CN108585279A - 一种胍胶压裂返排液的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种胍胶压裂返排液的处理方法。该处理方法包括：对胍胶压裂返排液进行预处理，调节pH为6‑8；向调节pH之后的胍胶压裂返排液中添加氧化剂，进行氧化破胶处理；对氧化破胶处理后的胍胶压裂返排液进行吸附处理；对经过吸附处理后的胍胶压裂返排液进行气浮分离处理；分离后，对液体部分进行深层过滤处理；对经过深层过滤处理的胍胶压裂返排液进行树脂脱硼处理，完成对胍胶压裂返排液的处理。该方法可以除去其中的有害离子，并且处理后的返排液可以用于再配制压裂液。

Description

一种胍胶压裂返排液的处理方法

技术领域

本发明涉及一种处理方法，尤其涉及一种胍胶压裂返排液的离子去除方法，属于石油废弃物治理领域。

背景技术

压裂返排液对环境的危害较大。压裂返排液中不仅含有大量化学添加剂，其在返排过程中还将地层中的有机和无机化合物、细菌、重金属以及放射性元素携带出来，与其他油气田污水相比具有污染物种类繁多、成分复杂、浓度高、黏度大、COD高、矿化度高、稳定性高等特点。

压裂返排液如果不经过处理而外排，由于其内在污染物成份复杂且较稳定，在自然力的作用下很难被降解，导致土壤板结盐碱化，地表水系污染，带来严重的环境污染和生态破坏问题。油气田污水处理常用的方法有絮凝沉淀法、过滤/吸附法、电解法、酸碱中和法、生物处理法等，应用这些技术来处理压裂施工完成后产生大量的压裂返排液，使其达到GB 8978-1996《污水综合排放标准》一级标准要求，存在着技术方面和处理成本方面双重的困难。

由于返排液中含有对再次配制压裂液有用的组份，因此返排液重复利用配压裂液是最经济有效的方法。但压裂返排液会携带地层水中部分有害离子，压裂返排液不能直接用来配压裂液，必须通过物理或者化学的方法将对配制压裂液有害的组份除去、或者屏蔽掉，将有用的组份保留才可以使用。因此，开展压裂废水循环利用技术，对于消除压裂废水的环境污染、保障油田的正常生产和可持续发展具有重要的意义。

中国专利申请201410529124.9公开了一种压裂返排液的处理方法。它是把压裂返排液集中到集中池后，用微生物处理1-5天，然后再加入杀菌剂、金属离子去除剂、除氧剂和絮凝剂，絮凝后的上清液经过pH调整，再次复配压裂液。但该方法生化处理的时间较长，影响处理速度，同时会形成大量的活性污泥，造成二次污染。

中国专利申请201410081287.5公开了一种压裂返排液的处理方法。它是对压裂返排液进行预处理(加入混凝剂)，初级氧化处理(加入初级氧化剂)、高级吸附氧化处理(加入活性炭)，经过处理后的压裂返排液达标排放或者回用。但该方法应用活性炭吸附处理，成本高，另外在高级氧化中用芬顿试剂，而双氧水在油田已经禁止使用。

中国专利申请201210473701.8公开了一种压裂返排液的处理方法。它是对压裂返排液先进行絮凝沉淀处理，再将过滤沉淀后的滤液进入到自氧化发生装置进行处理并进行曝气，处理后的液体进行固液分离。但该方法的实现条件比较困难，要有超声波、微波、紫外线和电解才能够实现自氧化，这种工艺只适合高附加值化学试剂的生产，不适合大量、低价值的废水处理。

中国专利申请201310108977.0公开了一种压裂返排液处理后用于配液的成分调节装置及方法，首先经初步的除油、除泥和除砂处理后的压裂返排液进入氧化还原调节单元，去除返排液中的部分有机物、降低COD、杀菌，并调节水质的ORP在-200mV至200mV之间；然后进入离子调节单元，去除水质中的高价元素，并经过絮凝沉淀分离；之后进入酸碱度调节单元，调节水质的pH值在在6.5-8.5之间。处理后的压裂返排液可以达到去除废液中的细菌和高价离子作用，并调节水质的微观稳定性，可以作为再次配制压裂液的用水而使用。但是，该方法只能实现压裂返排液中的油、高价离子及大颗粒物质的去除，不能对影响压裂液再次配制的关键有害离子，比如硼的去除，得到的压裂返排液再配制新的压裂液时，会影响使用效果。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种胍胶压裂返排液的离子去除方法，该方法可以除去其中的有害离子，并且处理后的返排液可以用于配制压裂液。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种胍胶压裂返排液的处理方法，该处理方法包括以下步骤：

对胍胶压裂返排液进行预处理，去除其中较大的杂物和颗粒，调节pH为7-8(优选pH为7)；

向调节pH之后的胍胶压裂返排液中添加氧化剂，进行氧化破胶处理5min-40min；

对氧化破胶处理后的胍胶压裂返排液进行吸附处理；

对经过吸附处理后的胍胶压裂返排液进行气浮分离处理5min-20min；

分离后，对液体部分进行深层过滤处理；

对经过深层过滤处理的胍胶压裂返排液进行树脂脱硼处理，完成对胍胶压裂返排液的处理。

在本发明的处理方法中，通过格栅去除胍胶压裂返排液中较大的杂物和颗粒。优选地，进行预处理后的胍胶压裂返排液的颗粒物的粒径小于500微米。

根据本发明的具体实施方式，调节pH时采用本领域常规的酸碱调节剂即可。

在本发明的处理方法中，进行氧化破胶处理的目的是充分破坏压裂液的交联状态，以便后续处理。优选地，采用的氧化剂为过硫酸铵、臭氧或次氯酸钠。

在本发明的处理方法中，优选地，氧化剂的添加量为不大于100ppm。

在本发明的处理方法中，吸附处理的目的是去除有害离子。优选地，进行吸附处理时，吸附剂的添加量为20ppm-150ppm。

在本发明的处理方法中，优选地，采用的吸附剂为混凝剂、絮凝剂和粘土吸附剂；更优选地，采用的吸附剂为聚合氯化铝、聚丙烯酰胺和膨润土。

在本发明的处理方法中，气浮分离处理的目的是去除油。优选地，气浮分离处理的方式为溶气气浮。

在本发明的处理方法中，深层过滤处理的方式为采用纤维束或陶瓷膜过滤等，对液体部分进行深层过滤处理，对排出的污泥进行外运处置。

在本发明的处理方法中，进行深层过滤处理进一步除去悬浮物。优选地，进行深层过滤处理后，液体中的颗粒物的粒径小于100微米。

在本发明的处理方法中，采用脱硼树脂进行树脂脱硼处理。优选地，进行树脂脱硼处理后，液体中的硼离子含量≤10ppm。

在本发明的处理方法中，胍胶压裂返排液经过该处理方法处理后，含油量≤10mg/L，固体悬浮物≤10mg/L，满足压裂液回用标准；优选地，液体中Na⁺含量≤5000ppm，Fe²⁺含量≤5ppm，Ca²⁺含量≤1000ppm，Al³⁺含量≤100ppm。

本发明的处理方法可以处理任何来源的胍胶压裂返排液，适用于石油、天燃气、页岩气、煤层气等非常规油气田压裂开采中的胍胶压裂返排液的处理，同时也适用于常规油气田胍胶压裂返排液的处理。

本发明的处理方法可以有效处理胍胶压裂返排液中的有害离子，成本低、工艺稳定、回用率高，处理后的液体可以再次用于配制压裂液。

附图说明

图1为本发明的胍胶压裂返排液的处理方法的工艺流程图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供了一种对落地油泥样品来自庆1井区的压裂返排液的处理方法。工艺流程如图1所示，其中，胍胶体系压裂返排液呈褐色，含油量较少，pH值为7.48，COD为1876mg/L，悬浮物浓度为2200mg/L，Na⁺含量为7015ppm，Fe²⁺含量为52ppm，Ca²⁺含量为3107ppm，Al³⁺含量为329ppm，硼离子含量为52ppm，具体步骤包括：

离子去除过程：取200mL的压裂返排液样品，经过100目的滤网过滤，在室温条件下，加入40ppm的次氯酸钠，搅拌10min，再加入5ppm的聚合氯化铝，10ppm的粘土，10ppm的聚丙烯酰胺，混合后经过气浮分离，分为上层的污泥和下层的液体，对分离出来的液体进行深层过滤，再经过脱硼树脂进行脱硼处理。

经上述处理过程，处理后的水色度为12倍，含油量为40ppm，pH值为7.15，COD为576mg/L，悬浮物浓度为40mg/L，Na⁺含量为4540ppm，Fe²⁺含量为3ppm，Ca²⁺含量为950ppm，Al^{3 +}含量为87ppm，硼离子含量为8ppm，得到的液体满足再次配制压裂液的要求。

实施例2

本实施例提供了一种对落地油泥样品取自杏侧井区的压裂返排液的处理方法。胍胶体系压裂返排液呈黑褐色，含油量较多，pH值为5.68，COD为2760mg/L，悬浮物浓度为2700mg/L，Na⁺含量为6078ppm，Fe²⁺含量为79ppm，Ca²⁺含量为1409ppm，Al³⁺含量为170ppm，硼离子含量为45ppm。

离子去除过程：取200mL的压裂返排液样品，经过100目的滤网过滤，在室温条件下，加入80ppm的次氯酸钠，搅拌10min，再加入7ppm的聚合氯化铝，20ppm的粘土，15ppm的聚丙烯酰胺，混合后经过气浮分离，分为上层的污泥和下层的液体，对分离出来的液体进行深层过滤，再经过脱硼树脂进行脱硼处理。

经上述处理过程，处理后的水色度为15倍，含油量为120ppm，pH值为6.95，COD为1776mg/L，悬浮物浓度为35mg/L，Na⁺含量为4290ppm，Fe²⁺含量为4ppm，Ca²⁺含量为556ppm，Al³⁺含量为65ppm，硼离子含量为6ppm，得到的液体满足再次配制压裂液的要求。

以上实施例说明，本发明胍胶压裂返排液的处理方法可以除去其中的有害离子，并且处理后的返排液可以用于配制压裂液。

Claims (10)

1.一种胍胶压裂返排液的处理方法，其特征在于，该处理方法包括以下步骤：

对胍胶压裂返排液进行预处理，调节pH为7-8；

向调节pH之后的胍胶压裂返排液中添加氧化剂，进行氧化破胶处理5min-40min；

对氧化破胶处理后的胍胶压裂返排液进行吸附处理；

对经过吸附处理后的胍胶压裂返排液进行气浮分离处理5min-20min；

分离后，对液体部分进行深层过滤处理；

对经过深层过滤处理的胍胶压裂返排液进行树脂脱硼处理，完成对胍胶压裂返排液的处理。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，进行预处理后的胍胶压裂返排液的颗粒物的粒径小于500微米。

3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述氧化剂为过硫酸铵、臭氧或次氯酸钠。

4.根据权利要求1或3所述的处理方法，其特征在于，所述氧化剂的添加量不大于100ppm。

5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，进行所述吸附处理时，吸附剂的添加量为20ppm-150ppm。

6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述吸附剂为混凝剂、絮凝剂和粘土吸附剂；优选地，所述吸附剂为聚合氯化铝、聚丙烯酰胺和膨润土。

7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述气浮分离处理的方式为溶气气浮。

8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，进行所述深层过滤处理后，液体中的颗粒物的粒径小于100微米。

9.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，进行所述树脂脱硼处理后，液体中的硼离子含量≤10ppm。

10.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，胍胶压裂返排液经过该处理方法处理后，液体中Na⁺含量≤5000ppm，Fe²⁺含量≤5ppm，Ca²⁺含量≤1000ppm，Al³⁺含量≤100ppm。