壓裂液返排處理

1、11.2項目實施方案11.2.1 壓裂返排液分析常規(guī)壓裂施工所采用的壓裂液體系，以水基壓裂液為主。壓裂施工后所產(chǎn)生的壓裂廢液主要來源于兩個方面：一是施工前后采用活性水洗井作業(yè)產(chǎn)生的大量洗井廢水；另一個方面就是壓裂施工完成后從井筒返排出來的壓裂破膠液，返排的壓裂廢液中含有大量的月瓜膠、甲醛、石油類及其他各種添加劑，眾多添加劑的加入使壓裂液具有較高的COD值、高穩(wěn)定性、高黏度等特點，特別是一些不易凈化的親水性有機添加劑，難以從廢水中除去?？偟膩碚f，壓裂廢液具有以下特點：(1)成分復(fù)雜。返排液主要成分是月瓜膠和高分子聚合物等，其次是SRB菌、硫化物、硼酸根、鐵離子和鈣鎂離子等，總鐵、硼含量都很高。(

2、2)處理難度大。懸浮物是常規(guī)含油污水處理中最難達標(biāo)的項目，壓裂返排液組分的復(fù)雜性及其性質(zhì)的獨特性決定了其處理難度更大。(3)處理后要求比較高。處理后的液體不僅粘度色度要達標(biāo)，里面的鈣鎂離子、鐵離子、和硼酸根離子均要去除，否則會影響后續(xù)配制壓裂液的各項性能。11.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀由于壓裂廢液具有粘度大、穩(wěn)定性好、COM等特點，環(huán)保達標(biāo)處理難度較大。國外對壓裂廢液的處理主要是回收利用。根據(jù)國外報道的技術(shù)資料看，他們對壓裂廢液的處理技術(shù)和工藝相對簡單，一般采用固液分離、堿化、化學(xué)絮凝、氧化、過濾等幾個組合步驟，處理后的水用于鉆井泥漿、水基壓裂液、固井水泥漿等配制用水。這種處理方式不僅降低了處理壓裂

3、廢液的費用支出，而且還減少了污染物的排放。國內(nèi)對早些壓裂廢液的處理主要采取以下一些方法：(1)廢液池儲存：將施工作業(yè)中產(chǎn)生的壓裂廢液儲存在專門的廢液池中，采用自然蒸發(fā)的方式干化，最后直接填埋。這種處理方式不僅耗時長，而且填埋的污泥塊仍然會滲濾出油、重金屬、醛、酚等污染物，存在嚴重的二次污染。(2)焚燒：這種方式雖然可以在一定程度上控制污染物的排放，但仍然會造成大氣污染。(3)回注：將壓裂廢液收集，集中進行絮凝、氧化等預(yù)處理，然后按照一定比例與采油污水摻混進行再處理，處理后的水質(zhì)達標(biāo)后用作回注用水。就當(dāng)前研究現(xiàn)狀綜合分析，處理壓裂液返排液回注回注工藝，國內(nèi)大多數(shù)油田采用自然沉降一混凝一過濾的“老

4、三段”式常規(guī)處理工藝。傳統(tǒng)處理工藝面臨著很多問題，比如沉淀時間長，處理能力低下，凈化藥劑投加量過大，造成處理后的液體中含鹽量的增加，絮凝沉淀后的污泥量過大增加運輸成本。11.2 工藝原理我公司根據(jù)以上難點和問題以及現(xiàn)場施工特點發(fā)明了一套最新的壓裂液返排液處理工藝。我公司計劃采取絮凝沉淀-固液分離-深度過濾的處理工藝，為壓裂返排液高效處理提供一套有效的解決方案。主要技術(shù)特點：(1)系統(tǒng)設(shè)備：采用撬裝式設(shè)計，操作方便、操作過程連續(xù)化、操作管理方便、運行成本低。(2)絮凝沉淀：采用高效復(fù)合混凝劑、絮凝劑提高處理效率。(3)過濾：經(jīng)過兩個階段過濾除雜，高效徹底。(4)深度過濾：膜過濾深度過濾，最終效果

5、有保障。絮凝沉淀向廢水中投如一定量的混凝劑、絮凝劑，在適當(dāng)?shù)臈l件下形成絮體和水相的非均相混合體系，利用重力作用，實現(xiàn)絮體和水相的分離，從而達到去除污染物的目的。通過絮凝，壓裂廢液中的高分子單體、高分子殘渣得以去除，因此COD直大幅度降低。一般來說，通過優(yōu)選絮凝劑及助凝劑種類、優(yōu)化絮凝劑加量、調(diào)節(jié)絮凝條件，能夠使壓裂廢液的CODt除率達到4070%。絮凝法不僅能降低壓裂廢液的COD直，而且還能有效降低壓裂廢液的含油量、懸浮物含量、濁度等。采用新型化學(xué)處理劑，大大降低絮凝時間，提高絮凝效率。采用新型化學(xué)處理劑后，在10分鐘的絮凝沉降時間后，其處理的結(jié)果可以達到傳統(tǒng)化學(xué)處理劑處理效果的90%以上。表

6、11-3不同處理劑的效果對比對比項目沉降時間處理水質(zhì)COD去除率%懸浮物去除率%色度去除率%傳統(tǒng)化學(xué)處理劑5-7小時50-9570-8050-80新型化學(xué)處理劑10分鐘45-9560-8050-80固液分離絮凝沉淀后的液體通過過濾裝置進行固液分離。過濾分為兩個階段，先經(jīng)過小目數(shù)的過濾網(wǎng)去除肉眼可見的固態(tài)懸浮物，后經(jīng)過大目數(shù)的過濾網(wǎng)過濾微小絮凝物，經(jīng)過這兩步過濾后的處理液可以達到肉眼看上去非常清澈，物理性質(zhì)跟水一樣的效果。深度過濾沉淀分離產(chǎn)生的液相通過深度過濾裝置進一步降低液相中的COD值、鐵、硼酸根離子的含量。深度過濾選用非對稱膜。此種膜管壁密布微孔，在壓力作用下，原料液在膜管內(nèi)或膜外側(cè)流動，

7、小分子物質(zhì)（或液體）透過膜，大分子物質(zhì)（或固體）被膜截留，從而達到分離、濃縮、純化和環(huán)保等目的。此種膜具有分離效率高、效果穩(wěn)定、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐酸堿、耐有機溶劑、耐菌、耐高溫、抗污染、機械強度高、再生性能好、分離過程簡單、能耗低、操作維護簡便、使用壽命長等眾多優(yōu)勢。經(jīng)過深度過濾處理后的液相，達到國家排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）二級標(biāo)準(zhǔn)。處理后污水可回用重新配置壓裂液。11.2.4工藝流程本方案主要工藝是采用先進的絮凝劑，經(jīng)過絮凝沉降、固液分離、深度過濾等工序，過程簡單實用且破膠除油效果顯著。之后選用高效的處理藥劑，將固相進行無害化處理，處理后固相浸出液指標(biāo)達到驗收標(biāo)準(zhǔn)；液相經(jīng)過深度過濾處

8、理后，現(xiàn)場試驗檢測滿足重新配液要求。圖11-1處理工藝流程圖施工方案作業(yè)前準(zhǔn)備1）返排液處理作業(yè)準(zhǔn)備通過與客戶協(xié)調(diào)，公司技術(shù)支持人員于開工前7天左右進行現(xiàn)場勘查并完成現(xiàn)場實驗。2）安全技術(shù)培訓(xùn)公司安排作業(yè)人員，項目經(jīng)理1名，技術(shù)負責(zé)人1名，現(xiàn)場工程師人員10名（1人兼任電工，資質(zhì)齊全），值班車司機等，所有項目人員都應(yīng)資質(zhì)齊全，完成技術(shù)、操作人員QHSE培訓(xùn)。開工前設(shè)備維護期間，完成操作人員安全操作培訓(xùn)，并建立員工的培訓(xùn)記錄。3）設(shè)備搬遷和現(xiàn)場人員動員待甲方下發(fā)開工動員通知單后，本項目現(xiàn)場人員要提前抵達作業(yè)現(xiàn)場，通知公司有關(guān)部門準(zhǔn)備板車和吊車，將設(shè)備和藥劑等從公司烏審旗基地搬遷到壓裂酸化作業(yè)現(xiàn)場

9、。4）安裝調(diào)試與試運行設(shè)備進場后，技術(shù)管理人員確定裝置停放位置，并依據(jù)設(shè)備調(diào)試方案，指導(dǎo)操作人員進行設(shè)備安裝調(diào)試。藥劑到達現(xiàn)場后，存放到易于施工的高地，做到上蓋下墊。施工作業(yè)工序1）傳輸-均質(zhì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)：用物料輸送系統(tǒng)將井下壓裂酸化后返出的液體輸送到均質(zhì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，進行均質(zhì)調(diào)節(jié)，用泵提升至下一個流程。2）加藥混合破膠-離心分離系統(tǒng)用氣動泵提升返排液的同時按比例投加加破膠劑和絮凝劑，經(jīng)混合反應(yīng)設(shè)備充分反應(yīng)后的液體進入均質(zhì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)處理，進行充分破膠絮凝，破膠后的液體泵入高速離心機，離心分離產(chǎn)生的固相進入固相接收罐，接收后使用螺旋輸送機提升至加藥混拌設(shè)備，進行無害化處理。離心分離后的液相進入下一步流程。3）集成超微氣泡-混合氧化反應(yīng)系統(tǒng)離心分離后的液相進入儲罐儲存，經(jīng)過泵提升至超微氣泡反應(yīng)