CN111704263A - 一种水基压裂返排液资源化利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水基压裂返排液资源化利用方法,属于水基压裂返排液回用处理技术领域。所述方法包括:对水基压裂返排液经过破胶降粘、气浮除油、絮凝‑沉降‑过滤处理后得到处理水,其处理水检测后加入一元化清洁压裂液,无需再添加交联剂和助剂,便可配制形成清洁压裂液。该水基压裂返排液资源化利用方法工艺简单,处理单元工艺成熟,经过处理后的水可用于清洁压裂液的配置,有效的利用了压裂返排液中的水资源,同时,本发明药剂加量小、成本低、处理操作简单,实现了压裂返排液的资源化利用,具有显著的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种油田作业废液的处理工艺,尤其是一种水基压裂返排液资源化利用方法。
背景技术
压裂是指采油或采气过程中,利用一定的作用力使油气层形成裂缝的一种方法。压裂液是主要由增稠剂、破乳剂、助排剂、粘土稳定剂、交联剂等多种添加剂组成的水溶液。其中,压裂液中的增稠剂(主要为羟丙基瓜胶)与交联剂(无机硼、有机硼)形成冻胶。工作中,压裂液携带支撑剂进入压裂裂缝,然后压裂液在破胶剂作用下降解形成低粘液体返排出地层,得到压裂返排液。压裂返排液成分复杂,除有交联剂、破乳剂、降阻剂、pH控制剂、杀菌剂及其它各种添加剂,还含有一定量的烃类化合物、油脂、重金属、微生物、总溶解固体等。压裂返排液具有粘度高、乳化严重、化学性质稳定、难处理等特点。压裂返排液存放时间久后会产生恶臭,影响井场周围环境和当地居民的健康。如果压裂返排液不经处理而外排,将会对周围环境,尤其是农作物及地表水系造成污染。
传统的压裂返排液处理方法有:物理法、化学法和生物法。其中物理法有离心分离、磁分离、蒸发等。化学法有混凝法、中和法、氧化还原法、电解法、化学沉淀法。生物法有活性污泥法、生物膜法、生物氧化塘、土地处理法、厌氧消化法等。由于压裂返排液组成及污染的特殊性,要求处理工艺单元较多。
目前对压裂返排液主要有三种不同的处理工艺,分别是回注处理工艺、达标外排处理工艺和回用处理工艺。国内各大油气田关于压裂返排液处理,一般以达标外排或油田注水处理为主。由于回注地层水与地层水配伍性研究缺失,造成回注地层会与地层水产生沉淀结垢,不仅会造成地层孔侯堵塞,降低渗透率,还造成资源浪费,增加生产成本,特别是在水资源缺乏区域。由于压裂返排液量大,排放和回注处理存在药剂用量大,工艺复杂不易操作等问题,同时排放和回注处理造成水资源浪费。因此,将压裂返排液处理后资源化利用,既可以节约宝贵的水资源,又能减少污染物的排放,具有重要的现实意义。
然而,现有技术对压裂返排液处理后资源化利用过程中,现场多采用化学氧化剂的使用,在现场返排液处理操作中,稍有不当,遗留的过量氧化剂成分会使处理后的水配成的压裂液较难起粘,以至于无法配制出满足现场施工工艺要求的压裂液。对于非常规油气藏井不同压裂施工层段中应用的高分子线性胶、冻胶压裂液返排出的混合返排液,针对返排液中的有害离子,需要设置离子去除工艺进行去除,实现再回用工艺复杂。同时,回用处理工艺大多数未明确指出处理后的水具体能够配制哪一种类型的压裂液。
发明内容
为了克服上述水基压裂返排液的实际处理过程中存在的不足,本发明的目的是提供一种水基压裂返排液资源化利用方法。
本发明的技术方案如下:
一种水基压裂返排液资源化利用方法,该方法包括以下步骤:
(1)破胶降粘处理:在压裂返排液中加入压裂破胶剂,加量为0.01%~3%,混合搅拌30~60min。
(2)气浮除油处理:在经步骤(1)处理后的废水中,与除油剂混合后,进入气浮装置,去除悬浮杂质和乳化油、还原性物质Fe2+和S2-
(3)絮凝-沉降-过滤处理:在经步骤(2)处理后的废水中,加入软化剂和混凝剂混合搅拌10~60min。经絮凝沉淀后,进入由核桃壳和石英砂两种滤料组成的多介质过滤装置去除溶解油和悬浮杂质,反应时间为20~60min,进行油、固、液分离处理。
(4)压裂液配制:收集经步骤(3)所得的过滤出水,检测悬浮物、含油量和总铁含量。调节按步骤3所得的过滤出水pH值为6.5~7.5,加入一元化清洁压裂液与返排液质量百分比0.8~6%,无需再添加交联剂和助剂,搅拌5~10min混合均匀即可。
其中,所述的压裂破胶剂其组分与重量比为:淀粉酶0.1~25,氧化酶1~20,甘露聚糖酶1~25,活化剂1~10,纤维素酶0.1~10,溶剂15~97。其中,所述淀粉酶为α-淀粉酶、β-淀粉酶、γ-淀粉酶一种或者任意比例两种以上;所述的氧化酶为过氧化氢酶、超氧化物歧化酶的一种或任意比例两种以上,所述甘露聚糖酶为耐酸、耐碱、中性β-甘露聚糖酶的一种或任意比例两种以上,所述活化剂为四乙酰乙二胺,所述纤维素酶主要由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶的一种或任意比例两种以上,所述的溶剂为水、甲醇、乙醇的一种或任意比例两种以上。
所述的压裂破胶剂的制备方法是:加溶剂到反应釜或者混配器中;开启搅拌器,加入淀粉酶,反应1-30分钟;向反应釜或者混配器中缓慢加入氧化酶,反应1-30分钟;向反应釜或者混配器中缓慢加入甘露聚糖酶,反应1-30分钟;向反应釜或者混配器中加入活化剂,反应10-60分钟;向反应釜或者混配器中加入纤维素酶,反应10-60分钟,即得到压裂破胶剂。
所述的除油剂为反向破乳剂,加量为20mg/L~40mg/L,所述的气浮装置包括溶气罐,压力为0.3MPa~0.6MPa,停留时间为20min~40min。
所述软化剂为Na2CO3和NaOH,Na2CO3的加量为返排液质量的0.2%~0.5%,NaOH的加量为返排液质量的0.2%~0.4%,停留时间为30~60min。
所述混凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺的混合物,加量为0.01%~0.05%。其中聚合氯化铝、聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺的重量比为1:0.3~0.5:0.01~0.05。
所述一元化清洁压裂液由下述部分质量份数组成,溶剂5-20份,阻垢剂2-10份,黏土稳定剂5-15份,防乳化剂2-10份,反相离子10-30份,微包裹剂2-15份,阳离子表面活性剂50-80份,所述溶剂为甲醇、乙醇、甘油或乙二醇之一,所述的阻垢剂为乙二胺四乙酸二钠、氨基三亚甲基膦酸、1一羟乙叉一1,1一二膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸或氨基三甲叉膦酸之一,所述的黏土稳定剂为羟丙基季铵盐、氯化胆碱或氯化钾,所述防乳化剂为聚醚、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸或石油磺酸盐;所述的反相离子为水杨酸、水杨酸钠或磺基水杨酸钠,所述微包裹剂为OP-10、6501或OP-20;,所述的阳离子表面活性剂为C12-18三甲基氯化铵、C12-18三甲基溴化铵、C12-18三甲基氧化铵或C12-18三甲基甜菜碱。
所述一元化清洁压裂液制备方法是:加入溶剂到反应釜中,控制反应温度50-60度,开启搅拌器,依次加入阻垢剂,反应10-30分钟;加入粘土稳定剂,反应10-30分钟;加入防乳化剂,反应10-20分钟;加入反相离子,反应20-30分钟;加入微包裹剂,反应20-50分钟;加入阳离子表面活性剂到反应釜中,反应30-60分钟,即得一元化清洁压裂液。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
(1)本发明流程简单,处理单元工艺成熟,无需增加离子去除工艺,经过处理后的水可用于清洁压裂液的配置,有效的利用了压裂返排液中的水资源,避免了现有技术中通过排放和回注处理造成的水资源浪费。同时,本发明药剂加量小、成本低、处理操作简单,实现了压裂返排液的资源化利用。
(2)利用压裂专用破胶剂降低压裂返排液的粘度,解决了过量氧化剂成分会使处理后的水配成的压裂液较难起粘的问题,同时克服过硫酸铵破胶不彻底以及产生硫酸根易于地层中钡锶沉淀造成地层伤害的问题。
(3)处理后的压裂返排液用于配液时采用一元化清洁压裂液进行配置,无需增加专门的离子去除工艺。产品中含有的各种成分互为补充,大幅节省药剂(各类添加剂)的使用。在低浓度下释放出反相离子,与阳离子表面活性剂形成胶束,产生粘弹性的性能特征,携砂性能稳定。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。
在石油开发工程中,压裂作业规模不断加大,压裂返排液量不断增加。本发明实施例为了实现节水和环保的目的,将水基压裂返排液经过加入少量的药剂和简单的处理后,将处理水用于配制新的压裂液,实现了资源的再利用,节省了药剂的用量,简化了处理工序。
一种水基压裂返排液资源化利用方法,按照如下步骤进行操作:
(1)破胶降粘处理:在压裂返排液中加入压裂破胶剂,加量为0.01%~3%,混合搅拌30~60min。所述的破胶剂其组分与重量比为:淀粉酶0.1~25,氧化酶1~20,甘露聚糖酶1~25,活化剂1~10,纤维素酶0.1~10,溶剂15~97。其中,所述淀粉酶为α-淀粉酶、β-淀粉酶、γ-淀粉酶一种或者任意比例两种以上;所述的氧化酶为过氧化氢酶、超氧化物歧化酶的一种或任意比例两种以上,所述甘露聚糖酶为耐酸、耐碱、中性β-甘露聚糖酶的一种或任意比例两种以上,所述活化剂为四乙酰乙二胺,所述纤维素酶主要由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶的一种或任意比例两种以上,所述的溶剂为水、甲醇、乙醇的一种或任意比例两种以上。
所述的破胶剂制备方法是:加溶剂到反应釜或者混配器中;开启搅拌器,加入淀粉酶,反应1-30分钟;缓慢加入氧化酶,反应1-30分钟;缓慢加入甘露聚糖酶,反应1-30分钟;加入活化剂,反应10-60分钟;加入纤维素酶,反应10-60分钟。解决了过量氧化剂成分会使处理后的水配成的压裂液较难起粘的问题,同时克服过硫酸铵破胶不彻底以及产生硫酸根易于地层中钡锶沉淀造成地层伤害的问题。
(2)气浮除油处理:在经步骤(1)处理后的废水中,与除油剂混合后,进入气浮装置,去除悬浮杂质和乳化油、还原性物质Fe2+和S2。除油剂为反向破乳剂-聚合氯化铝,加量为20mg/L~40mg/L,所述的气浮装置包括溶气罐,压力为0.3MPa~0.6MPa,停留时间为20min~40min。
(3)絮凝-沉降-过滤处理:在经步骤(2)处理后的废水中,加入软化剂和混凝剂混合搅拌10~60min。软化剂为Na2CO3和NaOH,Na2CO3的加量为返排液质量的0.2%~0.5%,NaOH的加量为返排液质量的0.2%~0.4%,停留时间为30~60min。
混凝剂需要具有分子结构庞大,吸附能力强,净水效果好的特点,本发明实施例中的混凝剂选自聚合氯化铝、聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺的混合物,加量为0.01%~0.05%。其中聚合氯化铝、聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺的重量比为1:0.3~0.5:0.01~0.05。
经絮凝沉淀后,进入由核桃壳和石英砂两种滤料组成的多介质过滤装置去除溶解油和悬浮杂质,反应时间为20~60min,进行油、固、液分离处理。
(4)压裂液配制:收集经步骤(3)所得的过滤出水,检测悬浮物、含油量和总铁含量。调节按步骤3所得的过滤出水pH值为6.5~7.5,加入一元化清洁压裂液与返排液质量百分比0.8~6%,无需再添加交联剂和助剂,搅拌5~10min混合均匀即可。所述一元化清洁压裂液由下述部分质量份数组成,溶剂5-20份,阻垢剂2-10份,黏土稳定剂5-15份,防乳化剂2-10份,反相离子10-30份,微包裹剂2-15份,阳离子表面活性剂50-80份,所述溶剂为甲醇、乙醇、甘油或乙二醇之一,所述的阻垢剂为乙二胺四乙酸二钠、氨基三亚甲基膦酸、1一羟乙叉一1,1一二膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸或氨基三甲叉膦酸之一,所述的黏土稳定剂为羟丙基季铵盐、氯化胆碱或氯化钾,所述防乳化剂为聚醚、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸或石油磺酸盐;所述的反相离子为水杨酸、水杨酸钠或磺基水杨酸钠,所述微包裹剂为OP-10、6501或OP-20;,所述的阳离子表面活性剂为C12-18三甲基氯化铵、C12-18三甲基溴化铵、C12-18三甲基氧化铵或C12-18三甲基甜菜碱。所述一元化清洁压裂液制备方法是:加入溶剂到反应釜中,控制反应温度50-60度,开启搅拌器,依次加入阻垢剂,反应10-30分钟;加入粘土稳定剂,反应10-30分钟;加入防乳化剂,反应10-20分钟;加入反相离子,反应20-30分钟;加入微包裹剂,反应20-50分钟;加入阳离子表面活性剂到反应釜中,反应30-60分钟,即得一元化清洁压裂液。
一元化清洁压裂液产品中含有的各种成分互为补充,大幅节省药剂(各类添加剂)的使用。在低浓度下释放出反相离子,与阳离子表面活性剂形成胶束,产生粘弹性的性能特征,携砂性能稳定。
上述水基压裂返排液资源化利用方法,不仅充分的利用了压裂返排液中的水资源,避免了现有技术中通过排放和回注处理造成的水资源浪费的缺陷,而且上述方法加药剂量小、成本低、处理操作简单,有效的解决了压裂返排液再配液的技术难题。
实施例1
在延长油田区块A某井的压裂施工中,应用本发明实施例提供的水基压裂返排液资源化利用方法,包括:对水基压裂返排液经过破胶降粘、气浮除油、絮凝沉淀过滤后得到处理水,其处理水检测后加入适量一元化清洁压裂液,无需再添加交联剂和助剂,便可配制形成清洁压裂液。具体按照如下步骤进行操作:(1)破胶降粘处理:在压裂返排液中加入压裂破胶剂,加量为0.01%,混合搅拌30min。所述的破胶剂其组分与重量比为:溶剂:60份(其中水、甲醇、乙醇分别为20份,30份,10份),氧化酶:10份(其中过氧化氢酶、超氧化物歧化酶分别为10份,0份),淀粉酶:0.1份(其中α-淀粉酶、β-淀粉酶、γ-淀粉酶分别为0.1份,0份,0份),甘露聚糖酶:15份(其中耐酸、耐碱、中性β-甘露聚糖酶分别为15份,0份,0份),活化剂四乙酰乙二胺:5份,纤维素酶:9.9份(其中外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶分别为7.9份,2份,0份)。
所述的破胶剂制备方法是:加溶剂到反应釜或者混配器中;开启搅拌器,加入淀粉酶,反应30分钟;缓慢加入氧化酶,反应30分钟;缓慢加入甘露聚糖酶,反应30分钟;加入活化剂,反应60分钟;加入纤维素酶,反应60分钟。解决了过量氧化剂成分会使处理后的水配成的压裂液较难起粘的问题,同时克服过硫酸铵破胶不彻底以及产生硫酸根易于地层中钡锶沉淀造成地层伤害的问题。
(2)气浮除油处理:在经步骤(1)处理后的废水中,与除油剂混合后,进入气浮装置,去除悬浮杂质和乳化油、还原性物质Fe2+和S2。除油剂为反向破乳剂—聚合氯化铝,加量为20mg/L,所述的气浮装置包括溶气罐,压力为0.3MPaMPa,停留时间为20min。
(3)絮凝-沉降-过滤处理:在经步骤(2)处理后的废水中,加入软化剂和混凝剂混合搅拌60min。软化剂为Na2CO3和NaOH,Na2CO3的加量为返排液质量的0.2%,NaOH的加量为返排液质量的0.2%,停留时间为30min。混凝剂选自聚合氯化铝、聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺的混合物,加量为0.01%。其中聚合氯化铝、聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺的重量比为1:0.3:0.01。经絮凝沉淀后,进入由核桃壳和石英砂两种滤料组成的多介质过滤装置去除溶解油和悬浮杂质,反应时间为20min,进行油、固、液分离处理。
(4)压裂液配制:收集经步骤(3)所得的过滤出水,检测悬浮物、含油量和总铁含量。
压裂返排液区块A某井处理前后水质指标如1所示。
表1延长油田区块A某井压裂返排液处理前后水质
指标 | 处理前 | 处理后 |
粘度,mpa.s | 4.5 | 1.7 |
含油,mg/L | 80 | 10 |
悬浮物,mg/L | 245 | 10 |
Fe<sup>2+</sup>,mg/L | 30 | 0.1 |
S<sup>2-</sup>,mg/L | 0.8 | 0.1 |
按步骤3所得的过滤出水pH值为7.0,加入1.5%的一元化清洁压裂液,无需再添加交联剂和助剂,搅拌10min混合均匀即可形成粘弹性清洁压裂液。一元化清洁压裂液采用溶剂甲醇5份、阻垢剂乙二胺四乙酸二钠2份、黏土稳定剂羟丙基季铵盐5份、防乳化剂聚醚2份、反相离子水杨酸10份、微包裹剂OP-10 2份、阳离子表面活性剂C12-18三甲基氯化铵74份组成。制备方法是:首先把溶剂加入到反应釜中,控制反应温度60度,开启搅拌器,加入阻垢剂,反应15分钟;接下来,加入粘土稳定剂,反应15分钟;接下来,加入防乳化剂,反应10分钟;接下来,加入反相离子,反应25分钟;接下来,加入微包裹剂,反应50分钟;接下来,加入阳离子表面活性剂到反应釜中,反应60分钟。
一元化清洁压裂液产品中含有的各种成分互为补充,大幅节省药剂(各类添加剂)的使用。在低浓度下释放出反相离子,与阳离子表面活性剂形成胶束,产生粘弹性的性能特征,携砂性能稳定。使用六速旋转粘度计对所得压裂液基液粘度进行检测,表观粘度为39mpa·s,能够满足《水基压裂液性能评价方法》SY/T5107-2008标准要求,携砂性能良好,能够将压裂支撑剂均匀携带,进行压裂作业。有效的利用了压裂返排液中的水资源,药剂加量小、实现了压裂返排液的资源化利用,具有显著的经济效益。
实施例2
在延长油田区块A某井的压裂施工中,应用本发明实施例提供的水基压裂返排液资源化利用方法,包括:对水基压裂返排液经过破胶降粘、气浮除油、絮凝沉淀过滤后得到处理水,其处理水检测后加入适量一元化清洁压裂液,无需再添加交联剂和助剂,便可配制形成清洁压裂液。具体按照如下步骤进行操作:
(1)破胶降粘处理:在压裂返排液中加入压裂破胶剂,加量为0.15%,混合搅拌45min。所述的破胶剂其组分与重量比为:溶剂:70份(其中水、甲醇、乙醇分别为60份,10份,0份),淀粉酶:5份(其中α-淀粉酶、β-淀粉酶、γ-淀粉酶分别为4份,0份,1份),氧化酶:5份(其中过氧化氢酶、超氧化物歧化酶分别为5份,0份),甘露聚糖酶:10份(其中耐酸、耐碱、中性β-甘露聚糖酶分别为5份,0份,5份),活化剂四乙酰乙二胺:5份,纤维素酶:5份(其中外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶分别为5份,0份,0份)。
所述的破胶剂制备方法是:加溶剂到反应釜或者混配器中;开启搅拌器,加入淀粉酶,反应30分钟;缓慢加入氧化酶,反应30分钟;缓慢加入甘露聚糖酶,反应30分钟;加入活化剂,反应60分钟;加入纤维素酶,反应60分钟。解决了过量氧化剂成分会使处理后的水配成的压裂液较难起粘的问题,同时克服过硫酸铵破胶不彻底以及产生硫酸根易于地层中钡锶沉淀造成地层伤害的问题。
(2)气浮除油处理:在经步骤(1)处理后的废水中,与除油剂混合后,进入气浮装置,去除悬浮杂质和乳化油、还原性物质Fe2+和S2。除油剂为反向破乳剂—聚合氯化铝,加量为30mg/L,气浮装置包括溶气罐,压力为0.5MPa,停留时间为30min。
(3)絮凝-沉降-过滤处理:在经步骤(2)处理后的废水中,加入软化剂和混凝剂混合搅拌60min。软化剂为Na2CO3和NaOH,Na2CO3的加量为返排液质量的0.3%,NaOH的加量为返排液质量的0.3%,停留时间为40min。混凝剂选自聚合氯化铝、聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺的混合物,加量为0.03%。其中聚合氯化铝、聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺的重量比为1:0.4:0.03。经絮凝沉淀后,进入由核桃壳和石英砂两种滤料组成的多介质过滤装置去除溶解油和悬浮杂质,反应时间为30min,进行油、固、液分离处理。
(4)压裂液配制:收集经步骤(3)所得的过滤出水,检测悬浮物、含油量和总铁含量。
压裂返排液区块A某井处理前后水质指标如2所示。
表2延长油田区块A某井压裂返排液处理前后水质
指标 | 处理前 | 处理后 |
粘度,mpa.s | 7.8 | 3.2 |
含油,mg/L | 120 | 25 |
悬浮物,mg/L | 365 | 20 |
Fe<sup>2+</sup>,mg/L | 20 | 0.7 |
S<sup>2-</sup>,mg/L | 1 | 0.3 |
按步骤3所得的过滤出水pH值为7.0,加入3.0%的一元化清洁压裂液,无需再添加交联剂和助剂,搅拌5min混合均匀即可形成粘弹性清洁压裂液。一元化清洁压裂液由溶剂乙二醇11份、阻垢剂乙二胺四甲叉膦酸(EDTMP)8份、黏土稳定剂氯化钾5份、防乳化剂十二烷基苯磺酸4份、反相离子磺基水杨酸钠15份、微包裹剂6501 7份、阳离子表面活性剂C12-18三甲基甜菜碱50份组成。
制备方法是:加入溶剂到反应釜中,控制反应温度60度,开启搅拌器,依次加入阻垢剂,反应10分钟;加入粘土稳定剂,反应10分钟;加入防乳化剂,反应10分钟;加入反相离子,反应20分钟;加入微包裹剂,反应20分钟;加入阳离子表面活性剂到反应釜中,反应30分钟。一元化清洁压裂液产品中含有的各种成分互为补充,大幅节省药剂(各类添加剂)的使用。在低浓度下释放出反相离子,与阳离子表面活性剂形成胶束,产生粘弹性的性能特征,携砂性能稳定。使用六速旋转粘度计对所得压裂液基液粘度进行检测,表观粘度为48mpa·s,能够满足《水基压裂液性能评价方法》SY/T5107-2016标准要求,携砂性能良好,能够将压裂支撑剂均匀携带,进行压裂作业。有效的利用了压裂返排液中的水资源,药剂加量小、实现了压裂返排液的资源化利用,具有显著的经济效益。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种水基压裂返排液资源化利用方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)破胶降粘处理:在压裂返排液中加入压裂专用破胶剂,加量为返排液质量0.01%~3%,混合搅拌30~60min;
(2)气浮除油处理:在经步骤(1)处理后的废水中,与加量为返排液质量的20mg/L~40mg/L除油剂混合后,进入气浮装置,去除悬浮杂质和乳化油、还原性物质Fe2+和S2-;
(3)絮凝-沉降-过滤处理:在经步骤(2)处理后的废水中,加入软化剂和混凝剂混合搅拌10~60min,经絮凝沉淀后,进入多介质过滤装置去除溶解油和悬浮杂质,反应时间为20~60min,进行油、固、液分离处理;
(4)压裂液配制:收集经步骤(3)所得的过滤出水,检测悬浮物、含油量和总铁含量;调节按步骤(3)所得的过滤出水pH值为6.5~7.5,加入一元化清洁压裂液与返排液质量百分比0.8~6%,搅拌5~10min混合均匀即可。
2.根据权利要求1所述水基压裂返排液资源化利用方法,其特征在于:所述的压裂专用破胶剂其组分与重量比为:淀粉酶0.1~25,氧化酶1~20,甘露聚糖酶1~25,活化剂1~10,纤维素酶0.1~10,溶剂15~97;其中,所述淀粉酶为α-淀粉酶、β-淀粉酶、γ-淀粉酶一种或者任意比例两种以上;所述的氧化酶为过氧化氢酶、超氧化物歧化酶的一种或任意比例两种以上,所述甘露聚糖酶为耐酸、耐碱、中性β-甘露聚糖酶的一种或任意比例两种以上,所述活化剂为四乙酰乙二胺,所述纤维素酶主要由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶的一种或任意比例两种以上,所述的溶剂为水、甲醇、乙醇的一种或任意比例两种以上。
3.根据权利要求2所述水基压裂返排液资源化利用方法,其特征在于:所述的压裂破胶剂的制备方法是:加溶剂到反应釜或者混配器中;开启搅拌器,加入淀粉酶,反应1-30分钟;向反应釜或者混配器中缓慢加入氧化酶,反应1-30分钟;向反应釜或者混配器中缓慢加入甘露聚糖酶,反应1-30分钟;向反应釜或者混配器中加入活化剂,反应10-60分钟;向反应釜或者混配器中加入的纤维素酶,反应10-60分钟,即得到压裂破胶剂。
4.根据权利要求1所述水基压裂返排液资源化利用方法,其特征在于:所述的除油剂为反向破乳剂,所述的气浮装置包括溶气罐,压力为0.3MPa~0.6MPa,停留时间为20min~40min。
5.根据权利要求1所述水基压裂返排液资源化利用方法,其特征在于:所述软化剂为Na2CO3和NaOH,Na2CO3的加量为返排液质量的0.2%~0.5%,NaOH的加量为返排液质量的0.2%~0.4%,停留时间为30~60min。
6.根据权利要求1所述水基压裂返排液资源化利用方法,其特征在于:所述混凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺的混合物,加量为返排液质量的0.01%~0.05%,其中聚合氯化铝、聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺的重量比为1:0.3~0.5:0.01~0.05。
7.根据权利要求1所述水基压裂返排液资源化利用方法,其特征在于:所述一元化清洁压裂液由下述部分质量份数组成,溶剂5-20份,阻垢剂2-10份,黏土稳定剂5-15份,防乳化剂2-10份,反相离子10-30份,微包裹剂2-15份,阳离子表面活性剂50-80份,所述溶剂为甲醇、乙醇、甘油或乙二醇之一,所述的阻垢剂为乙二胺四乙酸二钠、氨基三亚甲基膦酸、1一羟乙叉一1,1一二膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸或氨基三甲叉膦酸之一,所述的黏土稳定剂为羟丙基季铵盐、氯化胆碱或氯化钾,所述防乳化剂为聚醚、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸或石油磺酸盐;所述的反相离子为水杨酸、水杨酸钠或磺基水杨酸钠,所述微包裹剂为OP-10、6501或OP-20;,所述的阳离子表面活性剂为C12-18三甲基氯化铵、C12-18三甲基溴化铵、C12-18三甲基氧化铵或C12-18三甲基甜菜碱。
8.根据权利要求7所述水基压裂返排液资源化利用方法,其特征在于:所述一元化清洁压裂液制备方法是:加入溶剂到反应釜中,控制反应温度50-60度,开启搅拌器,依次加入阻垢剂,反应10-30分钟;加入粘土稳定剂,反应10-30分钟;加入防乳化剂,反应10-20分钟;加入反相离子,反应20-30分钟;加入微包裹剂,反应20-50分钟;加入阳离子表面活性剂到反应釜中,反应30-60分钟,即得一元化清洁压裂液。
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