[发明专利]一种页岩气压裂返排液处理回用方法

说明书

本发明公开了一种页岩气压裂返排液处理回用方法，其包括对页岩气压裂返排液进行处理的步骤和聚合物胶液制备步骤，所述聚合物胶液制备步骤是：以质量比计，在清水中加入0.5%~1.0%聚丙烯酰胺钾盐KPAM、2.0%~3.0%聚合物降滤失剂LS‑2进行水化，使聚合物分子链展开，得到聚合物胶液；将聚合物胶液与处理后的压裂返排液按照7:3进行混合，混合后的压裂返排液即用于配制钻井液。本发明不需要增添机械设备，直接在现场循环罐中进行操作，方法简单，不增加多余费用；没有二次污染废弃物产生，处理后的压裂返排液全部回用，更加环保。

技术领域

本发明涉及石油天然气钻井技术领域，确切地说涉及一种页岩气压裂返排液处理回用方法。

背景技术

页岩气开采多采用长井段水平井、分段射孔和滑溜水体积压裂技术，水力压裂中压裂液耗水量巨大，此外压裂液中还含有多种化学添加剂，包括防垢剂、降阻剂、杀菌剂、表面活性剂等。压裂作业后，体积占注入压裂液60%～80%的返排液逐渐返排至地表。压裂返排液具有高化学需氧量、高悬浮物、高矿化度、难生物降解和成分复杂等特点，因此存在较大的安全环保隐患，一是压裂返排液含有害物质多，无害化处理成本高，环境污染风险大；二是压裂返排液现场存储过程中易发黑变臭，影响周边环境。页岩气压裂返排液主要采用化学方法、电化学方法、机械过滤方法等来进行处理，处理后部分回用配制压裂液，或者在污水处理厂进行处理后进行外排。

如公开号为CN106477758A，公开日为2017年3月8日的中国专利文献公开了一种页岩气压裂返排液处理回用方法，首先对水基压裂返排液进行一级气浮处理；一级气浮后出水投加阳离子型聚合物后进行二级气浮处理；二级气浮后出水投加碱性物质，充分反应后，经微滤过滤，除去大部分的高价金属离子；再经过中和处理，将pH调至6-9，即得到终产物配水液。经该方法处理后的返排液，COD去除率大于75％，油的去除率大于90％，浊度小于0.1NTU，高价金属离子的去除率大于70％，得到的配水液能够满足配制水基压裂液的要求。

针对页岩气压裂返排液的回用处理，公开号为CN104445522A，公开日为2015年3月25日的中国专利文献公开了一种页岩气回用压裂返排液处理方法，其步骤如下：S1、先检测返排液中的离子含量，控制范围分别是：K⁺≤1500 mg/L 、Ca²⁺≤600 mg/L、Na⁺≤2000 mg/L、Mg²⁺≤1000 mg/L、NH₄⁺≤600 mg/L、总Fe≤25 mg/L，Cl^-≤3000 mg/L 、Al³⁺≤30 mg/L、SO₄^2-≤200 mg/L、COD≤300 mg/L，视为达标，达标的返排液收入容器备用；S2、 在将备用的达标返排液注入地下进行压裂施工之前，采用两种配方进行对比测试；对滑溜水的运动粘度进行评价，该方法尤其适用于地层压裂返排液回收后立即使用或回收后存放时间不超过10天的处理，采用该方法能去除影响返排液回用时的各种机械杂质、离子和细菌等，使处理后的返排液性能满足重复使用的要求可以极大地减少页岩气开发对水资源的消耗，实现降低成本，保护环境的双赢。

以上述专利文献为代表的现有页岩气压裂返排液的回用处理，主要侧重于首先控制压裂返排液中的金属离子达标，然后加入一定比例的降阻剂形成最终注入地下的达标返排液。但是，仍然存在以下不能解决的技术问题：（1）压裂返排液水质标准仅仅满足配制压裂液的水质标准，无法达到配制钻井液的水质标准；（2）无法降低压裂返排液的起泡率，而起泡率会严重影响井筒工作液的性质；（3）回用返排液配制的压裂液无法再次进行重复利用，回用返排液配制的钻井液可进一步重复利用。

发明内容

本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种页岩气压裂返排液处理回用方法，采用本方法能解决现有压裂返排液回用处理方法中所存在的处理后水质标准低、起泡率高、二次重复利用率低的技术问题。经本方法处理的压裂返排液，其流变性能满足现场钻进需求，且成本最低；处理后的页岩气压裂返排液可全部回用，不产生二次污染废弃物。