壓裂返排液中殘余硼的清除方法研究進展

董沅武，柳建新，顏回香，陳金建，龍遠

(長江大學 石油工程學院，湖北 武漢 430100)

胍膠壓裂液是目前油田生產中應用最為廣泛的水基壓裂液，而將壓裂返排液經過凈化處理后回用是降低對水環境污染的重要方式。研究發現[1-3]，殘余硼的存在會嚴重制約返排液的回用。目前復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、減少環境污染的關鍵問題。

基于油田應用的要求，壓裂返排液一般盡可能在現場完成凈化，因此除硼工藝不宜復雜，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、低成本的除硼技術是非常有必要的。

本文主要調研了殘余硼對復配胍膠壓裂液性能的影響規律，并對國內外現有除硼技術及其原理進行了系統的分析總結，以期為選擇合適的壓裂返排液除硼技術提供依據。

1 殘余硼對復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，一般會加入硼交聯劑提高壓裂液的黏彈性使其便于攜砂。目前硼交聯劑主要有無機硼交聯劑、有機硼交聯劑兩種類型。

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

硼酸鹽的水解反應為……