[发明专利]一种压裂返排液的处理方法及其应用

说明书

本发明属于油田酸化压裂技术领域，具体涉及一种压裂返排液的处理方法及其应用。所述压裂返排液的处理方法，包括以下步骤：（1）对返排液进行深度破胶：向压裂返排液中加入生物酶破胶剂，搅拌后静置24‑72h；（2）二价铁离子沉淀：加入氧化剂，搅拌，再加入氢氧化钠，搅拌；（3）钙镁离子络合：加入钙镁离子络合剂，搅拌；（4）悬浮物和细菌的絮凝：加入聚丙烯酰胺，搅拌；（5）过滤，滤液即为处理后的压裂返排液。同时，本发明还公开了将处理后的压裂返排液用于配置胍胶压裂液的应用。本发明提供的压裂返排液的处理方法，处理后游离钙镁离子矿化度小，亚铁离子浓度小，有机杂质含量少，处理后的返排液附合配制胍胶压裂液的水质要求。

技术领域

本发明属于油田酸化压裂技术领域，具体涉及一种压裂返排液的处理方法及其应用。

背景技术

水力压裂作为一种新井投产前有效的增产稳产技术措施已广泛应用于延长油田，尤其近年来页岩气水平井体积压裂模式日益受到重视，开采规模增大，平均每口井耗水1-3万m³，因此给油田带来很多技术难题：首先延长油田地处丘陵或山区，井场附近人口稠密，地表水亏乏，水源主要为自来水和河水，受季节性影响强，如大规模进行体积压裂作业，压裂施工用水一定会与当地生活、生产用水产生供需矛盾，从而制约了油气藏的开发。其次随着压裂施工井次的不断增多和施工规模的逐渐增大，产生的返排液量逐年增大，例如根据返排液的返排率变化（10%～70%），每口水平页岩气井压裂返排液大约在2000m³左右，压裂返排液组分很复杂，含有大量的未破胶的植物胶及残渣悬、浮物或胶凝剂、细菌、阻垢剂、降阻剂、多功能表面活性剂等化学添加剂、大量的废酸以及无机盐类。这些化学添加剂中有时含有多种有毒且难于生物降解的高分子有机物，有些还含有铬、锆等重金属物质。因此，若不及时处理或处置不当，会造成施工区地表水的污染，甚至会破坏生态环境，也无法循环利用。

另一方面，压裂返排液与淡水比较，虽然具有含油量高、有机物含量高、pH变化大、悬浮物含量高、矿化度高，存在大量的铁细菌、硫酸盐还原菌剂、腐生菌等特点，但这种高矿化度的返排液不但能与地层水配伍好，而且能防止粘土膨胀。若压裂返排液经物理化学方法处理，能达到注水或配制压裂工艺对水质的要求，用处理后的返排液配制压裂液较清水更加有益于对储层的保护、减少污染和降低开发成本。

延长油田长6储层的压裂返排液中钙镁离子矿化度基本都大于3000ppm。目前，压裂返排液的处理方式主要为回注、处理后外排和回用三种方式。现有技术中，多采用聚合铝处理，然后经过过滤等后处理，但是，这种处理方式的清除对象主要是固体悬浮物、微生物和细菌，无法改变钙镁离子矿化度，虽然可以满足油田注水的技术指标，但是不能直接用于配制胍胶压裂液。现有的研究发现，无机盐含量对胍胶的溶解性、配制压裂液的影响较大，增加压裂施工失败的风险。同时，使用聚合铝处理，在压裂返排液中会残留一定的铝离子，铝离子的存在会导致很多聚合物类的压裂液无法配制。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种压裂返排液的处理方法，同时提供该压裂返排液的应用，即将压裂返排液经过处理后，用于配置压裂液。

一种压裂返排液的处理方法，包括以下步骤：

（1）对返排液进行深度破胶：按照5-20ppm的用量向压裂返排液中加入生物酶破胶剂，搅拌30 min，然后静置24-72h；

（2）二价铁离子沉淀：按照0.01-0.5%的用量向步骤（1）处理过的压裂返排液中加入氧化剂，搅拌10-30min，再按照0.005-0.03%的用量加入氢氧化钠，搅拌30 min；

（3）钙镁离子络合：按照0.005-0.5%的用量向步骤（2）处理过的压裂返排液中加入钙镁离子络合剂，搅拌30 min；

（4）悬浮物和细菌的絮凝：按照0.001-0.02%的用量向步骤（3）处理过的压裂返排液中加入聚丙烯酰胺，搅拌40 min；