[发明专利]一种适用于气井的压裂返排液处理与循环利用方法

说明书

本发明公开了一种适用于气井的压裂返排液处理与循环利用方法，其包括以下步骤：1)杀菌处理，得到液体A；2)pH值的调节及高价金属离子的沉淀处理，得到液体B；3)悬浮物颗粒的絮凝处理，得到液体C；4)悬浮物与沉淀物的固液分离机械设备处理，得到液体D；5)液体C中分离出的污泥的脱水处理；6)残余交联剂硼离子的处理，得到液体E；7)残余过铵破胶剂的处理，得到液体F；液体F可直接用于压裂液配制，其各项性能指标与清水配制的压裂液性能相当。在压裂返排液处理过程中只针对有害成分进行去除，其它不存在性能影响的成分与有利成分进行保留，针对性强，经济性好，具有较强的实用价值。

技术领域

本发明属于油气田开采中废水处理与回用技术领域，尤其是一种适用于气井的压裂返排液处理与循环利用方法。

背景技术

油气井在压裂施工后进行放喷会不断产生大量的返排液，其中含有大量的有机物、无机物和各种添加剂。压裂返排液如果不及时处理，将影响井场周围环境和当地居民的健康。目前，压裂返排液处理与重复利用技术的推广应用已成为国内外解决这一问题的主要趋势。

目前关于压裂返排液处理技术主要有：(1)微生物处理法。这种方法只能去除部分有机物，且效果差，处理时间长，一般需要半个月以上，难以实现返排液处理后回用的连续化配液；且这种方法不能除掉对储层产生伤害的悬浮物，也不能去除高价金属离子导致再配制压裂液时其高温交联性能极差。(2)氧化方法。通过外加氧化剂对有机物碳链进行裂解，降低返排液的COD值。这种方法存在成本高、处理能力小(如臭氧氧化)等缺陷，另外，化学氧化剂的加量不好控制，在现场返排液处理中，稍有不当，遗留的过量氧化剂会使处理后的返排液配成重复利用压裂液时较难起粘，压裂液性能差导致无法满足现场施工要求。(3)膜分离法。该方法的缺陷是处理能力小，过滤物易堵塞膜材料孔道。(4)电絮凝法。该方法的原理为在电场作用下金属阳极电离成高价金属离子，与有机物发生氧化还原反应进而絮凝沉降。该方法的缺陷是对阳极金属材料消耗量大，残余的高价金属离子对压裂液高温交联性能会产生影响。

苏里格气田压裂返排液存在以下特点：(1)压裂施工后，返排液量大，返排率高。(2)悬浮物等机械杂质含量较高。其含量一般含量在几百至几万毫克每升不等。高悬浮物含量的返排液循环利用时会造成储层渗透率的降低，影响气井产量。(3)COD值较油井返排液含量低。(4)高价金属离子如钙离子、镁离子、铁离子等含量较高。高价金属离子的存在影响冻胶交联及冻胶的抗高温性能。(5)残余的硼离子含量较高。其含量一般在几十至几百毫克每升之间，常见含量在100mg/L左右。较高含量的硼交联剂导致返排液回用配液时出现交联现象，严重影响施工。(6)残余过铵破胶剂含量较高。其含量一般在几十至几千毫克每升之间，常见含量在1000mg/L左右。较高含量的残余破胶剂导致返排液回用时基液粘度在几个小时内快速下降或者导致冻胶破胶速度增加，出现脱砂现象。(7)细菌等微生物含量较高。影响基液粘度的保持。

针对苏里格气田返排液的这些特点，如要对该区块压裂返排液进行循环利用，采用目前的处理技术难以达到返排液能够回用的技术要求及性能指标，需采用“对症下药”的几种针对性的技术进行复合集成，以实现该区块返排液的循环再利用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种适用于气井的压裂返排液处理与循环利用方法，该方法将压裂返排液处理成可以用来循环配制压裂液的液体，从而实现水资源的循环利用和零外排效果。

为了解决上述技术问题，本发明的一种适用于气井的压裂返排液处理与循环利用方法，包括以下步骤：

1)杀菌处理；在返排液中加入杀菌剂，混合搅拌5-15min，得到液体A，其中所述杀菌剂在所述液体A中的浓度为0.05％-0.2％；

2)pH值的调节及高价金属离子的沉淀处理；在返排液A中加入碱性沉淀剂，混合搅拌5-15min，调节pH值至8-10之间，同时对高价金属离子进行沉淀处理，得到液体B；