油田压裂返排液的常用处理方法
返排压裂液处理方法--文献资料
我国油田大部分属于低渗透油田,随着我国油田的不断开发,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。
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。
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,油田压裂废液中添加剂种类繁多,处理难度较大,处理压裂废液主要采取物理法、化学法和微生物降解法。
1物理法物理法主要包括挖坑填埋、絮凝法、膜过滤法、气浮法等。
1.1挖坑填埋对环境要求不高的地方可直接挖坑填埋,废压裂液采用深坑填埋,但这种方法正处于淘汰阶段。
1.2絮凝法絮凝法处理高浊度、高色度的废水是最基木的一种方法,其特点是处理时间短,投加方便,基木不需要什么装置,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。
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。
压裂作业中使用的压裂液含有大量的高分子聚合物,返排液黏度大,将影响絮凝剂有效扩散,减弱悬浮物等的聚结沉降能力,从而影响化学絮凝的处理效果。
为提高处理效果、减少化学药剂用量和降低成本,宜采用絮凝沉降和氧化工艺相组合的处理技术。
1.3膜过滤法随养国家经济发展转型,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。
压裂液处理方案
日处理500m3油井压裂返排液系统处理设计方案成都净水源环保科技有限公司是一家以环保节能、净水、污水处理设备开发研究、生产、销售、售后服务为一体的实业公司。
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2020年油田压裂返排液处理技术.pptx
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
1. 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
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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。
图 2 现场应用照片
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表 2 压裂返排液处理数据
项目
原水 (mg/L) 产水(mg/L)
Ca2+
661
186
Mg2+
77
9
总铁
27
0.54
含油量
185
3
悬浮物
354
压裂返排液现场处理操作规程(2)
压裂返排液现场处理操作规程为了规范压裂返排液现场处理流程,提高工作效率,特规定此操作规范。
一、开工前准备准备好施工所需的各种设备药剂:皮卡、杆泵、流程、方罐、pH试纸、便携式电位仪、破稳降粘剂、电位调节剂、pH调节剂、预处理剂等。
人员配备:司机一名,操作工1-2名,电工一名。
应急设备:干粉灭火器、二氧化碳灭火器各一个(5公斤),3%碳酸氢钠洗液一瓶(500ml),清水一瓶(500ml),京万红烫伤膏一只,绷带、创可贴若干。
(碳酸氢钠洗液,清水主要处理pH调节剂灼伤事故,京万红主要处理一般烫伤事故,创可贴,绷带处理一般刮伤、划伤事故)。
设备到达现场,经专业操作人员连接完设备,开机前,必须全面检查设备有无异常,对转动设备,应确认无卡死现象、漏电现象,管路是否接好,防止漏液现象发生。
施工人员穿戴好防护装备,安全帽,防静电工服,工鞋,防酸手套,口罩(带活性炭芯),护目镜。
若发现有异常情况,及时通知当值技术员、领导,再根据实际情况及时处理。
二、压裂返排液处理标准、流程及注意事项1.现场处理标准(1)pH在6.4-7.5之间(精密试纸5.5-9)。
(2)电位低于219mv(±10%)。
(3)木棍挑挂无拉丝现象(无拉丝现象即为破胶)。
2.处理总体加药流程(1)破稳降粘剂-电位调节剂-pH调节剂-预处理剂(2)如果返排液已破胶,则只添加电位调节剂、pH调节剂、预处理剂,并在罐中沉降除砂,上层清液直接进系统。
(3)如果返排液未破胶,则添加破稳降粘剂至破胶,再添加pH调节剂、电位调节剂和预处理剂后进罐沉降,过滤后进系统。
3.具体加药流程(1)判断现场有无未使用的配置好的压裂液。
若有则按照1方加入10升液体破稳降粘剂加入,计算加入药剂总量。
若全部都是返排出来的液体则判断返排液是否破胶,如果破胶则执行第(4)步;如果未破胶则按照1方液添加5升液体破稳降粘剂。
(2)破稳降粘剂加药速度根据泵送速度即可(泵每抽1方液即加入1千克固体药剂或者10升液体药剂)。
新疆油田压裂返排液处理技术
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。
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。
浅谈压裂酸化返排液处理技术方法
浅谈压裂酸化返排液处理技术方法摘要:酸化技术是一种利用酸液与近井或储层中矿物反应、提高渗透率、提高油气井产量或增加注水井注入量的技术措施。
酸化施工结束后,残酸液会排至地面继而形成酸化废液。
酸化废液pH低、成分复杂,对其处理后回注储层或外排对保护环境有重要意义。
关键词:压裂酸化,返排液,处理,技术前言酸化技术是提高储层中油、气渗流能力及增加油气井产量的重要措施之一。
酸化过程是通过井眼向地层注入一种或几种酸液或酸性混合溶液,利用酸与地层或近井地带部分矿物的化学反应,溶蚀储层中孔隙或天然裂缝壁面岩石,增加孔隙和裂缝的导流能力,从而达到油气增产或注水井增注的目的。
酸化作业完成后,残酸通过注入井返排至地面,形成酸化废液。
为了提高对储层的改造效果,常将压裂与酸化过程相结合,在足以压开油气层形成裂缝或张开油层原有裂缝的压力下,对油气层酸压的一种工艺。
酸化压裂液体系由增粘剂、盐酸、有机酸等主剂及缓蚀剂、铁稳定剂、杀菌剂等组成,致使返排出的酸化压裂废液具有污染物含量高、酸性及腐蚀性强等特点,未经处理外排对环境会产生严重污染。
对其处理后回注或回配酸化压裂液是其重要出路。
1压裂酸化废液污染物的种类污染物的种类主要有以下几种:第一,压裂酸化施工中产生的废液。
其主要有压裂施工中压裂液的废液,施工过程中设备发生刺漏产生的冻胶,各种液体添加剂的残液,酸化施工中的残酸,施工后清洗罐体时产生的废水废液,尤其是用液量大的工程要求大罐数量多,产生的废液不可忽视;压裂后返排产生的废液,不同地区,不同井别的返排率在30%到85%,还有各种生活污水等;第二,压裂酸化过程中产生的固体废弃物。
比如,破胶剂使用中产生的残渣;支撑剂使用过程中产生的残渣;各种化工料的包装袋。
这些污染物处理不好,极易造成严重的环境污染;第三,因压裂酸化产生的气体污染源。
其主要包括酸化作业中盐酸挥发产生的废气、泵车造成的尾气等;第四,其他污染源。
比如,压裂酸化过程中的噪声污染;作业过程中人为产生的各种垃圾;特殊添加剂造成的污染。
油田压裂反排液的处理方案
处理返排油田压裂液的研究方案压裂作业返排出的残余压裂液含有胍胶、杀菌剂、石油类及其他添加剂,如不经处理而外排,将对周围环境造成严重污染。
处理压裂废液主要采取物理法、化学法和微生物降解法,物理法主要包括絮凝法、膜过滤法、气浮法等,化学法主要包括氧化法、电解处理法等。
目前针对压裂返排液的新处理技术是絮凝法、氧化法、生物法、吸附法的联合技术,技术的关键问题是如何快速、高效地去除COD。
1.设计依据1.1压裂液的配方压裂液分为水基、油基和多相压裂液三大类,以油作溶剂或作分散介质配成的压裂液是最早采用的压裂液,这主要是它对油(气)层的损害比水基压裂液要轻,它的特性黏度比水基压裂液更具有吸引力。
但油基压裂液成本高,施工上难于处理。
因此现在只用于水敏性强的地层或与水基液接触后渗透率下降的地层,水基压裂液也最常用,约占整个压裂液用量的70%。
油基压裂液主要包括:(1)稠化油压裂液。
它是稠化剂(如脂肪酸铝、磷酸酯盐等)溶于油中配成。
(2)油包水压裂液。
它是一种以油为分散介质,水作分散相,油溶性表面活性剂作乳化剂配成的压裂液。
如以淡水作水相、以柴油作油相,以月桂酰二乙醇作乳化剂,即可配成。
(3)油基泡沫压裂液。
它是以气体(CO2和N2)作分散相,以油作分散介质配成。
水基压裂液一般是水冻胶压裂液,是用交联剂将溶于水的增稠剂高分子进行不完全交联,使具有线性结构的高分子水溶液变成线型和网状体型结构混存的高分子水冻胶,由稠化剂、交联剂、缓冲剂、黏土稳定剂、杀菌剂和助排剂等组成。
多相压裂液由泡沫压裂液等。
泡沫压裂液是一个大量气体分散于少量液体中的均匀分散体系,主要成分有气相、液相、表面活性剂和泡沫稳定剂等其他化学添加剂组成。
不同配方压裂液的返排液处理方法大相径庭,了解压裂液的配方和对返排液的指标分析使得对水处理的方案更加有针对性和高效性。
1.2压裂返排液的水质分析压裂返排液外观呈浅黄色,并伴有强烈的刺激性气味,黏度较大,表面无明显浮油。
压裂液
1、储层特性各井层不同,采用的排液方式也有区别,合理的选井选层,选择合理的排液方式是提高试气速度、降低安全风险的基础。对于气井的排液,没有一种方法可以满足不同类型、不同储层、不同现状的排液,必须根据现场情况进行优化组合,以期达到快速高效的排液目的。
反向脱砂工艺,实际上是一种快速返排加井筒脱砂方式,这种方式至少有3点好处:一是减轻了压裂液对地层的伤害;二是井筒脱砂显著改善了支撑剂在近井筒带的填充,提高了裂缝的无因次导流能力;三是快速返排使得支撑剂未及大量沉降到裂缝端部前,裂缝已经闭合,从而形成较长的支撑缝。但是返排井筒脱砂可能对循环系统造成的磨损,国外一般还要采取控制支撑剂倒流的措施,使用或尾追树脂包裹支撑剂(树脂砂)是其中的一种。
目前对于压后返排主要的问题有两大方面:一是没有选择合理的时机对支撑剂运移进行控制,导致大量支撑剂回流到井筒,使产层区的支撑剂很少或分布不合理,很大程度上降低了裂缝的导流能力,严重的会导致压裂施工的失败、裂缝失效;二是返排流量控制不好,使回流支撑剂冲出井口,破坏放喷油嘴以及其他设备。在低渗透储层中,水力压裂作业压后返排问题显得更加突出。
强制裂缝闭合实际上是一种强化返排方式。强化返排减少了压裂液在地层里的停留时间,从而减少了液体伤害,有助于改善裂缝导流能力。后来有学者认为,这种返排程序非常适合特低渗透地层,能极大地改善低渗透油气井的返排效果,但不具普遍性。而且这种强制裂缝闭合工艺通常会使支撑剂形成严重的“砂堤”,并且由于大量支撑剂的运移,液体滤失加重,在近井筒带形成“裂缝尖端”。另外,这种返排方式不适合易出水地层。仔细分析造成支撑剂运移和沉积的主要因素,水力压裂作业的目的无非就是要在泵入结束时使支撑剂在裂缝内完全桥堵形成支撑缝,从这个意义上说,任何强制裂缝闭合的努力都是无意义的,虽然在高渗透地层里需要较高的支撑导流能力,但在低渗透地层里支撑缝长比支撑缝导流能力更需要,试图保留较高的铺砂浓度就显得不经济。
压裂返排液处理方案
压裂返排液处理方案
压裂返排液是指通过压裂作业所产生的含有大量固体颗粒、有机物和化学添加剂的废水。
处理压裂返排液需要采取多重技术和方案,以确保废水的安全排放或有效回收利用。
以下是一种常见的压裂返排液处理方案:
1. 溶解气浮:将压裂返排液首先加入溶解气浮槽中,通过加入一定量的药剂和气体,使其中的悬浮物和油脂等污染物从废水中浮出,形成浮渣。
2. 机械过滤:将溶解气浮后的废水进一步通过机械过滤设备,如滤网或滤料,去除较小的颗粒物和悬浮物。
3. 活性炭吸附:将过滤后的废水通过活性炭吸附器,吸附其中有机物质和化学添加剂等溶解性污染物。
4. 生物处理:将吸附后的废水通过生物反应器进行生物降解处理,利用微生物降解有机物质和部分化学添加剂。
5. 深度过滤:将生物处理后的废水进行深度过滤,去除残留的微生物和颗粒物。
6. 杂质去除:通过离子交换等方式去除废水中的重金属离子和其他残留杂质。
7. 监测和排放:对处理过的废水进行监测,确保达到当地环保
标准后,安全进行排放或者回用。
需要注意的是,不同地区和不同情况下的压裂返排液可能存在一定的差异,因此处理方案可能需要根据具体情况进行调整和优化。
同时,处理过程中需要遵循相关环保法规和标准,并严格控制处理过程中的废弃物和废气排放。
石油工程技术 压裂返排液处理与重复利用技术
压裂返排液处理与重复利用技术1压裂返排液处理技术1.1达标外排为了有效防止生态环境及地下水污染,近几年国家能源局大力推进压裂返排液处理技术研究。
目前,我国压裂返排液外排的水质标准采用的是石油天然气行业标准SY/T5329—2012《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》和国家标准GB8978—1996《污水综合排放标准》,主要水质指标包括pH值、色度、悬浮物、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、石油类及细菌含量。
处理工艺包括pH 调节、混凝沉淀、油水分离、杀菌及氧化处理等,最后通过清水稀释达到安全排放标准后再进行外排。
由于返排液的复杂性和稳定性,导致处理难度大,成本太高,而且现有的处理工艺都无法去除返排液中的高浓度盐类物质。
虽然各类标准都未对盐类物质作具体要求,但高浓度的盐水排入生态环境会造成许多不良影响。
另外,对于大多数缺水区域,对大量的返排液进行处理后外排也是对水资源的浪费,因此将返排液处理后外排并不是一个好的选择。
1.2处理后回注将压裂返排液经过处理达标后再回注地层,这不仅可以有效解决返排液的排放问题,还能弥补注水开发过程中对用水的需求。
处理后的返排液需达到石油天然气行业标准SY/T5329—2012《碎屑盐油藏注水水质推荐指标及分析方法》的要求方能进行回注,同时还要采取切实可行的措施,防止地层污染。
由于回注水仅对油含量、悬浮物含量及粒径有较严格要求,因此相对于返排液处理后外排,对其处理后再回注不仅可以节省大量水资源,同时也降低处理成本。
然而,由于返排液不仅悬浮物含量高,而且黏度大,性质稳定,必须对其进行氧化、絮凝及过滤等操作后方能达到回注要求,因此需要外运到回注站进行集中处理,而回注站的处理能力一般很难满足大规模返排液处理的要求,且成本高、地下水环境风险不明确。
另外,这种处理方式对返排液中大量残余的稠化剂也是一种浪费。
因此,对返排液进行处理后回注也并非是最佳选择。
1.3处理后重复配制压裂液随着非常规油气资源开采力度加大,压裂用水量和压裂废水急剧增加。
油田压裂返排液的处理工艺的研究
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。
浅析油井压裂液返排管理与实践
浅析油井压裂液返排管理与实践水力压裂是非常规油气藏开发的重要增产措施之一,压裂施工结束后,压裂液会对环境造成影响。
我们应从提高压裂液返排,严格处理返排液这两方面来降低压裂液对环境造成的污染。
标签:辽河油田;压裂液;返排率;压裂;环境污染1 概述近年来,石油开采将目光投向了非常规油气藏,其基质渗透率一般很小,需要借助水力压裂才能获得产能。
非常规油气藏开发模式以水平井为主,压裂施工规模、液量是常规油气藏的5到10倍,水力压裂在施工过程中向地层注入了大量的压裂液。
压裂施工结束后,一部分压裂液返排到地面,另一部分未返排的压裂液留在地层中,如果处理措施不当,压裂液会对环境造成严重污染。
因此,提高压裂液返排率,以及对返排液的处理技术,减少环境污染,是非常规油气藏开发需要重点关注的问题。
2 压裂液对环境的影响2.1 压裂液废液量增加。
水力压裂是非常规油气藏开发的重要手段之一,非常规油气井钻井完成后,只有少数天然裂缝特别发育的井可直接投入生产,90%以上的井需要经过压裂储层改造才能获得比较理想的产量。
非常规油气藏压裂规模一般为常规油气藏的5到10倍,水平井采用分段压裂,压裂段数为10段,预计总液量13400m3,压裂液量显著增加,产生了大量成分复杂的压裂返排液,水力压裂对环境的影响逐渐增加。
2.2 污染地下水及地面环境。
水力压裂施工后,返排不及时或返排率低都会导致部分压裂液长期残留在地层中,对地层造成伤害。
如果油气藏目的层附近有地下水源,压裂施工沟通地下水层,就会对地下水源造成严重的污染。
压裂液添加剂种类繁多,组分复杂,不同的压裂液体系组成差别很大。
如果处理不当,造成压裂返排液中的污染物渗入地下水,就会严重影响地下水质。
此外,由于雨水冲刷可能造成返排废液随地表径流进入河流,对地表水体造成污染。
压裂返排液中含有微量的重金属元素,这些元素性能稳定,渗入土壤不易去除,短时间内不会对地表水和植被产生明显影响。
但是随着土壤中这些元素含量的增多,会使土壤肥力下降,不利于农作物及植被等的生长,对环境造成影响。
长庆油田措施返排液处理工程设计及应用
长庆油田措施返排液处理工程设计及应用摘要:随着长庆油田的持续开发,原油产量逐年递减,为保证油田高效开发,在开发过程中不可避免地要采取增产增注措施,井下压裂技术作为油田稳产、增产的有效措施之一,被广泛应用并不断发展,经过多年的现场试验和工艺技术不断改进,压裂技术已经非常成熟,是油田开发的主要措施之一,随之而来的是压裂过程中产生的压裂返排液处理的问题。
关键词:压裂返排液;环境保护;处理技术;发展趋势1压裂返排液的产生井下压裂作业所使用的工作液通常称为压裂液,压裂液经过井下作业后返排至地面的残余液体称为压裂返排液,具有黏度大、化学试剂含量高,处理难度较大的特点,已经成为油田的主要废水污染物,若处置不当可能对土壤、地下水、地表水及生态环境造成较大的破坏。
因此,实现压裂返排液的无害化处理,对油田的健康发展和环境保护意义重大。
2压裂返排液的特点常用的压裂液体系主要是改性胍胶压裂液体系和缔合压裂液体系。
胍胶压裂液体系由稠化剂、高效助排剂、高效黏土稳定剂、杀菌剂、高效破胶剂和水等组成;缔合压裂液体系由稠化剂和多种表面活性剂构成。
作业后产生的压裂返排液中添加剂种类较多,成分复杂,包括压裂过程中注入地下的压裂液体系成分和地层中原有的污染物质。
压裂液通常具有以下特点:(1)有机物种类多、含量高、成分较复杂,有机污染物主要是高浓度的胍胶类物质和高分子聚合物,难降解、黏度大;(2)压裂液体系中添加的多种表面活性剂在高压泵注入和地层作用下,乳化现象严重,返排到地面后的液体乳化程度高;(3)压裂液中的各类添加剂使其具有较高的COD、溶解性固体、总悬浮固体,处理难度较大;(4)排放方式呈间歇性,且返排量大。
每口井压裂液返排至地面的水量最大约为单井注入压裂液量的80%。
返排液如果不经过有效的处理,将会对地层与周边环境造成很大的危害,导致地区生态环境破坏。
不但影响动、植物的生存环境,对生物多样性有影响,还可能会影响周围的水体,对周围村屯居民饮水安全和动植物的生长产生不利影响。
压裂液返排处理
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。
一种油气田压裂返排液处理方法
一种油气田压裂返排液处理方法一种油气田压裂返排液处理导言油气田开发中,常使用压裂技术来提高油气产能。
然而,压裂过程中产生的返排液需要进行处理,以确保环境污染最小化。
本文将介绍一种油气田压裂返排液处理的方法。
方法一:物理处理方法1.沉淀:通过让返排液静置,利用重力将其中的悬浮颗粒沉淀到底部。
可以使用沉淀池或者沉淀罐来实现。
2.过滤:利用过滤器或者滤网,将返排液中的固体颗粒或杂质过滤掉。
常用的过滤介质包括石英砂、滤布等。
3.分离:利用离心机或者油水分离器,将返排液中的油水等不同密度的物质分离开来。
这种方法适用于需要回收油水的情况。
方法二:化学处理方法1.混凝剂:加入适量的混凝剂,使返排液中的悬浮固体或胶体颗粒聚集成团,便于后续的沉淀或过滤处理。
2.氧化剂:添加氧化剂,可以将返排液中的有机物氧化分解,降低其对环境的影响。
3.中和剂:使用中和剂,将返排液中的酸、碱物质中和,以减少对环境和设备的腐蚀。
方法三:生物处理方法1.好氧处理:利用好氧微生物,将返排液中的有机物质分解为无害的物质。
这需要提供适当的氧气供给和良好的微生物生长环境。
2.厌氧处理:利用厌氧微生物,将返排液中的有机物质分解为甲烷等可利用的气体。
厌氧处理可以进一步提高有机物质的处理效率。
方法四:高级氧化技术1.光催化:利用光催化剂,在特定的光照条件下,将返排液中的有机物质氧化分解。
这种技术需要光源提供光照,并选用合适的光催化剂。
2.高压氧化:在高压条件下,利用氧气对返排液中的有机物质进行强力氧化,降解有机物质。
这种方法需要高压设备的支持。
结论油气田压裂返排液处理是保护环境的重要一环。
通过物理处理、化学处理、生物处理以及高级氧化技术的综合应用,可以有效地处理油气田压裂返排液,降低对环境的影响,确保油气开发的可持续性。
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。
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氧微生物的新陈代谢来达到处理目的。微生物摄取返排液 中的有机物之后,经过自身的新陈代谢,使返排液中的有 机物一部分被分解及稳定,并为其生命活动提供所需的能 量 ;另一部分被转化为其他形式的能量。生物氧化法是符 合当代社会发展的环保安全的处理方式,具有较髙的研究 前景。 2.2 . 3 生化处理方法
为了达到压裂返排液预处理后的回注地层或油井的国 家标准,大庆油田优选工艺流:气浮除油—化学絮凝—磁 分离—沉降— 回注的磁分离处理技术流程。该技术经过药 剂 投 加 量 、药 剂 组 合 等 诸 多 试 验 ,确 定 了 较 为 优 化 的 方 案 ,并通过现场实践,确定了其处理速度快、处理成本低 和处理流程简单易管理等优势。 2.2 氧化法 2.2 .1 化学氧化法
油田压裂反排液的组分复杂性,其处理方法也较多。 目前,主要采取化学法、生化法、物理方法、固化法及各 方法的混合使用等方法进行处。 目前较经济和安全的压裂 返排液的处理方式主要有三:一种是经过预处理达标后回 注油层;一种是处理并达到国家外排标准后直接外排或再 利 用 ;还有一种对酸性返排液的处理方式是残酸池储存。 2 .1 回注处理技术
氧 化 法 处 理 压 裂 反 排 液 ,是 利 用 常 用 氧 化 剂 过 硫 酸 钾 、次氯酸、过氧化氢、髙锰酸钾的强氧化性来降低返排 液中的COD值 。经过试可得氧化剂过硫酸钾78.47%、次氯 酸钠70.60%〇、次氯酸钙64.10%〇、过氧化氢61.60%〇、髙锰 酸钾51.70%c 的氧化性依次减弱。氧化法一般有一级氧化 和两级氧化两种方式,但是由于压裂反排液的复杂性,实 践中常用两级氧化,经过两级氧化后压裂反排液的处理效 果最理想,从而大大提髙了CO D 的去除率,同时也提髙了 油键词:压 裂 返 排 液 生 化 处 理 C O D 值
压裂作业是在低渗透油藏及非常规油气藏开发开采中 经常采用的油井增产一项主要方式。压裂液是压裂作业中 不可缺少的组成部分,但是压裂液的复杂性决定了压裂返 排液处理的难度性。本文针对压裂返排液的处理总结了多 种处理方式。 1 压裂反排液组分的复杂性
科学管理
2016年第12期
油田压裂返排液的常用处理方法
张丽马鲁英
西 安 石 油 大 学 石 油 工 程 学 院 陕 西 西 安 710065
摘 要 :为使油井大量增产,在油气田开发过程中经常采用对油井进行压裂作业的方式进行油气田开采,在油井压裂 作业的同时一般都会加入各类化学助剂,以达到比较理想的油井增产目的。因此就形成了压裂返排液导致油田水体污染的 严重问题。压裂返排液对环境、集输流程正常运行等会造成严重破坏。因此,针对压裂返排液的组分特点以及处理工艺流 程 ,对压裂返排液的环保处理研究是符合科学社会发展的大趋势的。
返 排 液 回 注 处 理 技 术 研 究 与 应 用 [J].油 气 井 测 试 ,2015,
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物理处理法有很多种,常见的有絮凝沉降法,膜分离 法等方法。
絮凝沉降的原理是使返排液破稳分离。即在压裂返排 液中加人相应的化学添加剂使得返排液中的较为稳定的髙 分子聚合物成分得以聚结,进而使杂质和悬浮微粒沉降至 底 部 ,从而实现固液分离,是目前污水处理固体物质和可 溶性物质中重要的技术之一。
膜分离法的原理利用膜的选择透过性能将离子或分子 或某些微粒从液体中分离出来的过程。膜分离法根据所用 动力的不同通常可以分为:电渗析、反渗 透 、超 滤 、微 滤 、纳滤。 2 . 4 残酸池储存
对于未处理达标的酸化的压裂反排液,经常采用罐车 收集拉运至残酸池进行集中储存,避免的强酸性的污染和 破坏。但是该方法在雨季有溢出及挥发污染的危险。 3 结束语
本文简述了油田压裂反排液的复杂性原因,并简述了 因其复杂性而对返排液的处理难度的影响,综述了目前常 用的多种压裂返排液的处理方法。针对油田的压裂反排液 的复杂性、世界追求的环境安全性、能源的节约等综合要 求 ,现阶段国内外通常均采用物理化学生物综合的处理方 法对油田压裂返排液处理。
顾名思义,该方法是讲化学方法和生物方法相结合的 一种方法,方法中表示:有现场使用物理化学预处理之后 再进行生 物 处 理 ,可使C O D 去除率达到很髙,处理后的压 裂返排液C O D 含量达到国家一级标准的实例。可见生化结 合的处理方法的效率之髙。因此该方法是目前最环保、最 有效的处理方法之一。 2.3 物理处理法
由于油气田开采的需求不同,常常根据其不同的需求 使 用 不 同 的 压 裂 液 ,因 此 压 裂 返 排 液 的 组 分 是 比 较 复 杂 的 ,通常包括在水基压裂液中用于做氧化剂的破胶剂、用 于增粘的稠化剂、为使采出油合格或者保证压裂液的效率 的P H 值调节剂、表面活性剂等多种功能的化学添加剂。 所以压裂反排液中有大量的有毒有害物质,不管直接外排 还是回注油层都会对环境造成严重的影响和破坏。因此需 要将压裂返排液进行必要的处理并符合标准再外排或者回 注等后续处理手段。但是由于通常压裂液人为的添加了很 多化学添加剂,致使压裂液返排液具有髙C O D 值 性 、强 稳 定 性 、髙 黏 度 性 、悬 浮 物 含 量 髙 、髙矿化度等 性 质 特 点 ,然而由于其添加剂的种类繁多,使 C O D 值的降低难 度 大 、稳定性的破坏难度也较大。因 此 ,深人研究压裂返 排液的处理方法,对油气田环境污染控制和后续油气集输 流程的正常运行具有重要意义。 2 压裂返排液的处理方式