页岩气压裂返排液回用处理技术研究与应用

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。

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。

页岩气压裂返排液处理方法研究1 研究目的及意义页岩气作为重要的非常规天然气资源，已成为全球油气资源勘探与开发的新亮点，但其特殊的钻采开发技术可能带来新的环境污染问题，尤其是在页岩气压裂作业过程中将产生大量压裂返排废水，这类废水中含有随着返排废水带出的地层地下水、废压裂液和钻屑等，具有高盐、高矿化度、高色度、含有毒有害物质、可生化性差和难处理的特点。

因此，研究页岩气压裂返排液处理技术，对于缓解开发区块的环境问题显得格外重要，同时对于保障页岩气的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重复利用技术并在现场应用。

其基本处理回用流程为：返排液→物理分离→水质检测→水质调整→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、沉降去除机械杂质，补充添加剂来调整返排液性能，使其满足压裂施工要求，重复利用。

该处理方式相对简单，但对成分较复杂的返排液处理后需与清水稀释才能满足压裂用水要求。

2.1 常规压裂返排处理技术1）自然蒸发依靠日照对返排液进行自然蒸发，去除水分，剩余盐类和淤泥采用固化处理。

该方法处理能力小，处理周期长，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的返排液采用了自然蒸发处理。

2）冻融冻融是将返排液冷冻至冰点以下结冰，盐因溶解度降低而析出，使冰的盐浓度降低，再将冰加热融化得到低浓度盐水，从而实现盐一水分离。

该方法受地理气候限制，需要足够的冰冻天气，未见工业化应用报道。

3）过滤过滤常被用于返排液预处理和返排液处理后固-液分离，去除机械杂质/悬浮物等，也能在过滤时将部分油(脂)除去，且通常配以活性炭吸附处理。

过滤效果受滤网/滤芯孔径限制，过滤效率受过滤后的水质要求限制。

对于一些孔径较小的过滤器，细菌的存在将产生豁液堵塞过滤器，清洗后也难以保持。

过滤处理返排液在国内外各大油气田均有应用，但通常与其它处理技术复合应用，除去返排液自身和处理过程中产生的机械杂质。

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。

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。

页岩气井返排液回用处理技术
1.技术所属领域及适用范围
适用于页岩气井返排液回用处理。

2.技术原理及工艺
该技术通过统一建设供水管线将各平台井压裂返排液集中收集处理，加入絮凝剂聚合氯化铝、助凝剂聚丙烯酰胺，搅拌混合后能够去除原液中50%的悬浮物和30%的COD 含量，混凝后的压裂返排液进入另一个收集池内，利用提升泵将上清液打入过滤装置收集罐内，调节pH 值至中性，并通过过滤装置进行过滤，去除液体中悬浮物，通过供水管线输送清液至有需要压裂配液的平台重复利用。

处理工艺流程如下图所示：
3.技术指标
处理回用指标为：
4.技术功能特性
平台页岩气井压裂返排液可实现动态管理，实现“早处理，全回用，零外排”；
理后的压裂返排液与压裂用液体系配伍性好，益于环境保护，而且节水效果明显。

5.应用案例
平桥南工区页岩气井压裂返排液处理项目，技术提供单位为中国石化华东油
气分公司。

（1）用户用水情况简单说明
平桥南工区页岩气井压裂返排液处理项目占地面积约37 亩，总投资约180 余万元，运行成本约40 元/m3。

（2）实施内容及周期
平桥南工区页岩气井压裂返排液处理站于2016 年11 月开始建设，12 月建成投入使用，建设周期 1 个月，配套建设连通各平台的集输管网约12.6km。

（3）节水减排效果及投资回收期
通过该技术，采出水可得到重复利用，实现“以污代清”，单位产品水耗由20.6m3 下降至16.7m3，降低率为18.7%，预计单井节约清水量可达4000m3。

单井可减少COD 排放量400kg、减少氨氮排放量60kg。

页岩气压裂液研究与应用汇报人：卢拥军中国石油勘探开发研究院廊坊分院2011年9月页岩气储层特点分析页岩气改造对压裂液的要求页岩气压裂液配方研究与性能分析压裂液在页岩气藏的现场试验压裂液认识与建议n形成主裂缝，延伸井眼作用距离•90%以上的页岩气井需要压裂沟通天然裂缝和压碎基质，获得工业产能大规模体积改造是提高页岩气产量的有效方法n水平井分段压裂技术---提高单井产量页岩气储层特点分析页岩气改造对压裂液的要求页岩气压裂液配方研究与性能分析压裂液在页岩气藏的现场试验压裂液认识与建议页岩气用压裂液体系滑溜水压裂液弱交联冻胶强交联冻胶页岩气储层特点分析压裂液在页岩气藏的现场试验压裂液认识与建议Philips公司：E150改善液体与页岩的润湿性廊坊滑溜水压裂液：2.流变性能RS控制应力流变仪FA溶液的黏度随浓度的增大而增大；且随剪切速率的增大而减小，具有剪切变稀的特点。

对质量浓度为0.03%～0.20%的FA溶液，可用幂律模型表征黏度曲线，计算值和实验值吻和良好，线性相关系数大于0.95，因此溶液可视为幂律流体。

随着FA浓度的增大，稠度系数k增大，流动指数n逐渐减小，越来越偏离1，说明非牛顿流体特性越来越强。

剪切后：BJ、FA30、不同滑溜水压裂液剪切稳定性对比页岩气压裂液配方研究与性能分析4.摩阻评价压裂液摩阻回路装置降阻效果分析5.低吸附特征全自动张力仪岩心吸附量g/cm30.47290.22910.18246.残渣及储层损害实验Model6100岩心损害实验仪0.08%FA30减阻剂浸泡环境扫描电镜与能谱组合测试系统页岩气储层特点分析压裂液在页岩气藏的现场试验压裂液认识与建议液体配制过程简单液体均匀、没有“鱼眼”/min时套压为63MPa，u 压裂液回收再利用可行性研究地层返排液压裂液总矿化度7199mg/l 水型：NaHCO 3页岩气储层特点分析页岩气改造对压裂液的要求页岩气压裂液配方研究与性能分析压裂液在页岩气藏的现场试验压裂液认识与建议Thank you for your Attention . ..敬请各位领导、专家批评指正！谢谢大家！。