一种滑溜水压裂返排液作为配浆水制备水基钻井液的方法与流程

本发明涉及油田化学，尤其涉及一种滑溜水压裂返排液作为配浆水制备水基钻井液的方法。

背景技术：

1、随着全球能源需求的不断增长，传统油气资源的开采难度和成本也在不断增加，而水力压裂技术可以开发利用非常规油气资源，如页岩气、致密油等，为能源发展提供了新的契机。特别是在非常规油气资源开采中，水力压裂技术是提高采收率的关键技术之一。通过向井内注入水、砂和化学添加剂，以高压将岩石压裂，形成裂缝，或使岩石裂缝扩大并形成通道，有效地改善油气藏的渗透特性和孔隙结构，从而大大提高油气的采收率。目前水基压裂液适用性强、成本较低，其中的滑溜水压裂液是一种新型的水基压裂液，具有低摩阻、低黏度、高渗透性、低成本等优点，目前被广泛使用。

2、在压裂过程中，用于压裂的液体(压裂液)会与地层中的矿物、油气和其他物质接触并混合。部分压裂液会随后从井中排出，这被称为返排液。水基压裂液在配制时需要使用大量的水资源，使用滑溜水体系压裂之后产生的返排液是一种由多种化学剂组成的污水，主要成分有破乳剂、抗菌剂、黏度调节剂等压裂液添加剂，压裂返排液成分复杂、黏度大、稳定性强、矿化度及固体悬浮物含量高等特点，处理难度非常大，加之压裂后产生的废液量大，且呈现“三高”(高cod、高tss和高tds)特征，是油气田生产中的主要污染物之一，返排液如果不经有效处理而直接外排将会导致严重的环境污染。随着我国新环境保护法的颁布，油气生产产生的废弃物要求实行“不落地”处理，如何有效地处理压裂返排液已经成为亟待解决的关键技术问题。目前压裂返排液的处理技术主要分为三类：处理后外排、处理后回注及重复配制压裂液。其中，国内外对压裂返排液的处理方法主要有物理处理法(沉淀、过滤、吸附等)，化学处理法(化学反应、氧化还原等)，生物处理法(氧微生物、厌氧微生物等进行水质处理)，酸化、热处理法(将压裂返排液酸化，保留其中可用元素)，但是目前的常规的处理回用技术不涉及脱盐，难以解决滑溜水压裂返排液黏度高、乳化严重，分离困难，存在处理难度大、运输成本高等问题。而且重复配制压裂液使用往往需要用大量的清水进行稀释，返排液的回用比例不高，且需要消耗大量水资源。而采用处理后回注及重复配制压裂液的方法存在弊端：随着重复配制次数增多，返排液中的盐浓度、cod等累积，配液性能下降，成本越来越高等问题。而且随着生产进入开发后期，压裂液回用的需求量较小，大量剩余压裂返排液最终还是需要进行深度处理达标后进行他用或外排，导致处理后回注和重复配制压裂液这两类方法在处理量上难以满足需求。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种滑溜水压裂返排液作为配浆水制备水基钻井液的方法，通过对滑溜水压裂返排液进行处理，得到配浆水，并将配浆水用于制备高性能的水基钻井液。具体
技术实现要素：
如下：

2、第一方面，本发明提供一种滑溜水压裂返排液作为配浆水制备水基钻井液的方法，所述方法包括如下步骤：

3、s1、对滑溜水压裂返排液进行过滤并调节ph后，向其中加入脱稳剂、絮凝剂和螯合剂，搅拌、静置分层，取上层清液，并向其中加入消泡剂、脱色剂、杀菌剂，得到配浆水；

4、s2、向钻井液基浆中加入所述配浆水、大分子包被剂fa-367、聚糖处理剂和加重材料，得到所述水基钻井液；

5、其中，所述滑溜水压裂返排液、脱稳剂、絮凝剂、螯合剂、消泡剂、脱色剂和杀菌剂的质量比为1.0：0.5～1.0％：0.5～2.0％：1.0～3.0％：0.1～0.5％：0.5-2.0％：0.1～1.0％。

6、可选地，步骤s1中，所述脱稳剂为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯醇中的任一种；

7、所述絮凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝中的任一种；

8、所述螯合剂为亚硫酸盐、edta、柠檬酸中的任一种；

9、所述消泡剂为聚丙烯酰胺、磺酸盐、磷酸盐、硅油中的任一种；

10、所述脱色剂为活性炭吸附剂、过氧化氢、氯酸钠中的任一种；

11、所述杀菌剂为次氯酸钠、氯化钠、过氧化氢、高锰酸钾中的任一种。

12、可选地，步骤s1中，所述脱稳剂为聚乙烯醇；所述絮凝剂为聚合硫酸铁；所述螯合剂为edta；所述消泡剂为聚丙烯酰胺；所述脱色剂为过氧化氢；所述杀菌剂为次氯酸钠。

13、可选地，所述滑溜水压裂返排液、ph调节剂、脱稳剂、絮凝剂、螯合剂、消泡剂、脱色剂和杀菌剂的质量比为1.0：0.6％：1.0％：1.0％：0.4％：1.5％：0.8％。

14、可选地，在所述步骤s1前，还需要对所述滑溜水压裂返排液的颜色与外观、密度、ph值、钙离子含量、镁离子含量、总矿化度、固含量、cod进行成分分析。

15、可选地，在所述步骤s1后，还需要对所述滑溜水压裂返排液的颜色与外观、密度、ph值、钙离子含量、镁离子含量、总矿化度、固含量、cod进行成分分析。

16、可选地，步骤s2中，所述聚糖处理剂为羟丙基甲基纤维素醚。

17、可选地，步骤s2中，所述配浆水、钻井液基浆、大分子包被剂fa-367、聚糖处理剂和加重材料的质量比为1：1.0～4.0％：0.1～0.3％：1～5％：10～15％。

18、可选地，步骤s2中，所述羟丙基甲基纤维素醚的制备方法包括：

19、向质量比为1：(1～3)的羟丙基甲基纤维素与醚化剂的混合物中加入50～100ml甲苯，然后以300～500r/min的速度搅拌30min，加入质量浓度为5～8％的碱性催化剂，控制反应温度为70～90℃，以500r/min的速度搅拌60～70min，经过滤、洗涤、干燥、粉碎，得到所述羟丙基甲基纤维素醚；其中，所述醚化剂为甲基、乙基或丙基化醚化剂中的任一种；

20、所述碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠中的任一种。

21、可选地，步骤s2中，所述钻井液基浆是由钠基膨润土和水进行混合，加入na2co3，然后密封养护24h，得到；

22、其中，所述钠基膨润土和na2co3的质量比为1：0.3％。

23、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

24、本发明提供的一种滑溜水压裂返排液作为配浆水制备水基钻井液的方法，通过向滑溜水压裂返排液中加入脱稳剂、絮凝剂和螯合剂，搅拌、静置分层，取上层清液，并向其中加入消泡剂、脱色剂、杀菌剂，得到配浆水。实验结果表明，相较于未处理的滑溜水压裂返排液，本技术实施例提供的滑溜水压裂返排液经处理后有机污染物、悬浮物、溶解性无机盐含量、钙离子、镁离子均大幅降低，而其密度和ph值保持不变。具体地，处理前的滑溜水压裂返排液的codcr浓度为16122mg/l，处理后为180mg/l；处理前的滑溜水压裂返排液悬浮物含量由1057mg/l降低到处理后的2.06mg/l；处理前的滑溜水压裂返排液的矿化度由36579降低到处理后的1843；此外，处理前的滑溜水压裂返排液中钙的含量为2378mg/l，镁的含量为145mg/l，而处理后均降低到很低的水平(钙为157mg/l，镁为0mg/l)。因此对滑溜水返排液的处理成功去除了有机污染物、悬浮固体颗粒、溶解性无机盐和金属离子，并对其密度和酸碱性没有显著影响。处理后得到的配浆水可满足配制水基钻井液的要求，有利于滑溜水压裂返排液的资源化利用。

25、本发明将处理滑溜水压裂返排液后得到的配浆水用来制备水基钻井液，通过向配浆水中加入钻井液基浆，并选配辅剂维持钻井液的稳定性，得到强抑制低摩阻高性能的水基钻井液。该钻井液体系具有良好的流变性、降滤失性、抑制性及润滑性。并且整个处理过程同时满足了滑溜水压裂返排液资源化利用和钻井的工程需求，具有良好的应用前景。