一種頁(yè)巖氣回用壓裂返排液處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種頁(yè)巖氣回用壓裂返排液處理方法，其步驟如下：S1.在返排液儲(chǔ)存之前，先加入反硝化細(xì)菌NRB；S2.在配制滑溜水前，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)返排液進(jìn)行離子含量檢測(cè)，控制范圍在：K+≤1500mg/L、Ca2+≤600mg/L、Na+≤2000mg/L、Mg2+≤1000mg/L、NH4+≤600mg/L、總Fe≤25mg/L，Cl-≤3000mg/L、Al3+≤30mg/L、SO42-≤200mg/L、COD≤300mg/L，視為達(dá)標(biāo)；S3.在將備用的達(dá)標(biāo)返排液注入地下進(jìn)行壓裂施工之前，進(jìn)行對(duì)比測(cè)試；對(duì)滑溜水的運(yùn)動(dòng)粘度進(jìn)行評(píng)價(jià)，本方法尤其適用于地層返排液回收后存放時(shí)間超過10天的處理，采用本方法能去除影響返排液回用時(shí)的各種機(jī)械雜質(zhì)、離子和細(xì)菌等，使處理后的返排液性能滿足重復(fù)使用的要求可以極大地減少頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)水資源的消耗，實(shí)現(xiàn)降低成本，保護(hù)環(huán)境的雙贏。
【專利說明】一種頁(yè)巖氣回用壓裂返排液處理方法
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及石油天然氣頁(yè)巖儲(chǔ)藏壓裂開采【技術(shù)領(lǐng)域】，確切地說涉及一種頁(yè)巖氣回用壓裂返排液的處理方法，適用于地層返排液回收后存放時(shí)間超過10天的處理。

【背景技術(shù)】
[0003]在石油天然氣的開采過程中，壓裂是油氣井增產(chǎn)和水井增注的主要措施之一，是油氣田勘探和開發(fā)不可缺少的一項(xiàng)重要技術(shù)手段。無論是常規(guī)儲(chǔ)藏采用的加砂壓裂增產(chǎn)措施、還是近兩年在國(guó)內(nèi)進(jìn)行的大規(guī)模頁(yè)巖氣開采技術(shù)都需要配制大量施工液體。因此，對(duì)于大規(guī)模的水力壓裂不僅對(duì)我國(guó)短缺的淡水資源造成壓力，而且生成的大量返排廢液對(duì)環(huán)境造成很大的壓力，經(jīng)過處理重復(fù)使用既能節(jié)約水資源又能減小對(duì)環(huán)境的污染，因此開展壓裂返排液處理回用技術(shù)研宄意義重大。
[0004]中國(guó)頁(yè)巖氣開采處于起步階段，在改造技術(shù)方面主要借鑒了美國(guó)頁(yè)巖氣開采方面的技術(shù)。頁(yè)巖氣儲(chǔ)層水力壓裂的單井施工用液量往往多達(dá)幾萬(wàn)方，生成的大量返排廢液對(duì)環(huán)境造成很大的壓力，排放也造成資源浪費(fèi)，必須經(jīng)過處理重復(fù)使用。美國(guó)頁(yè)巖氣鉆探中，已有約70%的水來自水力壓裂再利用的水。我國(guó)對(duì)于頁(yè)巖氣的開發(fā)處于起步階段，為了應(yīng)對(duì)大規(guī)模壓裂作業(yè)帶來的環(huán)境和再生資源利用問題，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)頁(yè)巖氣壓裂作業(yè)返排液真正意義上的重復(fù)利用，確保頁(yè)巖氣開采的可持續(xù)發(fā)展，探索實(shí)施一種壓裂液返排液處理再利用的新技術(shù)迫在眉睫。現(xiàn)在，頁(yè)巖氣藏多采用平臺(tái)建設(shè)，采用工廠化壓裂模式，一個(gè)平臺(tái)將用到壓裂滑溜水3?6萬(wàn)方，滑溜水配方簡(jiǎn)單，但返排液成分復(fù)雜。因此，分析頁(yè)巖氣儲(chǔ)層水力壓裂后不同階段返排液的性能，研宄返排液重復(fù)使用的影響因素，并經(jīng)過處理，使處理后的返排液性能滿足重復(fù)使用的要求可以極大地減少頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)水資源的消耗，實(shí)現(xiàn)降低成本，保護(hù)環(huán)境的雙贏。
[0005]通過查新，在專利文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)查閱到相關(guān)專利共8個(gè)，分別是專利申請(qǐng)?zhí)?00910071306.5 ;專利號(hào)申請(qǐng)?zhí)?00920246228.3 ;專利號(hào)申請(qǐng)?zhí)?01010237746.6 ;專利號(hào)申請(qǐng)?zhí)?01120570680.2 ;專利號(hào)申請(qǐng)?zhí)?01320145527.4 ;專利號(hào)申請(qǐng)?zhí)?01320425803.2 ；專利號(hào)申請(qǐng)?zhí)?01320475827.9 ;專利號(hào)申請(qǐng)?zhí)?01310693266.4。所列專利項(xiàng)主要涉及油田增產(chǎn)常規(guī)植物膠壓裂返排液檢測(cè)或處理裝置或回用方法，沒有涉及頁(yè)巖氣藏滑溜水壓裂返排液檢測(cè)、處理和重復(fù)利用技術(shù)。
[0006]現(xiàn)在頁(yè)巖氣藏采用工廠化壓裂技術(shù)，不再使用常規(guī)氣藏增產(chǎn)的植物膠(胍膠)壓裂液，而是采用滑溜水加砂壓裂?；锼畨毫杨愃朴谇逅畨毫?，但相當(dāng)于清水其施工泵注摩阻可以降低70%，可以實(shí)現(xiàn)施工過程中大排量注入?；锼浞胶?jiǎn)單，具有優(yōu)良的降阻、助排、穩(wěn)粘性能，液體成本低廉，同時(shí)，引入儲(chǔ)層液體成分單一，可以最大限度的減小地層傷害。而滑溜水返排液由于受到地層巖石吸附和儲(chǔ)層污染，成分變得較為復(fù)雜，返排液復(fù)雜的成分會(huì)影響其再次使用性能，特別是返排液中的金屬離子，會(huì)影響陰離子型降阻劑的分散溶解降阻性能，甚至出現(xiàn)絮凝現(xiàn)象。返排液在重復(fù)使用前需要經(jīng)過分析檢測(cè)和處理，才能進(jìn)行補(bǔ)充添加劑配制成有效的滑溜水用于下一井次的施工壓裂。同時(shí)，不同儲(chǔ)層不同井次的殘液返排速度不同，返排液收集和存放的時(shí)間不同，短則一邊排放一邊收集使用，長(zhǎng)則收集存放長(zhǎng)達(dá)數(shù)月甚至I年，在存放過程中，液體會(huì)嚴(yán)重變質(zhì)，特別是產(chǎn)生大量細(xì)菌，硫酸鹽還原菌SRB是最典型的破壞性細(xì)菌，在使用前考慮除菌。
[0007]國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣藏開發(fā)剛剛起步，現(xiàn)場(chǎng)大量滑溜水壓裂返排液從檢測(cè)手段、檢測(cè)設(shè)備、處理方法、處理裝備、重復(fù)使用規(guī)范等方面都處于空白狀態(tài)。已有的相關(guān)專利技術(shù)，主要針對(duì)油氣田水處理和常規(guī)油氣藏加砂壓裂液(即植物膠壓裂液)的返排液的處理技術(shù)(包括裝置和處理方法)，沒有涉及頁(yè)巖氣藏開發(fā)中，滑溜水加砂壓裂返排液的回用檢測(cè)和處理并重復(fù)使用的技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明旨在針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷和不足，提供一種頁(yè)巖氣回用壓裂返排液處理方法，本方法尤其適用于地層返排液回收后存放時(shí)間超過10天的處理，采用本方法能去除影響返排液回用時(shí)的各種機(jī)械雜質(zhì)、離子和細(xì)菌等，使處理后的返排液性能滿足重復(fù)使用的要求可以極大地減少頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)水資源的消耗，實(shí)現(xiàn)降低成本，保護(hù)環(huán)境的雙贏。
[0009]本發(fā)明是通過采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種頁(yè)巖氣回用壓裂返排液處理方法，其特征在于步驟如下:
51、在返排液收集過程中，返排液儲(chǔ)存之前，在儲(chǔ)液中先加入反硝化細(xì)菌NRB，添加方法為:
首先采用絕跡稀釋法對(duì)沿程管線或儲(chǔ)液池中硫酸鹽還原菌SRB濃度進(jìn)行計(jì)數(shù)；根據(jù)液量和細(xì)菌濃度計(jì)算需要投加的反硝化細(xì)菌NRB的量，將反硝化細(xì)菌NRB菌體稀釋5倍后，均勻投加到儲(chǔ)液池中；每隔設(shè)定時(shí)間取樣檢測(cè)硫酸鹽還原菌SRB和反硝化細(xì)菌NRB菌落數(shù)量，考量是否需要補(bǔ)充加入反硝化細(xì)菌NRB ；
52、在配制滑溜水前，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)返排液進(jìn)行離子含量檢測(cè)，控制范圍在:K+<1500 mg/L、Ca2+S 600 mg/L、Na+< 2000 mg/L、Mg 2+< 1000 mg/L、NH4+< 600 mg/L、總 Fe 25 mg/L,CK 3000 mg/L、Al 3+^ 30 mg/L, SO42X 200 mg/L, COD ( 300 mg/L，視為達(dá)標(biāo)，達(dá)標(biāo)的返排液收入容器備用；
53、在將備用的達(dá)標(biāo)返排液注入地下進(jìn)行壓裂施工之前，采用下面兩種配方進(jìn)行對(duì)比測(cè)試:
(1)新配置的對(duì)比用清水滑溜水:99.9份清水或自來水+0.1份降阻劑；
(2)容器中備用的返排液滑溜水:99.9份返排液+0.1份降阻劑；
采用運(yùn)動(dòng)粘度計(jì)對(duì)滑溜水的運(yùn)動(dòng)粘度進(jìn)行評(píng)價(jià)，如果返排液滑溜水的運(yùn)動(dòng)粘度不低于清水滑溜水運(yùn)動(dòng)粘度的90%，且返排液滑溜水現(xiàn)場(chǎng)施工降阻率達(dá)到清水滑溜水降阻率的60%以上視為性能合格，可以注入地層實(shí)施壓裂施工。
[0010]針對(duì)S2檢測(cè)后的返排液，其中離子含量未達(dá)標(biāo)的，或者經(jīng)過S3步驟性能不合格的返排液，采用以下方式處理:
54、采用納米技術(shù)進(jìn)行過濾處理，去除返排液中的多余離子，返排液經(jīng)過處理后，金屬離子應(yīng)控制在S2步驟控制的范圍內(nèi)；
55、對(duì)過濾處理后的返排液再取樣檢測(cè)，采用原子吸收光譜法進(jìn)行組分檢測(cè)，返排液組分檢測(cè)項(xiàng)目包括:K\ Ca2+、Na+、Mg2+、總 Fe、Sr2+、Al3+ NH4+，Cl_、SO42' SRB, COD ;當(dāng)性能達(dá)到 K+< 1500 mg/L >Ca 2+^Ξ 600 mg/L、Na2000 mg/L、Mg2+< 1000 mg/L、NH 4+< 600 mg/L、總 Fe 彡 25 mg/L, Cl^ 3000 mg/L、A1 3+彡 30 mg/L、S0 廣彡 200 mg/L, COD 彡 300 mg/L時(shí)，即為合格；
56、將檢測(cè)合格的返排液收集儲(chǔ)存用于下一井次施工；如果不合格，將進(jìn)入二次過濾處理，直到性能合格。
[0011 ] 所述SI步驟中，初次添加反硝化菌反硝化細(xì)菌NRB采用稀釋培養(yǎng)測(cè)數(shù)MPN法進(jìn)行反硝化細(xì)菌NRB細(xì)菌數(shù)量計(jì)數(shù)；用以確定菌體濃度與活性。
[0012]所述的納米技術(shù)是指依次采用過濾膜和膜濾裝置進(jìn)行過濾處理。
[0013]所述的過濾膜是指依樂科環(huán)?？萍?上海)有限公司所生產(chǎn)的型號(hào)為SXN2-K-8040納濾膜，所述的膜濾裝置是指成都和誠(chéng)過濾技術(shù)有限公司所生產(chǎn)的以SXN2-K-8040膜為核心的型號(hào)為HC-MN8040-200T的膜濾裝置，又稱反滲透純化水設(shè)備。
[0014]所述運(yùn)動(dòng)粘度計(jì)是指型號(hào)為YDN-2的運(yùn)動(dòng)粘度計(jì)。
[0015]所述降阻劑是經(jīng)四川省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局標(biāo)準(zhǔn)備案的名稱為《壓裂用降阻劑(SD2-12)》，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為Q/67579579— 6.459— 2011的標(biāo)準(zhǔn)中所指的降阻劑，或者本領(lǐng)域中常用的配置滑溜水所用的降阻劑，例如專利號(hào)為201310712341.7所公開的降阻劑。
[0016]所述的SRB具體是指硫酸鹽還原菌。
[0017]所述的COD具體是指化學(xué)需氧量。
[0018]所述的設(shè)定時(shí)間為10天。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在:
1、本方法采用S1-S3的步驟對(duì)返排液進(jìn)行處理，尤其適用于地層返排液回收后存放時(shí)間超過10天的處理，特別是步驟SI中，在返排液收集過程中，返排液儲(chǔ)存之前，在儲(chǔ)液中先加入反硝化細(xì)菌NRB，從而能夠抑制硫酸鹽還原菌SRB的生長(zhǎng)；所采用的反硝化細(xì)菌NRB的添加方法中，采用絕跡稀釋法對(duì)沿程管線或儲(chǔ)液池中硫酸鹽還原菌SRB濃度進(jìn)行計(jì)數(shù)，可以推算SRB的生長(zhǎng)速度，從而確定NRB的投加量或投加方式。反硝化細(xì)菌NRB為高度濃縮型，經(jīng)過室內(nèi)試驗(yàn)反復(fù)驗(yàn)證，在油田廢水特別壓裂返排液的生長(zhǎng)環(huán)境中，稀釋5倍適合于NRB與SRB形成競(jìng)爭(zhēng)性生長(zhǎng)，這樣有利于反硝化細(xì)菌NRB對(duì)硫酸鹽還原菌SRB的抑制生長(zhǎng)。投加NRB之前，先要對(duì)池中不同深度水樣進(jìn)行檢測(cè)SRB含量，按照NRB和SRB等當(dāng)量投放。由于細(xì)菌在生長(zhǎng)過程中受環(huán)境氣候的影響，通過室內(nèi)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，NRB抑菌效果周期為10天，所以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)存返排液定為10天為一個(gè)周期取樣檢測(cè)細(xì)菌含量(SRB和NRB)，并補(bǔ)充投放NRB。S2步驟中，在配制滑溜水前，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)返排液進(jìn)行離子含量檢測(cè)，對(duì)“K+< 1500 mg/L、Ca2+^ 600 mg/L、Na2000 mg/L、Mg2+S 1000 mg/L、NH4+< 600 mg/L、總 Fe 25mg/L，CK 3000 mg/L、Al 3+彡 30 mg/L, SO42X 200 mg/L, COD ( 300 mg/L” 都有這樣具體而詳細(xì)的特別設(shè)定，是因?yàn)檫@些離子含量的規(guī)定是通過室內(nèi)單因素分析得出，任何一個(gè)離子含量超出范圍，都會(huì)影響滑溜水降阻劑的性能。
[0020]綜上所述，采用本方法能去除影響返排液回用時(shí)的各種機(jī)械雜質(zhì)、離子和細(xì)菌等，使處理后的返排液性能滿足重復(fù)使用的要求可以極大地減少頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)水資源的消耗，實(shí)現(xiàn)降低成本，保護(hù)環(huán)境的雙贏。
[0021]2、本方法中，S3步驟采用兩種配方進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，從而能夠確定可以回收使用的返排液滑溜水，返排液回用的經(jīng)濟(jì)效果明顯，現(xiàn)在以配制10m3頁(yè)巖氣壓裂滑溜水為例說明:
采用清水配制的成本約為1.5萬(wàn)(配方為0.1%降阻劑+99.9%清水，清水以目前成都自來水工業(yè)用水價(jià)格為例計(jì)算，自來水就近購(gòu)買，30公里以內(nèi)運(yùn)輸成本1200元/車次);(藥品3000元+水8700元+其它3300元)。假設(shè)頁(yè)巖氣平臺(tái)一次增產(chǎn)作業(yè)消耗滑溜水4萬(wàn)方，總配液成本大約6000萬(wàn)元。
[0022]如果將返排液處理，達(dá)到壓裂滑溜水的配液用水要求，將產(chǎn)生的處理成本約為975元，處理運(yùn)輸成本為1825元(以50公里運(yùn)輸里程，單價(jià)7.5元/噸公里，單次裝載量20噸計(jì))，購(gòu)買自來水的成本8700元(自來水就近購(gòu)買，30公里以內(nèi)運(yùn)輸成本1200元/車次，一車次裝載20噸計(jì))，用處理后的返排液配制滑溜水的成本0.3975萬(wàn)元(水975元+藥品3000元)，比重新購(gòu)買自來水配液產(chǎn)生的成本降低1.45萬(wàn)元。假設(shè)頁(yè)巖氣平臺(tái)一次增產(chǎn)作業(yè)消耗滑溜水4萬(wàn)方，全部采用處理后的返排液配制滑溜水，總配液成本大約159萬(wàn)元。比直接購(gòu)買自來水配液節(jié)約5841萬(wàn)元，節(jié)約成本97.35%。
[0023]3、本方法中，S4步驟中采用納米技術(shù)進(jìn)行過濾處理，是因?yàn)榉蹬乓褐须x子種類含量較多，每種離子直徑大小不同，需要不同直徑的過濾膜安裝在膜濾裝置中進(jìn)行處理，才能達(dá)到預(yù)期的濾除效果。
[0024]4、本方法中，SI步驟初次添加反硝化菌反硝化細(xì)菌NRB采用稀釋培養(yǎng)測(cè)數(shù)MPN法進(jìn)行反硝化細(xì)菌NRB細(xì)菌數(shù)量計(jì)數(shù)；這樣的方式能夠確定菌體濃度與活性。
[0025]5、壓裂返排液成分復(fù)雜，受儲(chǔ)層地質(zhì)因數(shù)影響。返排液中含有部分滑溜水添加劑成分，和大量地層礦物離子、細(xì)菌等，不能代替清水使用，更不能直接外排，也不宜儲(chǔ)存。必須經(jīng)過處理達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)才可以排放，這樣會(huì)產(chǎn)生大量的處理成本，也造成資源浪費(fèi)。將返排液適當(dāng)處理，達(dá)到可以重復(fù)利用的水平，將節(jié)約大量自來水資源，降低處理費(fèi)用和配液成本。
[0026]返排液重復(fù)使用的技術(shù)效果主要體現(xiàn)在把不能直接使用的廢液，經(jīng)過上述處理工藝變?yōu)榭梢灾貜?fù)使用的液體，達(dá)到保護(hù)環(huán)境，充分利用資源，降本增效的目的。 申請(qǐng)人:特作了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得知:處理前的返排液呈黃色或黑色，內(nèi)有懸浮雜志(從成分分析結(jié)果看，內(nèi)含有大量肉眼無法判別的陽(yáng)離子和陰離子)，返排液經(jīng)過處理后，溶液呈無色透明液體，從分析結(jié)果看，影響返排液重復(fù)使用的離子有效含量已經(jīng)被控制在一定范圍內(nèi)。
[0027]經(jīng)過本發(fā)明方法處理的返排液，能有效滿足頁(yè)巖氣藏大規(guī)模體積壓裂
施工模式，節(jié)約淡水資源，減小壓裂施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)排放污染甚至零排放污染，達(dá)到降本增效的目的。

【具體實(shí)施方式】
[0028]實(shí)施例1
作為本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式，本發(fā)明的步驟如下:
S1、在返排液收集過程中，返排液儲(chǔ)存之前，在儲(chǔ)液中先加入反硝化細(xì)菌NRB，添加方法為:
首先采用絕跡稀釋法對(duì)沿程管線或儲(chǔ)液池中硫酸鹽還原菌SRB濃度進(jìn)行計(jì)數(shù)；根據(jù)液量和細(xì)菌濃度計(jì)算需要投加的反硝化細(xì)菌NRB的量，將反硝化細(xì)菌NRB菌體稀釋5倍后，均勻投加到儲(chǔ)液池中；每隔10天取樣檢測(cè)硫酸鹽還原菌SRB和反硝化細(xì)菌NRB菌落數(shù)量，考量是否需要補(bǔ)充加入反硝化細(xì)菌NRB ；
52、在配制滑溜水前，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)返排液進(jìn)行離子含量檢測(cè)，控制范圍在:K+<1500 mg/L、Ca2+S 600 mg/L、Na+< 2000 mg/L、Mg 2+< 1000 mg/L、NH4+< 600 mg/L、總 Fe 25 mg/L,CK 3000 mg/L、Al 3+^ 30 mg/L, SO42X 200 mg/L, COD ( 300 mg/L，視為達(dá)標(biāo)，達(dá)標(biāo)的返排液收入容器備用；
53、在將備用的達(dá)標(biāo)返排液注入地下進(jìn)行壓裂施工之前，采用下面兩種配方進(jìn)行對(duì)比測(cè)試:
(1)新配置的對(duì)比用清水滑溜水:99.9份清水或自來水+0.1份降阻劑；
(2)容器中備用的返排液滑溜水:99.9份返排液+0.1份降阻劑；
采用運(yùn)動(dòng)粘度計(jì)對(duì)滑溜水的運(yùn)動(dòng)粘度進(jìn)行評(píng)價(jià)，如果返排液滑溜水的運(yùn)動(dòng)粘度不低于清水滑溜水運(yùn)動(dòng)粘度的90%，且返排液滑溜水現(xiàn)場(chǎng)施工降阻率達(dá)到清水滑溜水降阻率的60%以上視為性能合格，可以注入地層實(shí)施壓裂施工。
[0029]采用本方法能去除影響返排液回用時(shí)的各種機(jī)械雜質(zhì)、離子和細(xì)菌等，使處理后的返排液性能滿足重復(fù)使用的要求可以極大地減少頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)水資源的消耗，實(shí)現(xiàn)降低成本，保護(hù)環(huán)境的雙贏。
[0030]實(shí)施例2
作為本發(fā)明的最佳實(shí)施方式，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，針對(duì)S2檢測(cè)后的返排液，其中離子含量未達(dá)標(biāo)的，或者經(jīng)過S3步驟性能不合格的返排液，采用以下方式處理:
54、采用納米技術(shù)進(jìn)行過濾處理，去除返排液中的多余離子，返排液經(jīng)過處理后，金屬離子應(yīng)控制在S2步驟控制的范圍內(nèi)；
55、對(duì)過濾處理后的返排液再取樣檢測(cè)，采用原子吸收光譜法進(jìn)行組分檢測(cè)，返排液組分檢測(cè)項(xiàng)目包括:K\ Ca2+、Na+、Mg2+、總 Fe、Sr2+、Al3+ NH4+，Cl_、SO42' SRB, COD ;當(dāng)性能達(dá)到 K+< 1500 mg/L >Ca 2+^Ξ 600 mg/L、Na2000 mg/L、Mg2+< 1000 mg/L、NH 4+< 600 mg/L、總 Fe 彡 25 mg/L, Cl^ 3000 mg/L、A1 3+彡 30 mg/L、S0 廣彡 200 mg/L, COD 彡 300 mg/L時(shí)，即為合格；
56、將檢測(cè)合格的返排液收集儲(chǔ)存用于下一井次施工；如果不合格，將進(jìn)入二次過濾處理，直到性能合格。
[0031 ] 所述SI步驟中，初次添加反硝化菌反硝化細(xì)菌NRB采用稀釋培養(yǎng)測(cè)數(shù)MPN法進(jìn)行反硝化細(xì)菌NRB細(xì)菌數(shù)量計(jì)數(shù)；用以確定菌體濃度與活性。
[0032]所述的納米技術(shù)是指依次采用過濾膜和膜濾裝置進(jìn)行過濾處理。
[0033]所述的過濾膜是指依樂科環(huán)?？萍?上海)有限公司所生產(chǎn)的型號(hào)為SXN2-K-8040納濾膜，所述的膜濾裝置是指成都和誠(chéng)過濾技術(shù)有限公司所生產(chǎn)的以SXN2-K-8040膜為核心的型號(hào)為HC-MN8040-200T的膜濾裝置，又稱反滲透純化水設(shè)備。
[0034]所述運(yùn)動(dòng)粘度計(jì)是指型號(hào)為YDN-2的運(yùn)動(dòng)粘度計(jì)。
[0035]所述降阻劑是經(jīng)四川省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局標(biāo)準(zhǔn)備案的名稱為《壓裂用降阻劑(SD2-12)》，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為Q/67579579— 6.459— 2011的標(biāo)準(zhǔn)中所指的降阻劑，或者本領(lǐng)域中常用的配置滑溜水所用的降阻劑，例如專利號(hào)為201310712341.7所公開的降阻劑。
[0036]所述的SRB具體是指硫酸鹽還原菌。
[0037]所述的COD具體是指化學(xué)需氧量。
[0038]壓裂返排液成分復(fù)雜，受儲(chǔ)層地質(zhì)因數(shù)影響。返排液中含有部分滑溜水添加劑成分，和大量地層礦物離子、細(xì)菌等，不能代替清水使用，更不能直接外排，也不宜儲(chǔ)存。必須經(jīng)過處理達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)才可以排放，這樣會(huì)產(chǎn)生大量的處理成本，也造成資源浪費(fèi)。將返排液適當(dāng)處理，達(dá)到可以重復(fù)利用的水平，將節(jié)約大量自來水資源，降低處理費(fèi)用和配液成本。
[0039]返排液重復(fù)使用的技術(shù)效果主要體現(xiàn)在把不能直接使用的廢液，經(jīng)過上述處理工藝變?yōu)榭梢灾貜?fù)使用的液體，達(dá)到保護(hù)環(huán)境，充分利用資源，降本增效的目的。 申請(qǐng)人:特作了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得知:處理前的返排液呈黃色或黑色，內(nèi)有懸浮雜志(從成分分析結(jié)果看，內(nèi)含有大量肉眼無法判別的陽(yáng)離子和陰離子)，返排液經(jīng)過處理后，溶液呈無色透明液體，從分析結(jié)果看，影響返排液重復(fù)使用的離子有效含量已經(jīng)被控制在一定范圍內(nèi)。
[0040]經(jīng)過本發(fā)明方法處理的返排液，能有效滿足頁(yè)巖氣藏大規(guī)模體積壓裂
施工模式，節(jié)約淡水資源，減小壓裂施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)排放污染甚至零排放污染，達(dá)到降本增效的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種頁(yè)巖氣回用壓裂返排液處理方法，其特征在于步驟如下: 51、在返排液收集過程中，返排液儲(chǔ)存之前，在儲(chǔ)液中先加入反硝化細(xì)菌NRB，添加方法為: 首先采用絕跡稀釋法對(duì)沿程管線或儲(chǔ)液池中硫酸鹽還原菌SRB濃度進(jìn)行計(jì)數(shù)；根據(jù)液量和細(xì)菌濃度計(jì)算需要投加的反硝化細(xì)菌NRB的量，將反硝化細(xì)菌NRB菌體稀釋5倍后，均勻投加到儲(chǔ)液池中；每隔設(shè)定時(shí)間取樣檢測(cè)硫酸鹽還原菌SRB和反硝化細(xì)菌NRB菌落數(shù)量，考量是否需要補(bǔ)充加入反硝化細(xì)菌NRB ； 52、在配制滑溜水前，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)返排液進(jìn)行離子含量檢測(cè)，控制范圍在:K+<1500 mg/L、Ca2+S 600 mg/L、Na+< 2000 mg/L、Mg 2+< 1000 mg/L、NH4+< 600 mg/L、總 Fe 25 mg/L,CK 3000 mg/L、Al 3+^ 30 mg/L, SO42X 200 mg/L, COD ( 300 mg/L，視為達(dá)標(biāo)，達(dá)標(biāo)的返排液收入容器備用； 53、在將備用的達(dá)標(biāo)返排液注入地下進(jìn)行壓裂施工之前，采用下面兩種配方進(jìn)行對(duì)比測(cè)試: (1)新配置的對(duì)比用清水滑溜水:99.9份清水或自來水+0.1份降阻劑； (2)容器中備用的返排液滑溜水:99.9份返排液+0.1份降阻劑； 采用運(yùn)動(dòng)粘度計(jì)對(duì)滑溜水的運(yùn)動(dòng)粘度進(jìn)行評(píng)價(jià)，如果返排液滑溜水的運(yùn)動(dòng)粘度不低于清水滑溜水運(yùn)動(dòng)粘度的90%，且返排液滑溜水現(xiàn)場(chǎng)施工降阻率達(dá)到清水滑溜水降阻率的60%以上視為性能合格，可以注入地層實(shí)施壓裂施工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頁(yè)巖氣回用壓裂返排液處理方法，其特征在于:針對(duì)S2檢測(cè)后的返排液，其中離子含量未達(dá)標(biāo)的，或者經(jīng)過S3步驟性能不合格的返排液，采用以下方式處理: 54、采用納米技術(shù)進(jìn)行過濾處理，去除返排液中的多余離子，返排液經(jīng)過處理后，金屬離子應(yīng)控制在S2步驟控制的范圍內(nèi)； 55、對(duì)過濾處理后的返排液再取樣檢測(cè)，采用原子吸收光譜法進(jìn)行組分檢測(cè)，返排液組分檢測(cè)項(xiàng)目包括:K\ Ca2+、Na+、Mg2+、總 Fe、Sr2+、Al3+ NH4+，Cl_、SO42' SRB, COD ;當(dāng)性能達(dá)到 K+< 1500 mg/L >Ca 2+^Ξ 600 mg/L、Na2000 mg/L、Mg2+< 1000 mg/L、NH 4+< 600 mg/L、總 Fe 彡 25 mg/L, Cl^ 3000 mg/L、A1 3+彡 30 mg/L、S0 廣彡 200 mg/L, COD 彡 300 mg/L時(shí)，即為合格； 56、將檢測(cè)合格的返排液收集儲(chǔ)存用于下一井次施工；如果不合格，將進(jìn)入二次過濾處理，直到性能合格。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的頁(yè)巖氣回用壓裂返排液處理方法，其特征在于:所述SI步驟中，初次添加反硝化菌反硝化細(xì)菌NRB采用稀釋培養(yǎng)測(cè)數(shù)MPN法進(jìn)行反硝化細(xì)菌NRB細(xì)菌數(shù)量計(jì)數(shù)；用以確定菌體濃度與活性。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的頁(yè)巖氣回用壓裂返排液處理方法，其特征在于:所述的納米技術(shù)是指依次采用過濾膜和膜濾裝置進(jìn)行過濾處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頁(yè)巖氣回用壓裂返排液處理方法，其特征在于:所述運(yùn)動(dòng)粘度計(jì)是指型號(hào)為YDN-2的運(yùn)動(dòng)粘度計(jì)。
【文檔編號(hào)】C02F3/28GK104481486SQ201410617945
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】張劍, 蒲祖鳳, 何啟平, 尹叢彬, 李翼, 李嘉, 蔡遠(yuǎn)紅, 劉楠, 周瀚, 羅熾臻, 蔣玲玲 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司