页岩气压裂返排液高效破胶剂的研究

针对页岩气开采过程中产生的非常规压裂返排液具有高粘度、高COD及高稳定性的特点,以Fe(NO3)3和Ca(ClO)2为原料,采用化学湿法中的两步法合成了一种绿色氧化剂K2FeO4,并对合成出的K2FeO4进行了定量分析,得到合成的高铁酸钾产率为67.63%,纯度为93.41%。采用X衍射、红外光谱、扫描电镜及X衍射能谱,对合成的K2FeO4进行了表征。将K2FeO4作为某气田页岩气压裂返排液的高效破胶剂,并对影响破胶效果的因素进行了分析。确定了K2FeO4的加量为3 000 mg/L,体系pH为11.0及反应时间为40 min的最优条件,在最优条件下,得到出水的粘度为1.4 mPa·s,其COD、SS和色度的去除率分别为59.1%、93.3%和88.9%。通过红外光谱和扫描电镜进行了微观观察,对K2FeO4氧化非常规压裂返排液中主要成分胍胶的过程进行了机理分析。研究还发现,K2FeO4在还原分解后,具有比单一铁离子更强的混凝效果。因此,K2FeO4的应用对页岩气压裂返排液的处理有深远的影响