[发明专利]天然气井返排压裂液回收处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种天然气井加砂压裂改造后对压裂返排液进行回收处理的方法。

背景技术

    加砂压裂改造是天然气井提高产能的重要技术工艺，特别是对于低渗致密及非常规气藏，已经成为该类气井获得产能的必要技术手段。随着各油气田气井数量的增多、水平井的广泛应用，以及加砂压裂改造技术的发展，压裂液的用量越来越大，直接导致压裂后返排压裂液的量逐年增加。由于压裂返排液中含有大量化学成分（如多种有机成分、杀菌剂、助排剂、交联剂、破胶剂等），作为废液其处理难度大、成本高，对于目前油气田常用的废液处理方式外排和回注而言，安全环保风险较大。因此，压裂返排液的处理回收再利用为解决这一问题提供了重要的技术思路。

目前对压裂液的回收技术已有许多研究和报道。如，中国专利公开号CN 1699499A报道了一种可以回收再利用的低分子环保型压裂液及其回收液的利用；CN102391850A（申请号201110238850.1）报道了一种应用于天然气井的回收压裂液； CN102851018A（申请号201210346200.3）包括了一种可回收表面活性剂的压裂液等。这些文献虽为实现压裂液的重复回收利用而提供了相应的压裂液体系，但均未涉及返排压裂液的净化处理技术。由于在实际现场应用中压裂液进入井筒、压入地层后，返排出来的液体中会含有如挤压破碎的陶粒、地层破碎的砂粒和粘土、井筒和地层中的钻井液残留物等大量的固体杂质，以及可能带出地层的微量地层凝析油，因而无论何种压裂液回收体系，都需要对返排液中的残余物质进行清除，才能保证压裂返排液达到新配液体的水质指标，以避免新配压裂液后仍存在的固体杂质丢储层造成伤害，从而影响增产效果。

针对返排压裂液处理，有采用沉降方式进行处理的报道，采用由气液分离器、一级沉降池、二级沉降池、返排压裂液储罐和压裂液储罐等构成的系统，通过一级沉降池沉降2～5小时以上以除去大颗粒杂质，二级沉降池沉降5小时以上除去细颗粒杂质。由于其沉降所需时间较长，完成沉降全过程需要7～10小时以上，因此无法实现连续处理，且所需储液罐较多。同时，由于返排压裂液具有一定粘度，悬浮能力较强，当压裂返排液中细微的粘土含量较多时，会长时间悬浮在液体中，依靠自然沉降所需时间将更长或难以实现沉降，势必会影响微细杂质的去除率。

除自然沉降外，目前采取的返排压裂液处理方式还包括絮凝沉降法，以及由旋流除砂器、消泡罐、斜管沉降罐进行组合处理的方式。絮凝沉降可采用加药沉降或电絮凝的方式进行，有助于提高沉降速度，提高细小杂质的除去率，但由于絮凝后仍需要进行静止停待，处理仍无法实现连续运作，且处理时间仍较长。同时由于絮凝剂的加入，将可能影响后续配制压裂液的性能。而该组合处理方式则由于压裂返排的粘度，较清水更容易悬浮微小固体杂质，采用旋流和斜管将难以去除100μm以下的细微固体杂质，而该类微细固体杂质一旦进入新配压裂液中，将对储层孔喉产生堵塞效应，影响增产改造效果。

发明内容

    鉴于此，本发明提供了一种天然气井返排压裂液回收处理方法，可以有效解决上述问题。

本发明天然气井返排压裂液回收处理方法，是采用由不同的物理方式进行分级处理实现的。首先，通过对天然气井压裂改造后的返排压裂液进行检测和分析后，将氯离子含量≤3000ppm，且粘度≥3mPa·s的压裂返排液（不符合此要求时表明已有较多地层水掺入压裂返排液中，不适宜采用本发明方法处理，以避免产出的地层水对新配液体性能的影响），以旋流分离方式进行固液分离，除去大部分的大颗粒固体杂质。所说的旋流分离处理，可以在目前常用的旋流除砂器等设备中进行。然后，将与固形物分离后的液体，再依次用滤径由大到小的过滤介质至少过滤两次，其中至少末次过滤用的过滤介质应为含有纤维球填料的过滤网，以除去微细的粘土、砂及少量的油，得到粒径≤30μm的固形颗粒物含量≤0.02w%，且无油污的回收液体，达到重复再利用的条件。