壓裂返排液處理技術研究

趙俊勇

摘要：壓裂技術已成為油田穩產增產的一項核心技術，在壓裂作業過程中所產生的返排液已成為當前油層水體污染主要來源之一，我國在《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020）》中對所有工業污染物的排放實施了強制性的標準要求，且隨著國家對石油化工領域內環保要求越來越嚴格，因此，如何妥善解決壓裂返排液已成為當下一項重要的工作。本文對壓裂返排液的產生及存在的問題進行了分析，闡述了壓裂返排液的危害，綜述了國內外壓裂返排液現有的處理方法，為促進油田壓裂返排液處理再利用研究提供一定的思路。

關鍵詞：壓裂;返排液;重復利用

1壓裂返排液的產生及存在的問題

壓裂GO 藝是油井增產的一項主要措施在各油田普遍采用。其中最常用的是水基壓裂液，它具有高黏度、低摩阻、懸砂性好、對地層傷害小等優點現已成為主要壓裂液類型。

油田壓裂返排液的水質特征見表1，由表1可見，油井壓裂過程中產生的返排壓裂液具有污染物成分復雜、濃度高、黏度大，處理難度大，是油田較難處理污水之一。如不處理直接進入集輸流程，會嚴重干擾后續流程，嚴重影響到油田生產，導致設備堵塞、油田下降，環保不達標等諸多問題。

2國內外壓裂返排液處理技術現狀

2.1國外處理技術現狀

近年來，國外研究開發出一些壓裂返排液處理的新技術，這些新技術能有效處理返排液中原油、懸浮物以及難降解有機物的物質，處理后的返排液均能達到重復利用要求和排放標準。

①MVR蒸餾技術。該技術是重新利用二次蒸汽能量，從而減少對外界能源需求的一項節能技術。主要去除壓裂返排液中的重金屬離子，從而降低返排液總礦化度;

②電絮凝技術。該技術是利用電能的作用，在反應過程中同時具有電凝聚、電氣浮和電化學的協同作用，主要去除壓裂返排液中的懸浮物和重金屬離子;

③臭氧催化氧化技術。該技術是利用臭氧與活性炭聯用的處理技術，主要利用臭氧超強的氧化能力來去除壓裂返排液中的難降解有機物和細菌;

④MI SWACO技術。該技術利用過濾器去除水中若干微米尺寸粒徑的微粒，通過化學沉淀除去溶解于返排液中的鈣、鎂、鐵、鋇等金屬離子;

⑤Clean Wave技術。該技術通過紫外線殺菌，利用電絮凝使懸浮物絮凝，最后通過過濾除去絮體。

2.2國內處理技術現狀

目前國內對壓裂返排液的處理方法主要為自然風干和“六步法”工藝處理。

自然風干是將返排液儲存在專門的返排液池中，通過與空氣接觸將返排液中的液體蒸發，最后在指定地點填埋。但這種處理方式耗時較長，且重金屬、酚、醛類污染物含量較高，污染地層。

“六步法”工藝是指：沉降、萃取、電絮凝、混凝、氧化、吸附。其主要流程首先是沉降，返排液進入調質緩沖池內進行簡單的均質處理后加入處理化學藥劑進行萃取，達到降低黏度等目的;然后再進行電絮凝處理技術，該技術可有效去除了返排液污染物;經過電絮凝后，投加混凝劑使液體中膠體粒子發生碰撞、聚結成較大顆粒體從水相分離而去除，優化電絮凝處理結果;第五步需進行氧化處理，通過氧化還原反應，進一步去除水中污染物，對水中的有機污染物進行氧化分解，破壞膠體穩定性，壓裂返排液的黏度進一步降低;最后利用經高溫炭化和活化而制成的疏水性活性炭進行吸附去除返排液中的污染物，以達到處理達標。

通過以上工藝處理后將返排液回注到地層中。此類方法雖有較為理想的處理效果，但工藝流程復雜。

由此看出，目前國內對于壓裂返排液的處理還沒有形成系統的有效解決方法。從壓裂技術的生產成本、環境保護方面考慮，水資源的重復利用將是未來發展的趨勢。因此提高壓裂返排液中水資源的重復利用率.才是降低處理成本，減少相關污染物的有效途徑。我國在用的返排液再利用體系有常規胍膠壓裂返排液再利用體系和低分子聚合物稠化劑體系：

①常規胍膠壓裂返排液重復利用體系是通過離子屏蔽和氧化還原技術，去除返排液中殘留的破膠劑和金屬離子，采用壓裂液性能恢復技術和復配交聯促進技術，使返排液性能恢復到壓裂施工所需的要求;

②低分子聚合物稠化劑體系是通過暫時性鏈接反應動態地改變化學鏈結構，改善攜砂能力滿足施工需要，施工結束后采用聚合物網絡結構破壞與恢復技術使體系的交聯和破膠可逆，稠化劑及各種化學添加劑不發生質的變化，從而實現返排液回收處理后，可以作為壓裂液而再次使用。

3結論

壓裂是油田儲層改造增產的重要手段，隨著體積壓裂等大規模壓裂增產施工工藝技術的推廣，壓裂液的用量越來越大，壓裂施工后返排液的量也隨之大幅增加。從壓裂的生產成本、環境保護發面考慮，重復利用壓裂返排液中的有效成分，節約配液用水和化學劑的用量將是未來發展的必然趨勢。

參考文獻：

[1]馬云龍，油田廢壓裂液的危害及其處理技術研究進展[J].石油化工用，2009，12（8）：11-13.

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