压裂反排液絮凝沉降条件优化

罗凤琳

【摘要】酸性压裂液携砂能力好，高温条件下易破胶联，容易反排，在油气类压裂中使用广泛。酸性压裂反排液通过絮凝沉降处理后，产生的絮体小，絮凝时间长，过滤困难。本次絮凝条件优改变酸碱调节剂，确定产生絮体大，易过滤的酸碱调节剂为NaOH，将pH值调为10～11絮体粒径大，上层液体清澈，过滤效果好。

【关键字】酸性压裂液  絮凝沉降  酸碱调节剂

【Abstract】Acidic fracturing fluid has good sand carrying capacity . Under high temperature conditions， it is easy to break glue connection and easy to reverse flow. It is widely used in oil and gas fracturing. After the acid fracturing backflow is treated by flocculation and settlement， the flocculation produced is small， the flocculation time is long， and the filtration is difficult. The flocculation condition was optimized by analyzing the main components of the acid fracturing fluid and changing the acid-base regulator to determine the acid-base regulator and PH value with large flocculation and easy filtration. NaOH was determined as the acid-base regulating reagent， and the PH value was adjusted to 10～11 with large particle size， clear upper liquid and good filtration effect.

引言

进入现代生活以来，人们越来越离不开石油和天然气。然而，当前油气开发越来越困难，加入压裂液和支撑剂量大。油气开发后对地层的伤害是不可逆的，甚至成为地质灾害的重要原因。对清洁压裂反排液经化学处理后通过絮凝沉降，转变为固体废弃物是普遍的处理方法。

调整酸碱调节试剂及PH值，增大絮体，加快沉降速度，方便过滤，是在短时间内不增加成本，快速提升处理效果的可行办法。

1、实验部分

1.1不同酸度的压裂液的粘度及残酸粘度

用0.5mol/L的NaOH滴定HCl，利用经验公式得到HCl的浓度为32.4%。通过六速旋转粘度计测得盐酸浓度为18%对应的压裂液粘度最高，为78mPa.s。以此作为压裂返排液的实验样本。

1.2加入不同酸碱调节试剂残酸的粘度变化

以Ca（OH）2作为酸碱调节试剂通过六速旋转粘度计测量压裂返排液粘度变化得到具体结果如下：Ca（OH）2加量2g，返排液粘度36mPa.s，pH值<1，按照每2g一个梯度，粘度逐渐增大，pH值变化不明显，在Ca（OH）2加量12g时粘度最大，达到114mPa.s，继续加入Ca（OH）2返排液粘度降低。处理后所得絮體小，液体颜色发黄，沉淀静置30min后上清液浑浊。

以CaCO3作为酸碱调节试剂。按照每2g一个梯度，对应的压裂返排液粘度变化得到具体结果如下：CaCO3加量2g，返排液粘度46mPa.s，pH值<1，继续加入后粘度逐渐增大，pH值变化不明显，加入CaCO314g时，对应粘度为106mPa.s。 处理后，所得絮体小且少，液体颜色发黄，沉淀静置30min后上清液浑浊。

NaOH作为酸碱调节试剂对应的压裂返排液粘度变化，加入NaOH2g后，压裂返排液的粘度变为0mPa.s，pH值变为5～6。因此确定最终的酸碱调节试剂为NaOH。

1.3确定最佳的酸碱调节试剂及及pH值

用NaOH作为pH调节试剂，将pH值调整为8～9，观察上层液浑浊，絮体颗粒较小，沉降速度慢，30min后，液体仍然浑浊。将pH值调整为9～10，观察上层液较为澄清，絮体颗粒较大，沉降速度较快，30min后液体澄清。将pH值调整为10～11，观察上层液澄清，絮体颗粒大，沉降速度快，2min后液体澄清。将pH值调整为11～12，观察上层液较澄清，絮体颗粒较大大，沉降速度减慢，10min后液体澄清。

2、实验结论

盐酸浓度为18%对应的压裂液粘度为78mPa.s，经高温水浴后得到压裂液的返排液（模拟）用CaCO3，Ca（OH）2，NaOH分别作为酸碱调节试剂，确定NaOH为返排液调节试剂。

用NaOH作为酸碱调节试剂，将PH值调为10～11返排液的絮凝效果最好，絮体大，沉淀时间短，为2min。

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