壓裂返排液中殘余硼的清除方法研究進(jìn)展

董沅武，柳建新，顏回香，陳金建，龍遠(yuǎn)

(長江大學(xué) 石油工程學(xué)院，湖北 武漢 430100)

胍膠壓裂液是目前油田生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的水基壓裂液，而將壓裂返排液經(jīng)過凈化處理后回用是降低對水環(huán)境污染的重要方式。研究發(fā)現(xiàn)[1-3]，殘余硼的存在會嚴(yán)重制約返排液的回用。目前復(fù)配壓裂液一般要求殘余硼含量要低于5 mg/L，直接外排時硼含量要求低于0.5 mg/L[4]，而目前壓裂返排液中硼含量通常遠(yuǎn)高于許可值。因此如何處理壓裂返排液使之殘余硼濃度顯著降低成為影響壓裂返排液回用、減少環(huán)境污染的關(guān)鍵問題。

基于油田應(yīng)用的要求，壓裂返排液一般盡可能在現(xiàn)場完成凈化，因此除硼工藝不宜復(fù)雜，并且要求有較高的處理效率，同時除硼成本不宜過高。因此選擇高效、便利、低成本的除硼技術(shù)是非常有必要的。

本文主要調(diào)研了殘余硼對復(fù)配胍膠壓裂液性能的影響規(guī)律，并對國內(nèi)外現(xiàn)有除硼技術(shù)及其原理進(jìn)行了系統(tǒng)的分析總結(jié)，以期為選擇合適的壓裂返排液除硼技術(shù)提供依據(jù)。

1 殘余硼對復(fù)配胍膠壓裂液性能的影響

1.1 酸堿性對硼存在形式的影響

配制胍膠凍膠壓裂液時，一般會加入硼交聯(lián)劑提高壓裂液的黏彈性使其便于攜砂。目前硼交聯(lián)劑主要有無機(jī)硼交聯(lián)劑、有機(jī)硼交聯(lián)劑兩種類型。

無機(jī)硼交聯(lián)劑主要為硼酸或硼酸鈉。由于無機(jī)硼交聯(lián)反應(yīng)速度過快，不利于壓裂液的泵注，近年來已逐漸被有機(jī)硼交聯(lián)劑所替代。

硼酸鹽的水解反應(yīng)為……