技术特点是羟基自由基,羟基自由基具有非常强的氧化能力,会在电、催化剂、超声波等条件的作用下降大分子当中难以降解的有机物转化为小分子物质,这些小分子物质都是低毒或者无毒的。
针对压裂液高COD高含油等特点,冀忠伦等人通过对陇东油田某油井压裂返排液作为研究对象,对絮凝-臭氧氧化工艺条件的室内研究得出,在PAC絮凝剂加入量为200~250mg/L,PAM加入量为8~10mg/L,臭氧浓度 20~25 mg / L ,催化剂 TiO 2加量 1g/ L,p H 为 7~ 9,反应时间 2 h,具有处理剂加量少、产生污泥少等特点,臭氧化法目前主要存在于实验室研究中,现场工程应用经验较少。
1.3 铁、碳微电解方法
微电解方法是即是将Fe/C的原电池架构到废水当中,通过产生氧化还原的反应将污染物进行降解,操作的方式更加简便。
这些化学产物又能够同废水当中的其他组分的物质产生氧化还原反应,将大分子物质分解成小分子物
质,将难降解的物质转化为那些更容易降解的物质。
并且能够产生一些新的絮凝剂,从而形成更大的更易沉淀的絮体。
通过室内以及现场试验可以得知,气田水当中的COD 可以通过内电解发法进行有效的去除,其特点主要是低投资、操作、维护十分简便、更低的水处理成本,ρ( COD) ≤150 mg /L为其主要的污染指标,还不回造成二次污染的现象。
2 联合使用各种处理技术
压裂废液这种粘稠液体有着复杂的体系,因此很难用单一的方法来对其进行处理来达到相应指标,所以说现在大部分的油田都会将各种方法进行组合之后再来对压裂废液进行处理。
郭学峰等就把各种技术进行了联合,就是在原水当中添加石灰等的药剂将 p H 调节到 3 ~ 6 左右、H 2O 2/Fe 2+进行催化氧化两个小时 、之后进行化学沉淀(将0.5 %~2 %氧化剂添加到水中把 Fe 2+完全氧化为Fe3+,之后把含有 OH-的化学物质诸如烧碱或是石灰乳添加到其中然后搅拌,把pH值调配到8~10左右,让废水当中金属离子产生氢氧化物沉淀)、对絮凝沉淀进行强化以及等一系列的处理之后,水质便能够符合《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)当中的二级标准 。
采用混凝、内电解 、吸附 、生物降解等一系列的方式把压裂废液的 CODCr 值由 8741 mg/ L降至96 mg/L ,这两个数值都很好的满足了《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级标准 。
3 结束语
压裂返排液处理的主要方向为:处理完后的压裂液进行重复配液;经过预处理后回注;处理达标后排放。
由于压裂返排液成分复杂,处理难度大,虽然说一些能够将压裂废液更有效地让压裂废液实现达标的技术已经通过一系列的研究得到了发现,不过现在的混凝-氧化工艺依然是在实际生产当中被广泛的应用。
所以说为了解决这些问题,可以从以下这几个方面入手:
(1)展开研究去发现更加稳定可靠且更实用简便、成本更低没有二次污染的压裂废液处理剂。
(2)对压裂废液的处理工艺进行优化以及提升,不断简便化、低成本化压裂废液的处理过程。
油田压裂返排液处理技术研究综述
李乐楠
华油惠博普科技股份有限公司 北京 100088
摘要:石油开采难度的增大,导致各种增产手段随着时间的推移和石油资源的短缺,而压裂技术作为新兴的增产技术的应用导致压裂返排液的量逐渐增加。
通过阅读文献查阅资料对国内外的压裂返排液处理方法进行了综合调研,主要对各种方法组合应用处理压裂返排液进行了详细地介绍,对压裂返排液处理的方向进行了预测,为油田压裂返排液处理提供技术参考和支持。
关键词:油田压裂 排液 处理技术。