万用波

（北京矿冶科技集团有限公司，北京 100160）

为了高效经济的开发鄂尔多斯盆地苏里格气田低渗透致密砂岩气藏，在工厂化压裂施工的同时，往往需要对地层进行酸化处理。酸化施工后产生大量残酸返排液，酸度大，环境风险高，环境保护形势严峻。为此，本文在油气田作业废水就地自然蒸发及处理后回注的基础上，提出了将残酸返排液处理后再次配制胍胶体系压裂液的处理思路，并开展如下试验研究[1-4]。

1 试验方法

该试验的主要依据标准SY/T 5523-2006《油田水分析方法》、SY/T 5107-2016《水基压裂液性能评价方法》，对苏里格气田残酸返排液处理液及配制的羟丙基胍胶压裂液体系性能进行评价。

2 结果与讨论

2.1 处理液基本性能

采用离子色谱法对处理液进行分析，结果（见表1）。

对照试气工程设计单位对回用液配制压裂液指标要求，结合表1离子分析数据，残酸返排液处理液具体指标进行对比，结果（见表2）。

表1 处理液离子浓度分析

表2 残酸返排液处理液与气田回用液配制胍胶压裂液水质指标对比

2.2 压裂液性能评价

试验按照如下胍胶体系压裂液配方配制压裂液：0.30%HPG+0.5%TGF-1+0.1%CJSJ-2+0.5%YFP-5+0.5%COP-2+0.3%TJ-9；交联剂：JL-1；交联比：0.3%～0.4%。

2.2.1 配液水与添加剂配伍性 配液水与各添加剂配伍性是一个重要的应用依据，若配液水与各添加剂发生化学反应，产生了沉淀或絮体等，这都会严重影响到工业化应用的施工效果，严重时还会造成巨大的经济损失。根据苏里格气田胍胶体系压裂液配方，依次向100 mL残酸返排液处理液中加入各添加剂和0.012%的过硫酸铵，分别于25℃和95℃条件下恒温静置4 h，结果如下：

（1）25℃条件下恒温静置，无沉淀、无絮凝现象出现；（2）95℃条件下恒温静置，无沉淀、无絮凝现象出现。

根据试验现象判断，残酸返排液经处理后与压裂液助剂有良好的配伍性能，能够作为胍胶体系压裂液的配液用水。

2.2.2 压裂液性能评价

2.2.2.1 基液及交联性能 按照苏里格气田胍胶体系压裂液配方，采用残酸返排液处理液作为配液用水配制成压裂液基液，测试基液pH、黏度、交联时间及挑挂性能，并与实际施工要求指标进行对比，结果（见表3）。

表3 基液及交联性能对比结果

2.2.2.2 耐温耐剪切性能 对于胍胶体系压裂液，按照一定交联比将基液进行交联后，交联液的耐温耐剪切性能是最为关键的，这一性能直接影响到压裂施工中交联液的携砂性能。若交联液耐温耐剪切性能不达标，压裂支撑剂在交联液中不能悬浮，往往就会造成施工井出现砂堵问题。

利用残酸返排液处理液配制瓜尔胶体系压裂液，使用JL-9交联剂，按照100:0.35的比例与压裂液混合，搅拌制备冻胶。采用RS-75流变仪评价该冻胶耐温耐剪切性能，试验条件：温度：100℃、剪切速率：170 s-1、时间：45 min，试验结果（见图 1）。

采用残酸返排液处理液配制的压裂液，在上述试验条件下测试其耐温耐剪切性能，100℃条件下，连续剪切45 min，其冻胶黏度仍保持在112.1 mPa·s，完全达到了现场施工的性能要求。

2.2.2.3 破胶性能评价

（1）破胶液黏度评价：本试验评价了该压裂液冻胶在95℃条件下的破胶液黏度，结果表明，过硫酸铵用量在0.01%～0.012%时，150 min内破胶液黏度即可降至5 mPa·s以下，试验结果（见表4）。

图1 耐温耐剪切性能曲线图

（2）破胶液表/界面张力评价：取上述破胶液，室温25℃，采用K100表界面张力仪测定了上述破胶液的表面张力和与原油间的界面张力，结果（见表5）。

表4 压裂液破胶性能测试结果

表5 压裂液破胶液表/界面张力测试结果

（3）静态滤失性能评价：采用残酸返排液处理液配制压裂液，在95℃条件下评价了该压裂液体系的静态滤失性能，结果（见表6）。

（4）残渣含量评价：采用残酸返排液处理液配制压裂液，添加0.012%过硫酸铵，在95℃条件下完全破胶，测试破胶液中的残渣含量，结果（见表7）。

表7 压裂液破胶液残渣含量测试结果

分别采用残酸返排液处理液和自来水配制压裂液，对其破胶液的残渣进行测量，试验结果表明，残酸返排液处理液配制的压裂液，其残渣性能与自来水配制压裂液产生的残渣量相当。

3 结论

利用现有橇装式油田作业废水处理装置，对苏里格气田残酸返排液进行现场处理试验，对残酸返排液处理液进行了全面的水质分析，并将处理液用于配制胍胶体系压裂液，对压裂液各项性能指标进行了实验室评价。经测试，利用残酸返排液处理液配制的胍胶体系压裂液，其基液黏度、交联性能、抗温抗剪切性能等参数均满足气田压裂液性能指标要求。这对苏里格气田残酸返排液处理提供了一个全新的解决思路。

利用残酸返排液处理液配制的胍胶体系压裂液目前仍停留于实验室研究，若将残酸返排液处理液用于工业配制胍胶体系压裂液，可能对目前采用清水配制压裂液的设备及工艺产生影响，还需要进一步研究。