[发明专利]煤层气田产出水的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤层气田产出水的处理方法。

背景技术

随着世界原油不断减少，世界常规能源供给形势日益严峻，国际上逐渐把发展非常规能源作为能源发展的主要议题。其中煤层气可以成为石油和天然气等常规能源的重要补充，有望成为接替煤炭、石油和天然气等常规能源的新能源资源。

煤层气的开发具有热值高、污染少、安全性高的特点。但是，开发煤层气面临一系列的挑战，包括经济、地质、后勤和作业各方面的问题，其中一个主要问题是产出水的处理。

煤层产出水是煤层气生产的副产品，是一种含有溶解盐、溶解气体、非水液体和固体颗粒等杂质的多相体系。最常用的产出水处理方式是排入地表水系(例如河流)和注入深井，其它方法包括土地灌溉等。但是，在将产出水排放到河流或用于农田灌溉之前一般需要对其进行处理，否则可能对环境产生不良影响。

处理产出水的现有技术中存在的问题是，一方面，能耗大；另一方面，产出水没有得到有益的利用，造成水资源的浪费。

目前，煤层气开采初期需要向地下的煤层气田注入压裂液。压裂液的主要成分为氯化钾、表面活性剂等。用于水力压裂的压裂液性能对压裂起着重要作用，因此对压裂液的性能如增粘性、悬浮性、滤失性、摩阻损失、稳定性、地层伤害等方面均有严格的要求。

基于上述情况，现在仍然需要改进的处理产出水的方法，该方法能耗小，并可以有效地利用产出水。同时，还需要改进的配制压裂液的方法，通过该方法配制的压裂液具有与现有技术中的压裂液相当或更好的性能，并对地层或煤层伤害较小或没有伤害。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种处理煤层气田产出水的方法，该方法耗能少，对环境友好，并可充分利用废水资源。

本发明涉及以下各个方面：

1.煤层气田产出水的处理方法，其特征在于将至少一部分产出水用作开采煤层气所用的压裂液。

2.如前述1所述的煤层气田产出水的处理方法，其中将至少一部分、直至全部产出水浓缩，将获得的浓缩水用作开采煤层气所用的压裂液。

3.如前述2的煤层气田产出水的处理方法，其中所述浓缩通过选自蒸馏法、电渗析法和反渗透法中的至少一种方法进行。

4.如前述2的煤层气田产出水的处理方法，其中所述浓缩通过反渗透法进行。

5.如前述2至4任一项所述的煤层气田产出水的处理方法，其中浓缩水的矿化度是所述浓缩处理之前产出水的矿化度的至少3倍，或者浓缩水中氯化钾的含量为15至40毫克/升，优选20至35毫克/升，更优选20至30毫克/升。

6.如前述1至5任一项所述的煤层气田产出水的处理方法，其中基于压裂液的总重量，压裂液包含0.1至1.0重量％、优选0.3至0.7重量％、例如0.5重量％的表面活性剂，和0.01至0.1重量％、优选0.01至0.06重量％、例如0.03重量％的杀菌剂。

7.如前述6所述的煤层气田产出水的处理方法，其中所述表面活性剂选自离子型、非离子型、两性表面活性剂中的至少一种，所述杀菌剂选自有机化合物类杀菌剂中的至少一种。

8.如前述6或7所述的煤层气田产出水的处理方法，其中基于压裂液的总重量，压裂液包含0.4％至1.0％的增稠剂。

9.如前述8所述的煤层气田产出水的处理方法，其中所述增稠剂选自天然植物胶及其衍生物、纤维素衍生物和合成水溶性聚合物中的至少一种。

10.如前述1至9任一项所述的煤层气田产出水的处理方法，其中将所述压裂液用于在本地的煤层气开采。

具体实施方式

本发明涉及一种有效地处理煤层气田产出水的方法，其中将至少一部分、例如高于50重量％、直至全部的产出水用作压裂液，用于开采煤层气。

由于将至少一部分、直至全部产出水用作开采煤层气时所用的压裂液，因而减少了需要经过处理然后才能排放的产出水的量，减轻了对处理设备和能量的依赖，还可以为压裂液的配制提供了水源。

在本发明一个优选实施方案中，将至少一部分、例如高于50重量％、直至全部的产出水浓缩，然后将获得的浓缩水用作开采煤层气所用的压裂液。该浓缩可以通过选自蒸馏法、电渗析法和反渗透法中的至少一种方法进行。

蒸馏法又称为蒸发法，其原理是将原产出水加热汽化，再使蒸汽冷凝而得纯水。蒸馏法又分为多级闪蒸法、多效蒸馏法、压汽蒸馏法等。本领域技术人员可根据需要选择合适的蒸馏法。