CN105064970B - 一种油气井压裂返排液处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油气井压裂返排液处理方法，经油井井口返排出来的压裂返排液进入到缓存罐中进行氧化处理，向经过氧化处理过的压裂返排液中加入调节剂，将氧化处理后的压裂返排液的PH调节到7.5‑9，经提升泵将调节后的压裂返排液送入到反应器中，向反应器中的压裂返排液加入处理药剂，使其充分混合反应并生成絮状物，再将反应后的混合物泵入到固液分离装置中经行固液分离，分离后的固相直接排出固液分离装置，分离后的液相进入精细化处理装置，进一步去除悬浮物、色度、大颗粒离子，实现出水的达标排放与重新利用，完成压裂返排液的处理，高效连续实现油田油、气井压裂返排液的絮凝沉降、固液分离及过滤澄清，能重复利用、达标排放、回注地层目的。

Description

一种油气井压裂返排液处理方法

技术领域

本发明属于油气井环保工程技术领域，具体地，本发明公开了一种油气井压裂返排液处理方法。

背景技术

在油田开发特别是低渗透油藏开发过程中，气井、油井压裂施工过程中会产生大量废液返排至地面，废液中既有从地层深处带出的粘土颗粒和岩屑，也有原油及压裂液中的添加剂等污染物，其中主要成分是固体悬浮物（包括地层微粒、压裂砂、破胶残渣及水不溶物）、原油、溶解性有机物、细菌、无机盐等，是一种稳定、复杂的多相分散体系，达标处理难度很大。近年来，随着油田水平井体积压裂开发力度的不断加大，压裂作业用水量大与压裂废液产生量大且无法外排这一矛盾进一步凸现了出来，水平井分段压裂已成为提高低渗透油气田产量的主要手段，分段压裂、体积压裂技术的应用使压裂液用水量显著提高。页岩气、致密油气的开发进一步提高了压裂液用水量。压裂返排液中含有成份复杂且性能稳定的污染物，一旦进入生态循环就会污染土壤和水资源环境。因此，若能将压裂返排液加以处理后再利用于油气田生产作业，对于减少废水总量和降低作业成本都具有重要意义。

目前，油气田压裂废液主要采用的处理措施是排放至井场污水池自然蒸干、倒入废弃井场填埋、转运回注、车拉到污水站或较少油田进行回收处理，这些措施使得废液处理不及时而产生恶臭，影响井场周围环境和当地居民健康，对农作物及地表水系统造成污染。由于整个井下作业产生废液总量很大，采用车拉成本高，且废液对集输和注水系统有严重腐蚀性，影响地面系统使用寿命，对采出水回注系统的正常运行带来很大压力。目前能达到排放标准或者能循环回用的极少，提出的处理工艺流程比较繁复，现场实际使用不便且成本非常高。近年尝试采用絮凝、沉降的处理方法在井场直接处理压裂返排液。处理时间长：单次处理絮凝沉降时间至少6小时；设备占用量大：单次处理量与占用的压裂液罐有关。必须要有足够的压裂液罐放置返排液，否则单次处理量受限；处理后水质差，难以重新利用：单纯的靠絮凝、沉降处理后的返排液很难达到重新配制的压裂液满足施工要求。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可高效连续实现油田油、气井压裂返排液的絮凝沉降、固液分离及过滤澄清，能满足油田现场压裂施工重复利用、达标排放、回注地层目的。减少挖泥浆池作业，节省土地，保护环境的油气井压裂返排液处理方法。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：一种油气井压裂返排液处理方法，经油井井口返排出来的压裂返排液进入到缓存罐中进行氧化处理，向经过氧化处理过的压裂返排液中加入调节剂，将氧化处理后的压裂返排液的PH调节到7.5-9，经提升泵将调节后的压裂返排液送入到反应器中，向反应器中的压裂返排液加入处理药剂，使其充分混合反应并生成絮状物，再将反应后的混合物泵入到固液分离装置中经行固液分离，分离后的固相直接排出固液分离装置，分离后的液相进行精细化处理回收利用或直接排放，完成压裂返排液的处理。

所述的调节剂是氢氧化钠。

所述的处理药剂包括以下成份：氧化剂、絮凝剂、助凝剂、杀菌剂；所述的处理每方压裂返排液的加药量为：氧化剂1～2kg/方，絮凝剂2～10kg/方，助凝剂1～3kg/方，杀菌剂0.05～0.1kg/方。

所述的氧化剂为双氧水、次氯酸钠中的任一种。

所述聚合氯化铝、碱式硫酸铝、硫酸亚铁中的任一种。

所述的助凝剂为聚丙烯酰胺。

所述的杀菌剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵。

所述的固液分离装置是离心分离器。

所述的精细化处理包括三种方式：

1）过滤加吸附，用活性炭加纤维维素进行过滤，过滤掉液相中的悬浮物，吸附掉其中溶于水的有害离子；

2）用反渗透膜进行过滤，过滤掉液相中的悬浮物和有害离子；

3）用离子置换树脂过滤，用离子置换方法去除有害离子。

本发明采用以上技术方案，具有以下优点，高效连续实现油田油、气井压裂返排液的絮凝沉降、固液分离及过滤澄清，能满足油田现场压裂施工重复利用、达标排放、回注地层目的，减少挖泥浆池作业，节省土地，保护环境；连续不间断处理返排液：较传统需要众多罐体存储返排液的方法减少缓冲的存储罐，罐的占用率降低，返排液循环利用路线：返排液物理沉降后配制压裂液，返排液通过综合处理技术，水质达到排放标准或重新配制压裂液标准，返排液处理后有效回注。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细的描述。

实施例1

一种油气井压裂返排液处理方法，经油井井口返排出来的压裂返排液进入到缓存罐中进行氧化处理，向经过氧化处理过的压裂返排液中加入调节剂，将氧化处理后的压裂返排液的PH调节到7.5-9，经提升泵将调节后的压裂返排液送入到反应器中，向反应器中的压裂返排液加入处理药剂，使其充分混合反应并生成絮状物，待絮状物不在增加时，再将反应后的混合物泵入到固液分离装置（离心分离器）中经行固液分离，分离后的固相直接排出固液分离装置，分离后的液相进行精细化处理回收利用或直接排放，完成压裂返排液的处理；所述的精细化处理包括三种方式：

1）过滤加吸附，用活性炭加千维素进行过滤，过滤掉液相中的悬浮物，吸附掉其中溶于水的有害离子；

2）用反渗透膜进行过滤，过滤掉液相中的悬浮物和有害离子；

3）用离子置换树脂过滤，用离子置换方法去除有害离子。

根据结果进行精细化处理，主要去除水中的各种离子和悬浮物、色度、COD，经精细化处理后的液体检测离子含量，确定处理的有效性，再添加胍胶粉，交联剂，助排剂，粘土稳定剂，调节剂等配置压裂液，处理后的返排液配置的压裂液不仅性能优良，与清水配置压裂液的性能相当，也可节约化学品材料，达到降本增效，节能减排，达到资源化合理利用的目的。

实施例2

在实施例1的基础上，所述的调节剂是氢氧化钠；所述的处理药剂包括以下成份：氧化剂、絮凝剂、助凝剂、杀菌剂；所述的处理每方压裂返排液的加药量为：氧化剂1～2kg/方，絮凝剂2～10kg/方，助凝剂1～3kg/方，杀菌剂0.05～0.1kg/方，采用本实施例中的药剂实现快速絮凝沉降，10min即可完成95%以上的絮凝沉降过程。在10分钟的絮凝沉降时间后，其处理的结果可以达到传统化学处理剂6小时处理效果的80%以上。过滤残渣，将不容固相过滤掉，即进行固液分离，对液相进行离子检测，根据结果进行精细化处理，主要去除水中的各种离子和悬浮物、色度、COD。经精细化处理后的液体检测离子含量，确定处理的有效性，再添加胍胶粉，交联剂，助排剂，粘土稳定剂，调节剂等配置压裂液，处理后的返排液配置的压裂液不仅性能优良，与清水配置压裂液的性能相当，也可节约化学品材料，达到降本增效，节能减排，达到资源化合理利用的目的。

实施例3

在实施2的基础上，处理药剂为双氧水、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、十二烷基二甲基苄基氯化铵，没立方压裂返排液中按照以下加药量进行加入，双氧水1kg/方、聚合氯化铝2kg/方、聚丙烯酰胺1kg/方、十二烷基二甲基苄基氯化铵0.05kg/方，在完成反应后色度（稀释倍数）为30，悬浮物SS为50，化学需氧量80mg/L，石油类5。

实施例4

在实施例2的基础上，处理药剂为次氯酸钠、碱式硫酸铝、聚丙烯酰胺、十二烷基二甲基苄基氯化铵，没立方压裂返排液中按照以下加药量进行加入，次氯酸钠1.5kg/方、碱式硫酸铝5kg/方、聚丙烯酰胺2kg/方、十二烷基二甲基苄基氯化铵0.08kg/方，在完成反应后色度（稀释倍数）为40，悬浮物SS为40，化学需氧量60mg/L，石油类3。

实施例5

在实施例2的基础上，处理药剂为次氯酸钠、硫酸亚铁、聚丙烯酰胺、十二烷基二甲基苄基氯化铵，没立方压裂返排液中按照以下加药量进行加入，次氯酸钠2kg/方、硫酸亚铁10kg/方、聚丙烯酰胺3kg/方、十二烷基二甲基苄基氯化铵0.1kg/方，在完成反应后色度（稀释倍数）为50，悬浮物SS为30，化学需氧量50mg/L，石油类2。

以下是本发明处理后的返排液达到的排放标准与污水排放标准的对比表：

压裂返排液重新配液对水质要求的重点是去除影响交联性能的离子和悬浮物：

达到污水排放标准，则去除的重点是色度、悬浮物、COD和石油类污物以及降低含盐度（矿化度）：

通过以上表格的对比可以看出，本发明提供的压裂返排液处理方法处理后得到的污水的指标远远小于污水排放的标准指标，因此可以看出，本发明中压裂返排液的处理方法能满足油田现场压裂施工重复利用、达标排放、回注地层目的，减少挖泥浆池作业，节省土地，保护环境；连续不间断处理返排液：较传统需要众多罐体存储返排液的方法减少缓冲的存储罐，罐的占用率降低，返排液循环利用路线：返排液物理沉降后配制压裂液，返排液通过综合处理技术，水质达到排放标准或重新配制压裂液标准，返排液处理后有效回注。

现场压裂完后进行返排时，在现场预置有缓冲存储罐，返排液从井口返排出来后注入缓存罐，在缓存罐中加入氧化剂并调节返排液PH值，使其处于7.5～9之间，用提升泵将返排液泵入反应器同时通过定量泵将药剂罐中的药剂注入，在反应器中进行充分混合，混合后的液体经过反应器及管道后泵入专用固液分离装置，将不溶固相除去，液相部分经过滤澄清装置进行精细化处理，处理完后的水注入清水罐或者运到下一口作业井配置压裂液。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种油气井压裂返排液处理方法，其特征在于，经油井井口返排出来的压裂返排液进入到缓存罐中进行氧化处理，向经过氧化处理过的压裂返排液中加入调节剂，将氧化处理后的压裂返排液的PH 调节到7.5-9，经提升泵将调节后的压裂返排液送入到反应器中，向反应器中的压裂返排液加入处理药剂，使其充分混合反应并生成絮状物，待絮状物不在增加时，再将反应后的混合物泵入到固液分离装置中经行固液分离，分离后的固相直接排出固液分离装置，分离后的液相进行精细化处理进一步去除悬浮物、色度、大颗粒离子；

所述的调节剂是氢氧化钠；

所述的处理药剂包括以下成份：氧化剂、絮凝剂、助凝剂、杀菌剂；所述的处理每方压裂返排液的加药量为：氧化剂1 ～ 2kg/ 方，絮凝剂2 ～ 10kg/ 方，助凝剂1 ～ 3kg/ 方，杀菌剂0.05 ～ 0.1kg/方；

所述的氧化剂为双氧水、次氯酸钠中的任一种；

所述絮凝剂为聚合氯化铝、碱式硫酸铝、硫酸亚铁中的任一种；

所述的助凝剂为聚丙烯酰胺；

所述的杀菌剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵；

所述的固液分离装置是离心分离器；

所述的精细化处理包括三种方式：

1）过滤加吸附，用活性炭加纤维素进行过滤，过滤掉液相中的悬浮物，吸附掉其中溶于水的有害离子；

2）用反渗透膜进行过滤，过滤掉液相中的悬浮物和有害离子；

3）用离子置换树脂过滤，用离子置换方法去除有害离子。