CN110655232A - 压裂返排液资源化利用的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废液处理技术领域，是一种压裂返排液资源化利用的处理方法，该压裂返排液资源化利用的处理方法，将大颗粒固体杂质分离后，加入矿粘合剂和固化剂，破坏压裂返排液中油珠的水化层，固化剂与矿粘合剂发生反应生成凝胶和网状结构的高聚物，使压裂返排液中的结晶物下沉，油上浮，中间为上清液，回收去除油相后，结晶物和上清液进行二次固液分离，将上清液过滤，得到待资源化利用的压裂返排液净化水。本发明可根据需求仅去除有害成分，保留有用成分，简便快速的实现压裂返排液资源化利用，得到的待资源化利用的压裂返排液净化水可回注和配制压裂液基液，既减少了环境污染，又合理回收利用了资源，技术经济性和实用性较强，可工业化应用。

Description

压裂返排液资源化利用的处理方法

技术领域

本发明涉及废液处理技术领域，是一种压裂返排液资源化利用的处理方法。

背景技术

新疆油田玛湖致密砂砾岩油藏，采用水平井钻井和体积压裂改造，是目前非常规油气经济开发最有效的技术手段。但开发过程具有用液量大、返排液量大的特点，由此产生大量非常规压裂返排液，其成分复杂，含有压裂原胶液、破胶液、石油类及其他各种添加剂，并携带有从地层脱落的岩屑、未固定支撑剂等，污染性极强，处理困难，直接外排至蒸发池或外运至集中处理站与采出水混合处理回注，环保隐患大，影响油田安全清洁生产，严重制约当前非常规油气田开发。

将压裂返排液净化处理后，配制入井液，重新利用，一方面能够缓解压裂现场的用水需求，节约宝贵水资源，特别是新疆油田水资源极端匮乏地区；另一方面降低环境污染的风险。这对油田实现节能减排、安全清洁生产，有重要现实意义。

压裂返排液成分复杂，全部除尽导致处理难度大，工艺复杂，流程长，处理成本极高。

发明内容

本发明提供了一种压裂返排液资源化利用的处理方法，克服了上述现有技术之不足，其提供一种可根据需求保留有用成分，仅去除有害成分的压裂返排液资源化利用的处理方法，简便快速的实现压裂返排液资源化利用。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种压裂返排液资源化利用的处理方法，按照下述步骤进行：第一步，通过振动筛、脱泥机和旋流除砂器中的一种设备，将压裂返排液中的岩屑、砂石大颗粒固体杂质与压裂返排液进行一次固液分离，去除大颗粒固体杂质；第二步，向除去大颗粒固体杂质的压裂返排液中加入矿粘合剂，矿粘合剂与压裂返排液经过物理化学反应后，生成复合或游离的胶团，矿粘合剂通过毛细作用深入到压裂返排液中的岩屑、支撑剂、黏土小颗粒孔隙中；第三步，再向与矿粘合剂发生物理化学反应后的压裂返排液中加入固化剂，使压裂返排液中的结晶物下沉，油上浮，中间为上清液；第四步，回收去除压裂返排液中的油相后，通过压滤机和离心机中的一种设备，将压裂返排液中下沉的的结晶物和上清液进行二次固液分离，去除压裂返排液中下沉的的结晶物，得到上清液；第五步，将上清液通过多介质过滤器和精细过滤器中的一种设备过滤后，得到待资源化利用的压裂返排液净化水。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述矿粘合剂为硅酸盐、磷酸盐、铝酸钠和氟硅酸盐中的一种以上。

上述硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂中的一种以上。

上述磷酸盐为磷酸铝、磷酸铬中的一种以上。

上述固化剂为氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化锌、氧化铁、氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化锌、氢氧化铁、氯化铝、氯化钙、氯化镁、氯化锌、氯化铁中的一种以上。

本发明可根据需求仅去除有害成分，保留有用成分，简便快速的实现压裂返排液资源化利用，得到的待资源化利用的压裂返排液净化水可回注和配制压裂液基液，既减少了环境污染，又合理回收利用了资源，技术经济性和实用性较强，可工业化应用。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品；本发明中的百分数如没有特殊说明，均为质量百分数；本发明中的溶液若没有特殊说明，均为溶剂为水的水溶液，例如，盐酸溶液即为盐酸水溶液；本发明中的常温、室温一般指15℃到25℃的温度，一般定义为25℃。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：该压裂返排液资源化利用的处理方法，按照下述步骤进行：第一步，通过振动筛、脱泥机和旋流除砂器中的一种设备，将压裂返排液中的岩屑、砂石大颗粒固体杂质与压裂返排液进行一次固液分离，去除大颗粒固体杂质；第二步，向除去大颗粒固体杂质的压裂返排液中加入矿粘合剂，矿粘合剂与压裂返排液经过物理化学反应后，生成复合或游离的胶团，矿粘合剂通过毛细作用深入到压裂返排液中的岩屑、支撑剂、黏土小颗粒孔隙中；第三步，再向与矿粘合剂发生物理化学反应后的压裂返排液中加入固化剂，使压裂返排液中的结晶物下沉，油上浮，中间为上清液；第四步，回收去除压裂返排液中的油相后，通过压滤机和离心机中的一种设备，将压裂返排液中下沉的的结晶物和上清液进行二次固液分离，去除压裂返排液中下沉的的结晶物，得到上清液；第五步，将上清液通过多介质过滤器和精细过滤器中的一种设备过滤后，得到待资源化利用的压裂返排液净化水。

本发明中，颗粒粒径不小于沙子粒径的固体颗粒为所述大颗粒固体杂质。

本发明压裂返排液资源化利用的处理方法，是一种致密砂砾岩油藏开压裂返排液达到资源化利用的净化处理技术，不同于常规破胶、絮凝沉淀的处理方法和压裂返排液乳化体系中的挤压破碎陶粒、地层破碎的砂粒和粘土颗粒等固体泥相发生粘结反应原理，通过加入矿粘合剂和固化剂，固化剂在压裂返排液中离解成为正、负离子,发生强烈的水化作用即争水作用，使压裂返排液中的自由水分子减少,对压裂返排液中的油珠产生脱水作用,从而破坏了压裂返排液中油珠的水化层，油滴开始相互聚集，上浮，固化剂同时与矿粘合剂发生反应生成凝胶和网状结构的高聚物，达到固化粘结固体泥相的作用，从而达到破坏压裂返排液稳定性作用，快速达到压裂返排液中固、油、水分离，得到待资源化利用的压裂返排液净化水，既可用于回注，又可进行配制压裂液基液，实现压裂返排液资源化利用。

实施例2：作为上述实施例的优化，矿粘合剂为硅酸盐、磷酸盐、铝酸钠和氟硅酸盐中的一种以上。

实施例3：作为上述实施例的优化，硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂中的一种以上。

实施例4：作为上述实施例的优化，磷酸盐为磷酸铝、磷酸铬中的一种以上。

实施例5：作为上述实施例的优化，固化剂为氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化锌、氧化铁、氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化锌、氢氧化铁、氯化铝、氯化钙、氯化镁、氯化锌、氯化铁中的一种以上。

实施例6：该压裂返排液资源化利用的处理方法，按照下述步骤进行：第一步，通过旋流除砂器将压裂返排液中的岩屑、砂石大颗粒固体杂质与压裂返排液进行一次固液分离，去除大颗粒固体杂质；第二步，向除去大颗粒固体杂质的压裂返排液中加入硅酸钠，硅酸钠与压裂返排液经过物理化学反应后，生成复合或游离的胶团，硅酸钠通过毛细作用深入到压裂返排液中的岩屑、支撑剂、黏土小颗粒孔隙中；第三步，再向与硅酸钠发生物理化学反应后的压裂返排液中加入氧化铝，氧化铝在压裂返排液中离解成为正、负离子,发生强烈的水化作用即争水作用，使压裂返排液中的自由水分子减少,对压裂返排液中的油珠产生脱水作用,从而破坏了压裂返排液中油珠的水化层，油滴开始相互聚集，上浮，氧化铝同时与硅酸钠发生反应生成凝胶和网状结构的高聚物，达到固化粘结固体泥相的作用，从而达到破坏压裂返排液稳定性作用，使压裂返排液中的结晶物下沉，油上浮，中间为上清液；第四步，回收去除压裂返排液中的油相后，通过压滤机将压裂返排液中下沉的的结晶物和上清液进行二次固液分离，去除压裂返排液中下沉的的结晶物，得到上清液；第五步，将上清液通过多介质过滤器过滤后，得到待资源化利用的压裂返排液净化水。

实施例7：该压裂返排液资源化利用的处理方法，按照下述步骤进行：第一步，通过脱泥机将压裂返排液中的岩屑、砂石大颗粒固体杂质与压裂返排液进行一次固液分离，去除大颗粒固体杂质；第二步，向除去大颗粒固体杂质的压裂返排液中加入磷酸铝，磷酸铝与压裂返排液经过物理化学反应后，生成复合或游离的胶团，磷酸铝通过毛细作用深入到压裂返排液中的岩屑、支撑剂、黏土小颗粒孔隙中；第三步，再向与磷酸铝发生物理化学反应后的压裂返排液中加入氧化铝，氢氧化钙在压裂返排液中离解成为正、负离子,发生强烈的水化作用即争水作用，使压裂返排液中的自由水分子减少,对压裂返排液中的油珠产生脱水作用,从而破坏了压裂返排液中油珠的水化层，油滴开始相互聚集，上浮，氢氧化钙同时与磷酸铝发生反应生成凝胶和网状结构的高聚物，达到固化粘结固体泥相的作用，从而达到破坏压裂返排液稳定性作用，使压裂返排液中的结晶物下沉，油上浮，中间为上清液；第四步，回收去除压裂返排液中的油相后，通过压滤机将压裂返排液中下沉的的结晶物和上清液进行二次固液分离，去除压裂返排液中下沉的的结晶物，得到上清液；第五步，将上清液通过多介质过滤器过滤后，得到待资源化利用的压裂返排液净化水。

实施例8：取1000mL压裂返排液样品1,检测得该返排液悬浮物含量1150mg/L，石油类含量60000mg/L。根据上述实施例6和7所述处理技术，得到资源化利用的压裂返排液净化水，检测得悬浮物含量15mg/L，石油类含量5mg/L。

向得到的资源化利用的压裂返排液净化水加入稠化剂、交联剂、屏蔽剂、高温保护剂、助排剂、破乳剂和杀菌剂中的一种以上物质以及pH调节剂后，混合制备压裂液基液。参照SY/T 6376-2008《压裂液通用技术条件》对压裂液基液的交联时间进行了测试；参照SY-T5107-2005《水基压裂液性能评价方法》对压裂液的耐高温性能进行了测试，达到水基压裂液要求的性能指标。

综上所述，本发明可根据需求仅去除有害成分，保留有用成分，简便快速的实现压裂返排液资源化利用，得到的待资源化利用的压裂返排液净化水可回注和配制压裂液基液，既减少了环境污染，又合理回收利用了资源，技术经济性和实用性较强，可工业化应用。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (5)

1.一种压裂返排液资源化利用的处理方法，其特征在于按照下述步骤进行：第一步，通过振动筛、脱泥机和旋流除砂器中的一种设备，将压裂返排液中的岩屑、砂石大颗粒固体杂质与压裂返排液进行一次固液分离，去除大颗粒固体杂质；第二步，向除去大颗粒固体杂质的压裂返排液中加入矿粘合剂，矿粘合剂与压裂返排液经过物理化学反应后，生成复合或游离的胶团，矿粘合剂通过毛细作用深入到压裂返排液中的岩屑、支撑剂、黏土小颗粒孔隙中；第三步，再向与矿粘合剂发生物理化学反应后的压裂返排液中加入固化剂，使压裂返排液中的结晶物下沉，油上浮，中间为上清液；第四步，回收去除压裂返排液中的油相后，通过压滤机和离心机中的一种设备，将压裂返排液中下沉的的结晶物和上清液进行二次固液分离，去除压裂返排液中下沉的的结晶物，得到上清液；第五步，将上清液通过多介质过滤器和精细过滤器中的一种设备过滤后，得到待资源化利用的压裂返排液净化水。

2.根据权利要求1所述的压裂返排液资源化利用的处理方法，其特征在于矿粘合剂为硅酸盐、磷酸盐、铝酸钠和氟硅酸盐中的一种以上。

3.根据权利要求2所述的压裂返排液资源化利用的处理方法，其特征在于硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂中的一种以上。

4.根据权利要求2或3所述的压裂返排液资源化利用的处理方法，其特征在于磷酸盐为磷酸铝、磷酸铬中的一种以上。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的压裂返排液资源化利用的处理方法，其特征在于固化剂为氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化锌、氧化铁、氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化锌、氢氧化铁、氯化铝、氯化钙、氯化镁、氯化锌、氯化铁中的一种以上。