油田压裂返排液处理技术的演进与新工艺突破

压裂采油技术是通过高压手段使地层形成裂隙，并注入适量支撑剂（如具有一定粘度的砂质颗粒）以维持裂缝导流能力，从而实现油气增产的重要措施。该工艺的成功实施，关键在于构建性能优良的压裂液体系，以确保支撑剂有效进入地层。

自二十世纪五十年代该技术投入应用以来，压裂液体系经历了显著演进。早期以油基压裂液为主，通过在汽油中掺入粘性流体实现压裂功能。然而该类体系在高温井况下粘度显著下降，影响施工效能，且存在安全隐患，限制了其广泛应用。至九十年代，以水为溶剂、生物高分子胍胶及其改性产物作为增稠剂的水基压裂液体系逐步成熟，并取得良好工程效果。

压裂工艺示意图

      随着我国环保要求日益严格，压裂返排液的无害化处置已成为行业关注重点。具有配置简便、用量节约、地层伤害低的清洁压裂液体系研发取得显著进展。目前多数油田仍沿用传统水基压裂液体系，其返排液成分复杂，除原油类物质、化学添加剂及支撑材料外，还包含多种渗入的微生物菌群。总体而言，该类返排液具有以下典型特征：

（1） 压裂液体系在配置过程中添加的各种助剂成分多样，待压裂液破胶后返排液的废水浊度、色度、COD等值较高。任意排放会对周围环境造成较大的危害。

（2） 压裂返排液由于破胶不彻底造成粘度大、有机物含量高、固相悬浮物颗粒含量高、悬浮油污含量高以及生化性差。返排液成分也比较复杂，破胶的聚合物含量高、粘度高，各种有机无机添加剂含量高，其次是SBR菌、硫化物和金属含量等。粘度达到20mPa·s，并且稳定性高，乳化严重不易沉淀。

（3） 压裂返排液间歇排放，排放量大。

目前我国油田产生的压裂返排液主要油三种处理方式：

一是处理达到一定标准后用作注水开采的回注水或灌入废地层；

二是处理后达标排放；

三是作为压裂液体系的配制用水循环使用。大部分油田采用的都是隔油-粗粒化-混凝-氧化-过滤-杀菌的方法，然后用于油田回注水。该方案不仅流程复杂、处理效果有限，且随着三次采油污水量的持续增长，其处理能力已难以满足实际需求。

压裂返排液处理工艺流程图

针对压裂返排液处理中的技术瓶颈，科力迩科技依托在油田水处理领域的深厚积累，创新开发出“臭氧催化氧化-旋流气浮（CDOF）+旋流溶气气浮（CDFU）”组合工艺。多年工程实践表明，该技术具备快速破胶降粘、全自动运行等优势，可高效去除返排液中的各类聚合物、化学添加剂、杂菌及钙镁离子，显著降低污泥产量，成功攻克了压裂返排液处理的技术难题，适用于陆上油田及海上开采平台等多种作业环境。

压裂返排液处理案例