压裂返排液处理技术研究

赵俊勇

摘要：压裂技术已成为油田稳产增产的一项核心技术，在压裂作业过程中所产生的返排液已成为当前油层水体污染主要来源之一，我国在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》中对所有工业污染物的排放实施了强制性的标准要求，且随着国家对石油化工领域内环保要求越来越严格，因此，如何妥善解决压裂返排液已成为当下一项重要的工作。本文对压裂返排液的产生及存在的问题进行了分析，阐述了压裂返排液的危害，综述了国内外压裂返排液现有的处理方法，为促进油田压裂返排液处理再利用研究提供一定的思路。

关键词：压裂;返排液;重复利用

1压裂返排液的产生及存在的问题

压裂GO 艺是油井增产的一项主要措施在各油田普遍采用。其中最常用的是水基压裂液，它具有高黏度、低摩阻、悬砂性好、对地层伤害小等优点现已成为主要压裂液类型。

油田壓裂返排液的水质特征见表1，由表1可见，油井压裂过程中产生的返排压裂液具有污染物成分复杂、浓度高、黏度大，处理难度大，是油田较难处理污水之一。如不处理直接进入集输流程，会严重干扰后续流程，严重影响到油田生产，导致设备堵塞、油田下降，环保不达标等诸多问题。

2国内外压裂返排液处理技术现状

2.1国外处理技术现状

近年来，国外研究开发出一些压裂返排液处理的新技术，这些新技术能有效处理返排液中原油、悬浮物以及难降解有机物的物质，处理后的返排液均能达到重复利用要求和排放标准。

①MVR蒸馏技术。该技术是重新利用二次蒸汽能量，从而减少对外界能源需求的一项节能技术。主要去除压裂返排液中的重金属离子，从而降低返排液总矿化度;

②电絮凝技术。该技术是利用电能的作用，在反应过程中同时具有电凝聚、电气浮和电化学的协同作用，主要去除压裂返排液中的悬浮物和重金属离子;

③臭氧催化氧化技术。该技术是利用臭氧与活性炭联用的处理技术，主要利用臭氧超强的氧化能力来去除压裂返排液中的难降解有机物和细菌;

④MI SWACO技术。该技术利用过滤器去除水中若干微米尺寸粒径的微粒，通过化学沉淀除去溶解于返排液中的钙、镁、铁、钡等金属离子;

⑤Clean Wave技术。该技术通过紫外线杀菌，利用电絮凝使悬浮物絮凝，最后通过过滤除去絮体。

2.2国内处理技术现状

目前国内对压裂返排液的处理方法主要为自然风干和“六步法”工艺处理。

自然风干是将返排液储存在专门的返排液池中，通过与空气接触将返排液中的液体蒸发，最后在指定地点填埋。但这种处理方式耗时较长，且重金属、酚、醛类污染物含量较高，污染地层。

“六步法”工艺是指：沉降、萃取、电絮凝、混凝、氧化、吸附。其主要流程首先是沉降，返排液进入调质缓冲池内进行简单的均质处理后加入处理化学药剂进行萃取，达到降低黏度等目的;然后再进行电絮凝处理技术，该技术可有效去除了返排液污染物;经过电絮凝后，投加混凝剂使液体中胶体粒子发生碰撞、聚结成较大颗粒体从水相分离而去除，优化电絮凝处理结果;第五步需进行氧化处理，通过氧化还原反应，进一步去除水中污染物，对水中的有机污染物进行氧化分解，破坏胶体稳定性，压裂返排液的黏度进一步降低;最后利用经高温炭化和活化而制成的疏水性活性炭进行吸附去除返排液中的污染物，以达到处理达标。

通过以上工艺处理后将返排液回注到地层中。此类方法虽有较为理想的处理效果，但工艺流程复杂。

由此看出，目前国内对于压裂返排液的处理还没有形成系统的有效解决方法。从压裂技术的生产成本、环境保护方面考虑，水资源的重复利用将是未来发展的趋势。因此提高压裂返排液中水资源的重复利用率.才是降低处理成本，减少相关污染物的有效途径。我国在用的返排液再利用体系有常规胍胶压裂返排液再利用体系和低分子聚合物稠化剂体系：

①常规胍胶压裂返排液重复利用体系是通过离子屏蔽和氧化还原技术，去除返排液中残留的破胶剂和金属离子，采用压裂液性能恢复技术和复配交联促进技术，使返排液性能恢复到压裂施工所需的要求;

②低分子聚合物稠化剂体系是通过暂时性链接反应动态地改变化学链结构，改善携砂能力满足施工需要，施工结束后采用聚合物网络结构破坏与恢复技术使体系的交联和破胶可逆，稠化剂及各种化学添加剂不发生质的变化，从而实现返排液回收处理后，可以作为压裂液而再次使用。

3结论

压裂是油田储层改造增产的重要手段，随着体积压裂等大规模压裂增产施工工艺技术的推广，压裂液的用量越来越大，压裂施工后返排液的量也随之大幅增加。从压裂的生产成本、环境保护发面考虑，重复利用压裂返排液中的有效成分，节约配液用水和化学剂的用量将是未来发展的必然趋势。

参考文献：

[1]马云龙，油田废压裂液的危害及其处理技术研究进展[J].石油化工用，2009，12（8）：11-13.

[2]万里平.油田压裂液无害化处理实验研究[J].石油地质与工程，2012.14（6）：39-42.