压裂返排液现场循环利用在玛湖地区成功实施

玛北油田玛2井区下乌尔禾组水平井防漏堵漏技术现场应用发布时间：2022-11-04T08:00:30.329Z 来源：《工程管理前沿》2022年第13期7月作者：任新光张玉红刘志华[导读] 加快玛北油田新建原油产能，预开发二叠系下乌尔禾组任新光张玉红刘志华摘要：加快玛北油田新建原油产能，预开发二叠系下乌尔禾组，随着压裂开发在玛湖凹陷推广应用，使玛2井区百口泉组井漏复杂增加，目前井漏复杂成为制约油气勘探开发速度的主要技术瓶颈。

关键词：玛北油田；百口泉组；井漏；承压堵漏。

一、玛2井区井漏原因分析1、玛2井区井身结构是:381mm*660m+Ф241.3mm*3150m+Φ165.1mm*5316.43m。

二开裸眼段长，钻遇地层多，岩性疏松、砂泥岩互层胶结差，承压能力低，易发生井漏坍塌现象，复杂井段较多，八道湾地层煤层易漏，克上克下易垮塌，属于高压低渗，容易造成复杂，百口泉组地层砂砾岩胶结性差，地层承压能力不足且邻井压裂干扰导致地层“呼吸效应”是堵漏的难点。

影响开发二叠系下乌尔禾组的施工。

二、玛2井区井漏的预防措施井漏预防：(1)设计合理的井身结构，井身结构是否合理直接决定了井漏发生的概率，为了最大限度地防止井漏发生，必须合理设计套管层次、果断地将低破裂压力地层与高破裂压力地层进行隔离。

(2)降低钻井液环空压耗和激动压力，在保证携带钻屑的前提下，尽可能降低钻井液粘度；降低钻井液中的无用固相含量和含砂量；降低钻井液滤失量，提高泥饼质量，防止因井壁泥饼较厚起环空间隙较小，导致环空压耗增大；钻井液加重时，控制加重速度并均匀加入。

每循环周钻井液密度提高幅度不超过0.02g/cm3。

（3）随钻防漏，钻遇可能漏层或发生微小漏时，可在钻井液中加入适宜浓度的随钻防漏材料进行防漏。

（4）提高地层承压能力，根据地层的特性，通过人为的方法提高地层的承压能力，封堵漏失孔道从而达到防漏的目的，避免复杂延伸扩大。

以下是施工中井漏复杂发生及处理情况对比。

新疆油田玛湖地层水配制有机硼胍胶压裂液的应用吕振虎;汪志臣;董景锋;怡宝安;向英杰【摘要】新疆油田玛湖区块地层水矿化度高且含高价金属离子,对使用该区块地层水配制有机硼胍胶压裂液的性能造成了不利影响.针对玛湖地区地层水配制有机硼胍胶压裂液时,溶胀时间久、交联冻胶热稳定性差的问题,借助化学屏蔽技术,根据屏蔽剂工作原理,结合水中金属离子含量,推导出了屏蔽剂合理加量的计算公式,通过热稳定性能测试,确定出了适用于玛湖地层水配制有机硼胍胶压裂液的屏蔽剂AH-1,形成了适用于玛湖地层水配制有机硼胍胶压裂液的离子安全浓度窗口.对玛湖地层水配制的有机硼胍胶压裂液性能进行了评价,结果表明:屏蔽剂AH-1的加入可使玛湖地层水配制的压裂液的剪切黏度维持在220 mPa·s左右,且其溶胀性能、破胶性能均满足行业标准,现场试验取得了良好的应用效果,为玛湖油田的开发提供了资源保障.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2018(018)030【总页数】6页(P75-80)【关键词】玛湖地区;地层水;金属离子;有机硼胍胶压裂液;屏蔽剂【作者】吕振虎;汪志臣;董景锋;怡宝安;向英杰【作者单位】中国石油新疆油田分公司工程技术研究院,克拉玛依834000;中国石油新疆油田分公司工程技术研究院,克拉玛依834000;中国石油新疆油田分公司工程技术研究院,克拉玛依834000;中国石油新疆油田分公司工程技术研究院,克拉玛依834000;中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院地球物理研究所,乌鲁木齐830000【正文语种】中文【中图分类】TE39新疆玛湖特大型油田，位于准噶尔盆地玛湖凹陷，是目前世界上发现的最大砾岩油田[1]，已累计新增三级石油地质储量12.4×108 t，探明储量5.2×108 t，具有重要的经济社会效益[2]。

玛湖地区致密油为致密砂砾岩储层，存在埋藏深(3 500～3 900 m)、物性差、喉道小的特点，采用常规技术难以适应低油价下有效动用的要求[3，4]，综合北美海相致密油与中国长庆油田陆相致密油开发经验[5—7]，探索采用长水平段水平井(≥2 000 m)+大规模体积压裂的模式实现玛湖致密油有效开发[8]。

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【期刊名称】《天然气勘探与开发》【年(卷),期】2017(040)001【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-过滤进行减阻水配制,经复合混凝-过滤-吸附进行胶液配制的两套工艺技术,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.【总页数】5页(P73-77)【作者】范明福;肖兵;陈波;张洪新;王黎【作者单位】中石化中原石油工程有限公司井下特种作业公司;中石化中原石油工程有限公司井下特种作业公司;中石化中原石油工程有限公司井下特种作业公司;中石化中原石油工程有限公司井下特种作业公司;中石化中原石油工程有限公司井下特种作业公司【正文语种】中文【相关文献】1.延长油田气井压裂返排液处理再利用技术研究 [J], 高树生;张文柯2.页岩气压裂返排液水质分析及再利用方法研究 [J], 徐宽;马来功3.压裂返排液回收再利用技术的应用研究 [J], 张明;程刚4.环庆区块压裂返排液再利用技术研究 [J], 念大海; 薛新茹5.临兴致密砂岩气压裂返排液再利用技术 [J], 张杰;耿学礼;杨国通;王超;苏延辉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

新疆油田压裂返排液处理技术摘要：进入新时代以来，社会的快速发展，推动了我国科学技术的不断进步。

目前“水平井+体积压裂”已经成为新疆油田公司增储上产的主要开发模式，随着该开发模式的广泛应用，压裂返排液的处理成为亟待解决的问题。

为了提高压裂返排液中胍胶和无机盐等有效成分的利用率，同时降低采油厂处理站的处理难度，从复配压裂液和回注油层两个方面进行考虑，分别采用“除油—沉降—杀菌”处理工艺和“氧化破胶—混凝沉降—过滤”处理工艺对压裂返排液进行处理。

通过检测两种工艺处理后的水质，证明两种工艺处理后的压裂返排液能够满足SY/T6376—2008《压裂液通用技术条件》、Q/SY02012—2016《压裂酸化返排液处理技术规范》、Q/SY0030—2015《油田注入水分级水质指标》，从而实现了新疆油田压裂返排液的有效循环利用，降低了企业的用水成本。

关键词：新疆油田；压裂返排液；处理技术；回注；复配压裂液引言随着科技的进步，人们活动范围越来越大，对于自然的破坏越来越剧烈，污染也越来越严重，在采油的过程中，反排液是会对自然造成极大的污染的液体，这种液体非常黏稠，富含盐量，是一种影响非常大的污染液。

现阶段，我国很多开采油田的企业都有相应的处理措施，就是将反排液处理的，并通过常规工艺处理注水。

该过程在回流分离过程中没有设置特殊和复杂的组件，导致回流的适应性差。

当原水回流量大时，对现有处理系统影响较大，严重导致系统关闭。

油田回流液保持其对液态组分压裂液的影响。

“保留其对压裂液配液有用的成份，定点清除有害成份，全部处理后，能直接回用配液”的特殊工艺。

这种技术将反排液进行处理，能够有效的解决污染问题，最大限度地减少回流液的容量，降低白酒的成本。

中国非常规油气资源和大型压裂工程，循环水资源，实现零排放效应，降低压裂作业综合成本的最佳途径具有重要的经济价值和环境意义。

1新疆油田压裂返排液处理方式“水平井+体积压裂”开发模式的特点之一是只采不注，且配置压裂工作液时需要大量清水，未来5年，压裂配液最大引入清水量预计将达到300×104m3/a。

苏里格气田压裂返排液的处理及循环利用技术于世虎;张晓虎;李倚云【摘要】针对苏里格气田压裂返排液的特点,形成一套以\"微生物降解—化学氧化\"、\"屏蔽-沉淀\"、\"混凝-沉降\"、\"交联抑制\"为特色的返排液处理技术,处理后水质清澈透明、无异味,满足重复配液需求.开发了一套模块化多功能处理装置,可满足不同的返排液处理需求,灵活方便、可靠性强、效率高,处理能力最高达300 m3/d.该技术已在苏里格区域全面推广应用,取得了良好的社会经济效益.【期刊名称】《化工环保》【年(卷),期】2019(039)003【总页数】7页(P360-366)【关键词】压裂返排液;循环利用;微生物降解;化学氧化;混凝过滤【作者】于世虎;张晓虎;李倚云【作者单位】四川川庆井下科技有限公司,四川广汉 618300;四川川庆井下科技有限公司,四川广汉 618300;四川川庆井下科技有限公司,四川广汉 618300【正文语种】中文【中图分类】X703鄂尔多斯盆地苏里格气田合作区域的压裂返排液产生量多（（3～4）×104m3/a），液罐占用量大，环保风险高，严重威胁当地的环境和生态系统，增加了企业的经济负担。

随着新《环境保护法》的实施，油气开发要求采用“不落地、零污染”等生态、环保、安全的开采模式，对该区域油气开采的可持续发展提出了严峻考验。

压裂返排液循环利用技术是实现油气资源可持续开采的前提，对于生态保护和绿色生产具有重要的意义［1-6］。

目前，压裂返排液循环利用技术大部分处于室内研究和探索阶段，尚无大规模推广应用的先例［4-5］。

本工作针对苏里格气田压裂返排液的特点和处理难点［2-6］，灵活运用生物降解和化学氧化技术［3-6］，开创“微生物降解—化学氧化”多元处理技术，降低COD；采取“屏蔽-沉淀”方式去除Ca2+、Mg2+等高价金属离子［3-5］；采用“混凝-沉降”方式去除悬浮固体颗粒；采用除氧剂去除残余的破胶剂；首创交联抑制技术消除残余交联剂的不利影响；采用复合杀菌剂进行灭菌处理。

页岩气压裂返排液无害化处理技术简述江苏泰州225300摘要：页岩气压裂返排液量大、水质复杂, 对生态环境危害较大, 其处理、处置技术是制约页岩气规模有效开发的瓶颈问题之一。

页岩气是蕴藏于页岩层中，赋存于以富有机质页岩为主的一种非常规天然气。

随着页岩气开采技术的进步，已成为世界天然气产量增长的主要推动力。

由于页岩气的气藏特点，采用水力压裂技术是提高天然气收率的必要手段。

而在水力压裂过程中，大量高压水注入矿井中破裂岩层，释放天然气。

被注入到地层的高压水，会在页岩气产气的不同阶段返排回地面，即压裂返排液和产出水，统称为采出水。

本文主要对页岩气压裂返排液无害化处理技术进行简述，详情如下。

关键词：页岩气；压裂返排液；无害化处理引言目前，全球页岩气储量巨大，开展页岩气商业开发的国家主要是美国、中国、阿根廷和加拿大。

页岩气开采潜力巨大，开采寿命长、生产周期长，并且具有“低碳、洁净、高效、低污染”的优势，具有很大的开采价值。

然而，页岩气储集层地质条件较为复杂，具有超低孔隙度和渗透率，与常规油气相比，开发难度相当大，必须通过一些特殊的技术手段来实现商业化开采。

页岩气藏“天然”生产产量极低，为了使页岩开采有价值，必须在短期内收回投资成本并具有一定利益，压裂是页岩有效开采的唯一途径。

1压裂返排液的特点在页岩气开采过程中，为保证设备正常运转，会向压裂液中加入大量的高分子聚合物，包括稠化剂、支撑剂、稳定剂等十几种添加剂。

仅在2005年之后的4年内，就有多达750种的化学试剂被用于压裂液中，在这些化学试剂中，既含无毒物质，也含有毒物质，且有毒物质的种类多、范围广，共涵盖29种类别。

因此，众多添加剂导致返排液具有高COD、高稳定性、高粘度的特点。

返排液中除含大量高分子聚合物外，还含一定量的泥沙、油类、硫化亚铁等悬浮物(SS)和溶解性固体(TDS)。

返排液中的TDS取决于地层水和岩层中矿物质的组分和浓度，主要以Na+、Cl-为主，多种无机盐共存的复杂体系，部分地区还携带出岩层中的重金属和放射性元素，如钡、锶。

压裂返排液处理项目实施方案一、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。

二、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。

压裂液回收再利用技术综述
周江;张怀文;高燕;吕振兴
【期刊名称】《新疆石油科技》
【年(卷),期】2017(027)004
【摘要】对压裂液回收再利用技术进行了综述.介绍了西南油气田公司、川庆钻探工程有限公司、长庆油田分公司、青海油田钻采工艺研究院、西安石油大学对压裂液回收再利用技术的研发情况.该技术充分利用压裂返排液中的有效成分,节约配液用水和化学剂的用量,减少施工废液外排,对节能减排、保护环境具有重要意义.【总页数】6页(P35-40)
【作者】周江;张怀文;高燕;吕振兴
【作者单位】新疆油田公司工程技术研究院,834000新疆克拉玛依;新疆油田公司工程技术研究院,834000新疆克拉玛依;新疆油田公司工程技术研究院,834000新疆克拉玛依;新疆油田公司采油一厂
【正文语种】中文
【相关文献】
1.可回收再利用的低分子胍胶压裂液技术研究 [J], 熊颖;刘友权;石晓松;张永国;吴文刚;黄晨直;陈楠
2.促进回收再利用和减少废弃物关注环境(五)回收再利用(1) [J],
3.“一种天然气井返排压裂液回收再利用系统”实用新型专利 [J], 熊颖
4.有机硼锆交联弱酸性压裂液回收再利用研究 [J], 李善建;张菅;张文隆
5.HB-W-100型压裂液回收再利用装置 [J], 赵振峰;蒋继辉;任小荣;冀忠伦
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《裂缝闭合过程中压裂液返排机理研究与返排控制》篇一一、引言在油气田开发过程中，裂缝性油藏的开采常常需要借助压裂技术来提高采收率。

然而，压裂液在裂缝闭合过程中的返排问题一直是影响开采效率和经济效益的关键因素。

因此，研究压裂液返排机理与返排控制，对于提高油田开采效率和经济效益具有重要意义。

本文将针对裂缝闭合过程中压裂液返排的机理进行深入探讨，并提出相应的返排控制策略。

二、压裂液返排机理研究1. 返排现象描述压裂液返排是指在压裂作业完成后，部分或全部压裂液在裂缝闭合过程中被挤出并返回地面的现象。

这一现象受到多种因素的影响，包括地层特性、裂缝形态、压裂液性质等。

2. 返排机理分析（1）地层特性：地层的地质结构、岩石性质、渗透性等因素影响裂缝的闭合速度和压裂液的流动路径。

当地层渗透性较差时，压裂液在裂缝闭合过程中难以迅速排出，易导致返排现象。

（2）裂缝形态：裂缝的形态、宽度、长度等直接影响压裂液的流动和返排。

裂缝形态不规则或宽度变化较大时，压裂液易在局部形成滞留，导致返排困难。

（3）压裂液性质：压裂液的粘度、密度、表面张力等性质也会影响其流动和返排。

高粘度的压裂液更易在裂缝中滞留，不易迅速排出。

3. 影响因素研究根据众多现场试验与实验结果分析，本文认为压裂液返排主要受到以下因素影响：地层压力、裂缝闭合速度、压裂液性质等。

其中，地层压力是影响返排的重要因素之一，当地层压力较高时，有利于压裂液的排出；而裂缝闭合速度则直接影响着压裂液的滞留情况；此外，压裂液的粘度、密度等性质也会对返排产生一定影响。

三、返排控制策略针对压裂液返排问题，本文提出以下控制策略：1. 优化压裂液配方：通过调整压裂液的粘度、密度等性质，降低其滞留性，促进其迅速排出。

同时，采用环保型压裂液，减少对地层的损害。

2. 合理设计裂缝形态：在压裂作业过程中，根据地层特性和需求，合理设计裂缝形态，使其更有利于压裂液的排出。

3. 控制地层压力：通过调整地层压力，使其保持在合适范围内，有利于压裂液的排出。

压裂返排液水处理再利用现状及进展近年来，压裂技术在页岩气、煤层气等非常规天然气勘探和开发中得到广泛应用，但压裂过程中产生的返排液水却成为了极大的难题。

返排液水中含有大量化学物质、微生物、重金属等对环境和人类健康有危害的成分，若不进行正确处理，将对环境造成不可挽回的破坏。

因此，水处理再利用已成为迫在眉睫的问题，同时也是各地勘探开发的“痛点”。

1. 压裂返排液水处理技术现状压裂返排液水主要包括地下水、压裂液、地层水等，其复杂组成对处理技术提出了严峻的挑战。

目前，压裂返排液水的处理技术主要包括物理法、化学法、生物法和复合法等。

（1）物理法处理：主要是利用膜分离、蒸发浓缩等技术将返排液水中的悬浮物、沉淀物、大分子有机物等进行分离和浓缩，分离后的液体符合排放标准。

但是其处理过程中低效、能量消耗大、废水浓缩或排放后需要进行二次处理等问题，限制了其应用。

（2）化学法处理：主要包括沉淀法、氧化还原法、离子交换法等，通过化学反应将液体中的有机、无机物分离出来。

但该方法在处理后的残渣不可避免地需要在安全处置，且消耗大量能源，如电、化学药品等。

（3）生物法处理：生物降解法是指利用微生物把有机物降解成CO2和水等无害物质的方法。

其工艺简单、成本低廉，从处理效果来看生物法可以达到对有机物的高效降解。

但是微生物降解过程受温度、pH值、含氧量等环境因素影响大，易受其他污染物影响，限制了其应用。

（4）复合法：将不同的技术手段结合起来，形成一套串联/并联、相互补充的处理工艺，可以最大化的发挥每一种处理方法的优势。

复合工艺可以根据实际情况，针对性地进行组合，使处理效果能够保证。

2. 压裂返排液水处理技术发展趋势（1）利用新型材料提高物理法处理效率：传统的物理法处理涉及过滤、沉淀和蒸发浓缩，在应对大量水处理时效率低下。

为此，研究人员提出了利用新型材料，针对不同情况，针对性提升物理法的净水效率，如改进过滤器、电解去离子、光催化技术等，这些方法能够在迅速去除压裂返排液中沉淀物、悬浮物的同时，消耗较少的能源，从而使整个处理过程更加清洁，有效降低了返排液水的污染物。