１８ ．８ １０ ．５ １２ ．２ １６ ．６ ２０ ．３ １２ ．２ ９ ．７
３ ８６０ ３ ６７０ ４ １００ ４ ８００ ５ ０６０ ９ ４８０ ９ ０８０
０
７ ．２９
０
７ ．２３
０
７ ．２１
０
７ ．１４
０
７ ．０５
０
７ ．０９
０
７ ．０９
从表 ２ 可 知 ，Ｗ２ 井 体 积 压 裂 返 排 液 中 含 有 Ｃａ２ ＋ 、Ｍ ｇ２ ＋ ，Ｃｌ － 等 离 子 ，ｐＨ 值 呈 中 性 。 Ｃａ２ ＋ 、 Ｍ ｇ２ ＋ 等高价金属离子易降低降阻剂的降阻性能 ，甚 至产生沉淀 ；Ｃｌ － 浓度较低时一般不会对体积压裂 液的性能造成影响 ，但 Ｃｌ － 浓度较高时仍然会降低 降阻剂的降阻性能 ，并且对泵注设备 、管线 、井下管 柱造成一定腐蚀 。
Ｌｉｕ Ｙｏｕｑｕａｎ１ ，Ｃｈｅｎ Ｐｅｎｇｆｅｉ１ ，Ｗｕ Ｗｅｎｇａｎｇ１ ，Ｘｉｏｎｇ Ｙｉｎｇ１ ，Ｙａｎｇ Ｆｅｎｇ２ ，Ｚｈａｏ Ｗａｎｗｅｉ１ ，Ｚｈａｏ Ｈａｏ２ （１ ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏ ｆ Ｎ ａｔｕｒａｌ Ｇ ａｓ Ｔ ｅｃｈｎｏｌｏ ｇｙ ， ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ Ｓｏｕｔｈｗ ｅｓｔ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇ ａｓｆ ｉｅｌｄ Ｃｏｍ ｐ ａｎｙ ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１０２１３ ，Ｓｉｃｈｕａｎ ，Ｃｈｉｎａ ；
石 油 与 天 然 气 化 工
４９４
ＣＨＥＭ ＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｏ Ｆ ＯＩＬ ＆ ＧＡＳ ２０１３
从图 １ 可以看出 ，Ｗ２ 井体积压裂返排液的摩 阻较高 ，接近清水摩阻 ，进一步验证了返排液中残余 降阻剂的浓度很低 ，不能起到有效地降摩阻作用 。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ：ｖｏｌｕｍｅ‐ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ，ｆｌｏｗ‐ｂａｃｋ ｆｌｕｉｄ ，ｒｅｕｓｅ ，ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ
基金项目 ：中国石油天然气股份有限公司重大科技项目“非常规油气资源勘探开发技术研究”（２０１１Ａ － ４８０３） 。 作者简介 ：刘友权（１９７３ － ） ，男 ，１９９７ 年毕业于华中理工大学化学系精细化工专业 。 ２００７ 年西南石油大学工程硕士研究
Ｈａｙｎｅｓｖｉｌｌｅ ＩＩ 级注入井 商业和非商业
－
Ｍ ａｒｃｅｌｌｕｓ
ＩＩ 级注入井 商业和非商业 处理和排放 市政污水处理设施 重复利用 就地重复利用
－ 主要处理方式 用于接下来的压裂
返排液处理后重复利用需通过物理分离 、化学 沉淀 、过滤等方式除去返排液中的悬浮固体 、杂质 ， 使其水质满足配液水质要求 ；返排液处理后排放除 了采用重复利用处理技术外 ，还需采用生物反应 、膜 分离 、反渗透 、离子交换 、蒸馏等技术 ，进一步除去返 排液中的溶解固体 、有机物等 ，以满足外排水质标 准 。 ［６‐９］
ｆｌｏｗ‐ｂａｃｋ ｆｌｕｉｄ ｉｎ ｗｅｌｌ Ｗ２
编 号
ρ（Ｃａ２ ＋ （ｍｇ · Ｌ
）／ ρ（Ｍ ｇ２ ＋ － １ ）（ｍｇ · Ｌ
）／ ρ（Ｃｌ － １ ）（ｍｇ ·
－ ）／ Ｌ －１
ρ（Ｆｅ３ ）（ｍｇ ·
＋
Ｌ
）／ －１ ）
ｐＨ
值
１ ＃ １１４ ．２ ２ ＃ １３７ ．０ ３ ＃ １４３ ．６ ４ ＃ １５９ ．６ ５ ＃ １６２ ．０ ６ ＃ ３０９ ．０ ７ ＃ ３１７ ．３
２ ． Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｓｉｃｈｕａｎ Ｇ ａｓ Ｄ ｉｓｔｒｉｃｔ ， ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇ ａｓｆｉｅｌｄ Ｃｏｍ ｐ ａｎｙ ， Ｌ ｕｚ ｈｏｕ ６４６００１ ，Ｓ ｉｃｈｕａｎ ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ ：Ｖｏｌｕｍｅ‐ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｉｎ ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｎｅｅｄｓ ｍａｓｓｉｖｅ ｆｌｕｉｄ ａｎｄ ｂｒｉｎｇｓ ｐｌｅｎ ‐ ｔｙ ｏｆ ｆｌｏｗ‐ｂａｃｋ ｆｌｕｉｄ ｗ ｈｉｃｈ ｃｏｎｔａｉｎｓ ｖａｒｉｅｄ ｉｏｎｓ ，ｒｅｓｉｄｕａｌ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ，ｓｕｓｐｅｎｄｉｎｇ ｍａｔｔｅｒｓ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ ，ｓｏ ｈａｒｍｌｅｓｓ ｄｉｓｐｏｓａｌ ｈａｓ ｇｒｅａｔ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ ． Ｔ ｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｗ ａｙｓ ｏｆ ｄｉｓｐｏｓａｌ ｆｌｏｗ ‐ ｂａｃｋ ｆｌｕｉｄ ｆｒｏｍ ｖｏｌｕｍｅ‐ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ，ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｇａｓ ｗ ｅｌｌ ｉｎ Ｓｉｃｈｕａｎ ．Ｗｅ ｆｏｒｍｅｄ ｔｈｅ ｄｉｓｐｏｓａｌ ｆｌｏｗ‐ｂａｃｋ ｆｌｕｉｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ．Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｓｔｕｄｙ ｓｈｏｗ ｅｄ ｔｈａｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｓｉｄｕａｌ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｗ ｅｒｅ ｌｏｗ ｉｎ ｆｌｏｗ ‐ｂａｃｋ ｆｌｕｉｄ ，ｂｕｔ ｈａｄ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ ｓａｌｔｓ ，ｔｈｅ ｄｒａｇ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｅｄ ｆｌｏｗ‐ｂａｃｋ ｆｌｕｉｄ ｗ ａｓ ｔｈｅ ｓａｍｅ ａｓ ｔｈｅ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｆｌｕ‐ ｉｄ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｆｒｅｓｈｗ ａｔｅｒ ．Ｉｔ ａｌｓｏ ｃａｍｅ ｔｏ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｉｎ ｆｉｅｌｄ ｔｒｉａｌ ，ｗ ｈｉｃｈ ｇａｉｎｅｄ ｅｆ‐ ｆｉｃｉｅｎｔ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ，ｓａｖｅｄ ｆｒｅｓｈｗ ａｔｅｒ ，ｒｅｄｕｃｅｄ ｄｒａｉｎａｇｅ ｏｆ ｗ ａｓｔｅ ｗ ａｔｅｒ ，ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ．
（１ ．中国石油西南油气田公司天然气研究院 ） （２ ．中国石油西南油气田公司蜀南气矿）
摘 要 非常规储层体积压裂施工液体用量大 ，返排液多 ，返排液中含有各种地层离子 、残余 添加剂 、悬浮物等 ，无害化处理难度较大 。 介绍了国外体积压裂返排液的处理方式 ，并结合四川盆 地的特点 ，形成了适合于四川盆地非常规储层体积压裂返排液回收利用处理流程 。 室内研究表明 ， 体积压裂返排液中的残余添加剂浓度较低 ，具有一定的矿化度 ，采用回收利用处理流程进行处理 后 ，其摩阻与清水配制的体积压裂液相当 。 现场应用也进一步表明 ，体积压裂返排液处理后配制的 液体摩阻性能与清水配制的相当 。 现场获得了良好的储层改造效果 ，节约了配液用水 ，减少了废弃 物排放 ，实现了节能减排 。
Ａｍｅｒｉｃａｎ ｓｈａｌｅ ｇａｓ ｂａｓｉｎ
页岩盆地 水管理政策 可用性
备注
ＩＩ 级注入井 商业和非商业 在 Ｂａｒｎｅｔｔ 处理 Ｂａｒｎｅｔｔ 重复利用 就地重复利用 用于接下来的压裂
ＩＩ 级注入井 非商业 水被运输到两口处理井 Ｆａｙｅｔｔｅｖｉｌｌｅ 重复利用 就地重复利用 用于接下来的压裂
关键词 体积压裂 返排液 重复利用 非常规储层 中图分类号 ：Ｔ Ｅ３５７ ．１ ＋ ２ 文献标志码 ：Ａ ＤＯＩ ：１０ ．３９６９ ／ｊ ．ｉｓｓｎ ．１００７‐３４２６ ．２０１３ ．０５ ．０１１
Ｒｅｕｓｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｓｌｉｃｋ ｗａｔｅｒ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｆｌｏｗｂａｃｋ ｆｌｕｉｄ
四川非常规油气资源开发区块多处于丘陵地 带 ，水资源短缺 ，难以满足大规模体积压裂所需的水 源需求 。 同时 ，体积压裂后产生了大量返排液（返排 率一般为 ３０％ ） 。 返排液中 ＣＯＤ 值高 、色度高 、悬 浮物含量高 ，使得无害化处理难度大 、费用高 。 将返 排液回收再利用 ，不仅可以缓解体积压裂水资源短 缺的问题 ，同时还可以减少废液排放 ，实现非常规油 气田的环保 、节能开发 。
处理后返排液 ＋ ０ ．１％ 助排剂
２９ ．０
６０ ．８７
处理后返排液 ＋ ０ ．２％ 助排剂
２７ ．６
７６ ．４５
清水 ＋ ０ ．２％ 助排剂
２６ ．９ຫໍສະໝຸດ ７８ ．３０针对四川盆地非常规储层特点 ，体积压裂返排 液首先采用物理分离方法除去机械杂质 、悬浮固体 和油等 ；其次对返排液水质进行检测 （ｐＨ 值 、残余 添加剂浓度等） ，并根据检测结果进行水质调整（ｐ Ｈ 值） ；再次 对 返 排 液 水 质 进 行 检 测 ，并 根 据 Ｃａ２ ＋ 、 Ｍ ｇ２ ＋ 、Ｃｌ － 、Ｆｅ３ ＋ 浓度来判断是否满足体积压裂用 水水质要求 。 满足水质要求的返排液直接用作压裂 用水 ，不能满足水质要求的返排液与清水混合 ，通过 稀释降低返排液中离子浓度 ，使其满足体积压裂用 水水质要求 。
初始加入液
０ ．２
０ ．１
返排液
０ ．０３ ～ ０ ．０４
０ ．０１ ～ ０ ．０２
从表 ３ 可知 ，Ｗ２ 井体积压裂返排液中助排剂 浓度和降阻剂浓度均较初始加入时有了显著降低 。 这主要是由于助排剂为表面活性剂 ，储层岩石对其 有较强的吸附性 ，表面活性剂分子在岩石表面定向 排列 ，增大了液体与岩石的接触角的同时 ，也使助排 剂被储层吸附而损失 ；而降阻剂为高分子物质 ，由于 剪切作用及储层环境中的温度降解作用 ，使得其逐 渐降解 。
２ 返排液再利用处理研究
２ ．１ 返排液分析 返排液处理首先要了解体积压裂返排液的水质
以及残余添加剂浓度等 。 表 ２ 、表 ３ 和图 １ 分别是 四川页岩气藏 Ｗ２ 井体积压裂返排液的水质情况 、 残余添加剂浓度情况和摩阻情况 。
表 ２ Ｗ２ 井体积压裂返排液水质分析 Ｔａｂｌｅ ２ Ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｖｏｌｕｍｅ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ
表 ３ Ｗ２ 井体积压裂返排液残余添加剂浓度分析 Ｔａｂｌｅ ３ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｒｅｓｉｄｕａｌ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｉｎ