探井残余压裂液固化处理实验研究.docxVIP

油田化学探井残余压裂液固化处理实验研究 3万里平1 ,李治平1 ,赵立志1 ,邱杰2(1 西南石油学院2 南阳油田双河采油厂)摘 要 : 采用普通硅酸盐水泥和生石灰作固化基材 ,固化处理南阳油田探井残余压裂液 ,固化剂最佳配方为30 %普通水泥 + 20 %生石灰 + 015 %～1 %助凝剂 + 2 %吸水剂 + 10 %加重剂 ,可得到初凝时间适当 ,抗压强度较好 的固化块 。毒性浸泡实验表明 ,重金属和 COD 值得到很大程度的降低 ,完全达到对环境无害的要求 。关键词 : 固化 ; 压裂液 ; 毒性 ; 环境保护中图分类号 : TE 357112文献标识码 : A文章编号 : 1006 - 768X(2003) 01 - 091 - 02在油气田开发生产过程中会产生大量的钻井废水 、酸化压裂废水等油气田作业废水 ,据初步估算 , 每口井在常规压裂过程中会产生 50 ～200 m3 的压 裂返排废液 ,这些废水由于所加添加剂种类繁多处 理难度较大 。针对南阳油田探井残余压裂液的实际 情况 ,通过大量实验研究 ,提出了两套处理方案 ,其一是“五步法”,即“预处理 —混凝沉降 —微电解 —催 化氧化 —活性炭吸附”,通过建装置 ,投加药剂的方 法进行处理 ,效果较好 。但投资大 ,而且各油井作业 分散 ,废水排放间歇 ,不适合用连续式固定废水处理装置 。其二是整体固化法 ,通过投加固化剂 ,在压裂废水池 (池底预先铺设一层塑料薄膜) 将压裂返排液 固化处理 ,待固化块成型后 ,推土复耕 。因固化法具 有固化材料易得 、处理效果好 、成本较“五步法”低的 优势 ,建议采用固化填埋法处理压裂废液 。实验部分11 实验材料普通硅酸盐水泥 ( 425 # OPC) , 有关特性及化学 成分见表 1 。表 1 425 # 普通硅酸盐水泥有关特性及化学成分生石灰 :普通建筑用 。助凝剂 :硅酸钠 ,硫酸铝 。另外还有吸水剂 ,加重剂 。 实验用压裂液为南阳油田某探井残余压裂液 ,该压裂液为水基压裂液 ,其增粘剂为瓜胶 ,同时还含 有甲醛 、B260 助排剂等有机化合物 。废水外观呈淡 黄色 ,有强烈的刺激气味 ,表观粘度较大 ,其主要污 染指标检测结果见表 2 。21 实验方法将普通水泥 、生石灰 、助凝剂 、吸水剂 、加重剂按 一定比例加入压裂废液中 ,在容器中搅拌混合均匀 ,注入稳定形状容器固化成型得固化样品 ,取出测其比重 、抗压强度及毒性浸泡实验 。表 2 探井残余压裂液主要污染指标检测结果注 “: —”表示未检出 ,标准值为 GB8978 - 1996 污水综合排放标准 。浸出实验按 GB5086 - 85 进行操作 ,固化块经粉 碎 ( 5mm) 称重后 ,放入烧杯中 ,加水至固化块完全 浸没 ,过一定时间后取少量分析 ,用原子吸收分光光 度法测定浸出液中的 Cr 、As 、Pb 等金属离子的含量 ,3 本课题为西南石油学院与南阳油田合作项目的部分研究成果 。收稿日期 : 2002 - 03 - 20 ; 修回日期 : 2002 - 08 - 27作者简介 : 万里平 (1972 - ) ,博士在读 ,研究方向为油气田废水治理和储层保护 。电话 :0817 - 2642854 。地址 : (637001) 四川南充市 。项目p HHgPbCr6 +AsOilSS总盐COD芳烃监测值7140101—017准值6～901051100150151070未规定100310项目密度/ g·cm - 3比表面积/ cm2 ·g - 1水灰比初凝时间/ h终凝时间/ h抗压强度/ kg·cm - 25d10d20d水泥特性3101308527∶100112311187293387化学成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3挥发物含量/ %21184173126418113117016·92 ·钻 采工 艺2003 年用重铬酸钾法测定浸出液中 COD 的含量 。固化块的抗 压 强 度 按 GB177 - 85《水 泥 胶 砂 强 度 检 测 方 法》,p H 值用 PHC - 3S 型酸度计测定 。半凝固膏状物 ,朝有利于固化的方向发展 。31 固化时间对固化强度的影响压裂返排液在室内固化时 ,固化时间为 7 d 左 右 ,随候凝时间的延长 ,所测固化强度越高 ,结果见 图 3 。结果与讨论11 压裂返排液密度对固化强度的影响同一压裂液体系 ,同样固化剂配方 ,固化强度随 压裂液密度的升高而升高 ,见图 1 所示 。固化物强 度不是越高越好 ,而是以略超过原地表抗压强度为 宜 ,过大不利于耕作 ,一般在 011 MPa 以上即可满足车辆和人畜往来1 。图