“水质调节-絮凝-O3氧化”工艺处理胍胶压裂返排液及回用技术

第36卷第2期2019年6月25日油田化学OilfieldChemistryVol.36No.225June，2019文章编号：1000-4092（2019）02-215-04“水质调节-絮凝-O3氧化”工艺处理胍胶压裂返排液及回用技术*马振鹏1，李辉1，杨志刚1，余甜甜2，马天奇1，张淑侠1（1.陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院，陕西西安710075；2.北京市昌平区水务局污水治理中心，北京昌平102200）摘要：基于对延长油田某油井的胍胶压裂返排液的水质特性分析，采用“水质调节-絮凝-O3氧化”工艺对该压裂返排液进行处理，通过实验探索各工艺参数对处理效果的影响，并考察了处理后返排液回配滑溜水压裂液的性能。先将压裂返排液的pH值调至9.0，然后加入800mg/L絮凝剂IF-A和1.0mg/L助凝剂FA-B，再在通臭氧量30mL/min处理500mL返排液的情形下通气处理40min。处理后水质呈无色、清澈透明状，SS含量小于3.00mg/L，Fe离子含量0.5mg/L以下，黏度降至1.28mPa·s，细菌含量低。用处理液回配滑溜水压裂液的各项性能与用自来水配制的滑溜水压裂液性能相近，符合DB.61/T575—2013《压裂用滑溜水体系》标准，满足滑溜水压裂液配制用水要求。图3表2参11关键词：胍胶；压裂返排液；絮凝；臭氧氧化；滑溜水压裂液中图分类号：TE357.1+2文献标识码：ADOI：10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.02.005*收稿日期：2018-09-16；修回日期：2019-02-15。作者简介：马振鹏（1986-），男，工程师，中国石油大学（北京），环境工程专业硕士（2014），主要从事油气田环境保护方面相关研究，通讯地址：710075西安市科技二路75号陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院，E-mail：jackma87@126.com。低渗透油气藏成为勘探开发最重要的领域之一，资料表明，低渗透油藏已占当年油气探明储量的四分之一以上，国内外的实践证明水力压裂是现阶段开采低渗透油气藏无可取代的技术，对于油气田稳产、增产起到重要作用［1］。压裂过程中需水量巨大，据报道通常单井的压裂需水量在几千方至上万方，致使压裂返排液产生量达数千方。通常压裂液由稠化剂、交联剂、黏土稳定剂和助排剂等有机、无机药剂组成［2］。近段时间以来，胍胶体系压裂液因其具有较好的携砂性能、滤失控制性能和流变控制特性被广泛用于压裂增产，创造很好的增油增气效果。大量胍胶压裂液的使用致使其返排液具有产量大、污染物浓度高、成分复杂、乳化严重和体系稳定等特点，相比常规油田生产污水处理难度大幅增加［3］。因此针对胍胶体系压裂返排液开发低成本、高效率的处理后回用工艺，形成高效环保的压裂返排液回用处理技术，对于保护生态环境，节约水资源具有重要意义［4-5］。本文采用“水质调节-絮凝-O3氧化”工艺对压裂液返排液进行处理，探索了各工艺参数对处理效果的影响，考察了用处理后的返排液回配滑溜水压裂液的性能。1实验部分1.1材料与仪器硫酸亚铁、盐酸、氢氧化钠、重铬酸钾、硝酸银、硫酸铁、硫酸银、氯化钾，分析纯，西安化学试剂厂。减阻剂ZYHL-1，工业品，东营琢玉能源科技有限责任公司；助排剂B-1003，工业品，广东中联邦精细化工有限公司；杀菌剂RX-503，工业品，陕西日新石油化工有限公司；絮凝剂IF-A、絮凝剂IF-F、絮凝剂IF-S、助凝剂FA-B、助凝剂FA-Y、助凝剂FA-E，均为本单位自主研发。快速细菌测试瓶，北京华兴化学试剂厂；腐蚀挂片，20#钢，扬州科力环保设备有限公司。油田化学2019年ZNN-D6S型六速旋转黏度计（北京路业通达科技有限公司）；ICS5000型离子色谱仪（美国戴安公司）；ZR-6型六联混凝试验搅拌器（上海标卓科学仪器有限公司）；0300822J便携式浊度计（美国哈希公司）；MicrotracS3500型激光粒度仪（美国麦奇克有限公司），SPECORD200型紫外分光光度计（德国耶拿公司）；CF-YG-20型臭氧发生器（北京山美水美环保高科技有限公司）。1.2实验方法胍胶压裂返排液水质分析方法参照SY/T5329—2012《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》执行［6］；滑溜水压裂液性能（包含pH值、表观黏度、表面张力、界面张力、配伍性、黏土防膨率、降阻率、岩芯基质渗透率损害率等性能）按照标准DB.61/T575—2013《压裂用滑溜水体系》［7］进行测试。取500mL的返排液，加入NaOH调节pH值至9，反应1min，先加入絮凝剂并快速搅拌2min，再加入助凝剂慢速搅拌3min后静置，测定上层清液中悬浮物（SS）的含量，以确定絮凝剂与助凝剂最佳种类与投加量，最后进行臭氧氧化处理，根据处理液的黏度变化确定