油田壓裂返排液處理技術研究進展

李澤漢

摘 要：作為我國國民經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，石油工業(yè)對于我國的經(jīng)濟發(fā)展具有不可替代的推動作用。正是由于石油工業(yè)對我國經(jīng)濟的促進作用，各個行業(yè)對于石油資源的需求量不斷增加，石油工業(yè)則相應的研發(fā)和利用了一種高效的水力壓裂油田增產(chǎn)技術，進一步擴大了油田儲存的裂縫網(wǎng)絡范圍，大大增加和提高了油田開采的產(chǎn)量和開采效率。

關鍵詞：油田;壓裂;返排液;處理技術

現(xiàn)階段，油田的壓裂作業(yè)主要采用多井同步的拉鏈式作業(yè)方式，由同一個平臺來對多個水平井的流水線進行部署和控制，此種作業(yè)方式的作業(yè)時間和作業(yè)效率都得到了有效的縮短和提高，這不可避免的會涉及到大量反排液的使用和處理，如若反排液處理不當，有一定可能性會導致各類環(huán)境污染的問題，這就對油田壓力反排液的處理和回用技術提出了更高的要求。

一、油田壓裂返排液處理再利用技術的研究現(xiàn)狀

油田壓裂施工技術屬于一種高密度型的用水施工工程，同一次壓裂施工中的壓裂液使用質量會依據(jù)其儲層和液體性質的不同而存在差異，并且隨著油田井段深度和壓裂段數(shù)目的增加，壓裂液的用水量會發(fā)生較大的變化。壓裂液中所含有的減阻劑、穩(wěn)定劑、表面活性劑和殺菌劑化學物質能夠有效的改造儲層[1]，因此壓裂液的返排液具有一定的回收必要性。在此過程結束后，將會有一到七成的壓裂液會返排回流至地表，形成成分復雜的壓裂返排液，這部分壓裂返排液主要來源與壓裂液和地層中含有的相關物質。

目前，國內(nèi)的石油行業(yè)對于壓裂返排液主要的處理方式是回注，主要采用化學方式來對返排液進行集中的處理，以加藥絮凝和過濾等預處理方式來使返排液符合回注標準。但這種方式有一定的可能性存在二次污染的問題，沒有根本上處理返排液中所含有的污染性物質。由于壓裂施工所開發(fā)的多為新開發(fā)致密油和低滲透油田，其產(chǎn)生的返排液往往在附近沒有相符的回注井，實際的應用范圍具有較大的局限性[2]。

二、油田壓裂返排液處理的影響因素

返排液中對壓裂液配制有影響的各類元素并不能完全去除，經(jīng)由多次使用后不可避免的會出現(xiàn)元素的高含量沉積，這對于返排液的多次回用和壓裂液的重新配置有著較強的不利影響。綜合來說，在壓裂返排液處理的技術液體內(nèi)，對重新配置的壓裂液有影響的元素主要有以下五個部分。

2.1硼元素含量

返排液中的硼元素是壓裂液配置過程中的交聯(lián)劑，對于壓裂液粘度的影響較大，常規(guī)的處理技術難以完全地將返排液中的硼元素進行去除，這就會對壓裂液的重新配置起到不良影響。少次少量硼元素的存在對于壓裂液重新配置的影響程度較小，但多次累積回用的返排液中會聚集和累積大量的硼元素，會直接威脅到壓裂液膠體性能的發(fā)揮。

2.2易溶性金屬離子含量

在返排液處理的過程中，Na+和K+ 等易溶性金屬離子的去除難度較大，多采用蒸發(fā)、膜過濾等技術來處理，返排液多次回用后仍然會出現(xiàn)較大含量的累計和聚集， Na+和K+的聚集會讓壓裂液分子在水溶液內(nèi)的流體學半徑減小，導致壓裂液粘度發(fā)生降低，同時也會影響其膠體、耐剪切和耐溫等性能。

2.3Fe2+和 Fe3+離子含量

由于壓裂液作用體系內(nèi)存在一定的氧化還原反應，F(xiàn)e2+和 Fe3+之間會發(fā)生相互轉化，但二者對于返排液回用配制的壓裂液性能的影響卻不盡相同。當返排液中的Fe2+ 超標時，會引起壓裂液中的部分成分出現(xiàn)降解，導致壓裂液基液粘度的迅速下降;當返排液回用配制的壓裂液中的Fe3+ 超標時，F(xiàn)e3+ 的交聯(lián)會導致壓裂液基液粘度上升。

三、油田壓裂返排液處理技術應用探討

油田壓裂返排液的再利用主要是采用合適的水處理技術，來實現(xiàn)對返排液配制壓裂液的反復使用，能夠有效的降低油田現(xiàn)場施工的資源需求量，進一步提高壓裂施工工作的安全性和環(huán)保性。油田壓裂返排液的處理技術主要可分為深度處理和常規(guī)處理兩種，深度處理技術處理后的返排液可直接進行壓裂液的配置，但其工作量和占地面積較大;而常規(guī)處理技術的技術流程相對簡單，但處理后的返排液需要與清水進行調(diào)配后才可進行壓裂液的配置。

3.1深度處理技術

在對整個壓裂返排過程中各因素對于返排液回用配置壓裂液性能影響的基礎上，主要可采用深度的沉降、氧化，絮凝和過濾等綜合方法來進行返排液的深度處理，處理完成后可直接用于壓裂液和回注液的配制，主要在前期和后期兩個階段對于壓裂返排液進行適用處理。

在前期的返排液處理過程中，應進行充分的預氧化、除硼和PH調(diào)節(jié)。主要采用沉砂技術、預氧化技術、PH調(diào)節(jié)技術、無機與有機高分子絮凝技術、粘土處理技術、二次氧化技術和除硼技術，主要的技術流程如下圖1。

在后期的返排液處理過程中，處理的難度相對減少，主要針對液體濁度較高的問題來進行深度處理，可采用沉砂技術、PH調(diào)節(jié)技術和無機與有機高分子絮凝劑處理技術來進行后期處理工作。

四、結語

綜上所述，壓裂返排液的處理和回用逐漸成為了石油行業(yè)研究的重點問題，同時也是油田開采過程中較為重要的應用技術之一。行之有效的壓裂返排液理和回用技術能夠有效緩解或解決油田儲層開發(fā)和生產(chǎn)過程中的資源浪費、生態(tài)污染和開采效率低等問題，從而全面提升油田開采的產(chǎn)量和效率，推動油田開采技術的全面發(fā)展和進步，為我國石油開發(fā)產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展打好堅實的基礎。

參考文獻：

[1]董沅武，柳建新，顏回香，陳金建，龍遠.壓裂返排液中殘余硼的清除方法研究進展[J/OL].應用化工：1-8[2020-09-02].https：//doi.org/10.16581/j.cnki.issn1671-3206.20200722.011.

[2]張紅杰，王景，趙俊，祁健，王鵬.致密氣壓裂返排液回收利用技術研究[J].石油化工應用，2020，39（06）：37-41.