CN104418450A

CN104418450A - 一种压裂返排液回收处理重复利用工艺方法

Info

Publication number: CN104418450A
Application number: CN201310370352.1A
Authority: CN
Inventors: 李建华; 杨向莲; 王琪; 陈树军; 朱开亮
Original assignee: SHANDONG TOP PETROLEUM EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: SHANDONG TOP PETROLEUM EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2013-08-23
Filing date: 2013-08-23
Publication date: 2015-03-18

Abstract

本发明提供一种压裂返排液回收处理重复利用工艺方法。其技术方案为：压裂返排液废水加入沉淀剂，通过过滤除去不利于再次配液的有害成分，使之不会影响重复使用再次配液。沉淀剂可以是氢氧化钠、碳酸钠、硫酸铝、硫酸硅酸铝铁、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝铁中的一种或多种。沉淀后的返排液进行电化学处理，发生氧化、还原、气浮和絮凝作用。电化学处理后的返排液再进行活性炭毡过滤处理，使之达到重复利用再配液的目的。本发明不破坏有用成分和无害成分，流程缩短，成本低廉，操作简便，具有较高的推广应用价值；本发明立足于压裂返排液的循环利用重复配液，避免污水排放，节约新鲜淡水，具有较高的环境保护价值。

Description

一种压裂返排液回收处理重复利用工艺方法

技术领域：

本发明涉及油气田开采技术领域，尤其是一种压裂返排液回收处理重复利用工艺方法。

背景技术：

目前压裂返排液深度处理有电化学处理法和生物处理法，采用深度处理后达标排放其难点是降低 COD ，其中电化学处理法加药量大、需要微电解成本高，绝大部分成本消耗在降低 COD 上，需要用强酸、强碱等调节剂，不利于安全生产，其处理效果也不稳定；生物处理法需要合适的环境温度，降解时间长，尚处于试验阶段，没有经过现场应用，技术还不成熟。

压裂返排液成分复杂，处理难度大，需要多段处理工艺才能彻底分解有机污染物，通常是破胶、絮凝、氧化、膜分离等多种方法联合使用，常规处理的最终目标是外排或者回注。使得现有处理工艺流程长，成本高，投资大，工艺很复杂，而且处理效果不理想。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种压裂返排液回收处理重复利用工艺方法，经该工艺处理过的压裂返排液达到重新配制压裂液的目的。本发明利用废水中的有用成分，使返排液经过处理后，达到配液要求，继续用来配制压裂液，实现水资源的循环利用。

本发明的技术方案是：压裂返排液废水加入沉淀剂，通过过滤除去不利于再次配液的有害成分，使之不会影响重复使用再次配液。

所述沉淀剂可以是氢氧化钠、碳酸钠、硫酸铝、硫酸硅酸铝铁、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝铁中的一种或多种。

所述氢氧化钠投入量为1000~6500ppm，所述碳酸钠投入量为2000~25000ppm，所述硫酸铝投入量为500~7000ppm，所述硫酸硅酸铝铁400~8000ppm，所述聚丙烯酰胺投入量为3~35ppm，所述聚合氯化铝铁投入量为100~9500ppm。

沉淀后的返排液进行电化学处理，发生氧化、还原、气浮和絮凝作用。电化学具有如下作用，强氧化—自产氧化剂；强还原—自产还原剂；絮凝—自产絮凝剂；气浮—自产气浮超细气泡。

电化学处理后的返排液再进行活性炭毡过滤处理，使之达到重复利用再配液的目的。选用的滤料是特殊的活性炭毡，是用含炭为主的物质作为原料，经高温炭化和活化而制成的疏水性吸附剂。

本发明不破坏有用成分和无害成分，流程缩短，成本低廉，操作简便，具有较高的推广应用价值；本发明立足于压裂返排液的循环利用重复配液，避免污水排放，节约新鲜淡水，具有较高的环境保护价值。

具体实施方式

实例一：中石化东北分公司压裂液返排液废水，石油类含量510mg/L，COD含量10500 mg/L，二价铁含量66 mg/L，SS含量1550mg/L。对该压裂返排液废水进行化学沉淀，氢氧化钠投入量为4500ppm，碳酸钠投入量为15000ppm，硫酸铝投入量为750ppm，聚丙烯酰胺投入量为6.5ppm，聚合氯化铝铁投入量为4000ppm。搅拌60min，生成沉淀，进行液固分离。

过滤沉淀之后的废水进入电化学装置，进行电氧化还原、电絮凝和电气浮处理，电流密度7mA/cm2，电解时间40min，最后进行过滤处理。处理后废水的石油类含量10mg/L，COD含量300 mg/L，二价铁含量3 mg/L，SS含量15mg/L。

使用处理后的返排液进行配液，按照《水基压裂液性能评价方法》SY/T5107-2005要求进行配液实验。羟丙基瓜尔胶一级粉压裂液基液浓度0.28%，粘度30mPa.s；有机硼交联剂交联比20:1；在170s-1、50℃条件下上机RS-300剪切90min，粘度85mPa.s，满足标准要求。

实例二：中石化中原油田分公司压裂液返排液废水，石油类含量630mg/L，COD含量8500 mg/L，二价铁含量52mg/L，SS含量1700mg/L。对该压裂返排液废水进行化学沉淀，氢氧化钠投入量为3000ppm，碳酸钠投入量为17500ppm，硫酸硅酸铝铁投入量为1500ppm，聚丙烯酰胺投入量为5ppm，聚合氯化铝铁投入量为3500ppm。搅拌50min，生成沉淀，进行液固分离。过滤沉淀之后的废水进入电化学装置，进行电氧化还原、电絮凝和电气浮处理，电流密度7mA/cm2，电解时间50min，最后进行过滤处理。处理后废水的石油类含量8mg/L，COD含量200mg/L，二价铁含量2 mg/L，SS含量10mg/L。

使用处理后的返排液进行配液，按照《水基压裂液性能评价方法》SY/T5107-2005要求进行配液实验。羟丙基瓜尔胶一级粉压裂液基液浓度0.32%，粘度40mPa.s；有机硼交联剂，交联比10:1；在170s-1、60℃条件下上机RS-300剪切90min，粘度98mPa.s，满足标准要求。

实例三：中石化华北分公司压裂液返排液废水，石油类含量780mg/L，COD含量13000mg/L，二价铁含量95mg/L，SS含量1950mg/L。对该压裂返排液废水进行化学沉淀，氢氧化钠投入量为5500ppm，碳酸钠投入量为21000ppm，硫酸铝投入量为2100ppm，聚丙烯酰胺投入量为7ppm，聚合氯化铝铁投入量为5500ppm。搅拌70min，生成沉淀，进行液固分离。过滤沉淀之后的废水进入电化学装置，进行电氧化还原、电絮凝和电气浮处理，电流密度7mA/cm2，电解时间60min，最后进行过滤处理。处理后废水的石油类含量5mg/L，COD含量150mg/L，二价铁含量2 mg/L，SS含量8mg/L。

使用处理后的返排液进行配液，按照《水基压裂液性能评价方法》SY/T5107-2005要求进行配液实验。羟丙基瓜尔胶一级粉压裂液基液浓度0.30%，粘度34mPa.s；有机硼交联剂，交联比15:1；在170s-1、65℃条件下上机RS-300剪切90min，粘度112mPa.s，满足标准要求。

Claims

1.一种压裂返排液回收处理重复利用工艺方法，其特征在于：压裂返排液废水加入沉淀剂，通过过滤除去不利于再次配液的有害成分，使之不会影响重复使用再次配液。

2.根据权利要求1所述的一种压裂返排液回收处理重复利用工艺方法，其特征在于：所述沉淀剂可以是氢氧化钠、碳酸钠、硫酸铝、硫酸硅酸铝铁、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝铁中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的一种压裂返排液回收处理重复利用工艺方法，其特征在于：所述氢氧化钠投入量为1000~6500ppm，所述碳酸钠投入量为2000~25000ppm，所述硫酸铝投入量为500~7000ppm，所述硫酸硅酸铝铁400~8000ppm，所述聚丙烯酰胺投入量为3~35ppm，所述聚合氯化铝铁投入量为100~9500ppm。

4.根据权利要求1或2所述的一种压裂返排液回收处理重复利用工艺方法，其特征在于：沉淀后的返排液进行电化学处理，发生氧化、还原、气浮和絮凝作用。

5.根据权利要求1或2所述的一种压裂返排液回收处理重复利用工艺方法，其特征在于：所述电化学处理集电氧化还原、电絮凝和电气浮功能于一体，难生物降解的有机高分子在电场作用下改变了颗粒表面电荷电位，使分子链发生断裂破碎，一部分分子链与电极释放的新生亚铁离子形成羟基络合物进行絮凝沉淀，另一部分分子链被产生的大量氢氧气泡吸附，分离上浮，去除了压裂返排液废水中的COD、BOD、SS多种污染物，去除率可达80%~90%。

6.根据权利要求1或2所述的一种压裂返排液回收处理重复利用工艺方法，其特征在于：电化学处理后的返排液再进行活性炭毡过滤处理，使之达到重复利用再配液的目的。

7.根据权利要求1或2所述的一种压裂返排液回收处理重复利用工艺方法，其特征在于：所述活性炭毡是用含炭为主的物质作为原料，经高温炭化和活化而制成的疏水性吸附剂。