CN204039176U - 一种水基压裂返排液的循环利用处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水基压裂返排液循环利用处理装置，属于油气田废水回用技术领域，由压裂返排液收集池、臭氧氧化反应器、混凝罐、固液分离器、缓冲罐、砂滤柱、吸附柱、净化水缓冲罐和压裂液配制罐构成，压裂返排液收集池通过提升泵与臭氧氧化反应器入口连接，臭氧氧化反应器与混凝罐、固液分离器、缓冲罐依次串联连接；缓冲罐出口通过提升泵与砂滤柱入口连接，砂滤柱与吸附柱、净化水缓冲罐、压裂液配制罐依次串联连接；砂滤柱的出口同时也与净化水缓冲罐相连。本实用新型可处理不同类型水基压裂返排液，处理后水可用于配制滑溜水、线性胶和冻胶压裂液，不仅扩大了废水处理的范围，而且提高了废水利用率，实现废水利用。

Description

一种水基压裂返排液的循环利用处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种水基压裂返排液的循环利用处理装置，是一种非常规油气藏资源开采中产生的水基压裂返排液的混合废液的再利用技术，属于油气田废水处理回用技术领域。

背景技术

在油气田开发工程中的压裂施工会导致大量废液返排至地面，这种废液被称为压裂返排液。返排液中含有大量粘土颗粒岩屑，夹杂原油天然气，及压裂液添加剂等污染物，主要成分是悬浮物、石油类、溶解性离子、有机物、细菌等，是一种污染性很强的危险废物，不处理直接回注或者回用配制压裂液存在伤害地层和污染地下水资源的安全隐患。与常规油气井压裂不同，非常规油气藏的开发一般采用多级分段压裂，单井产生的压裂返排液液量是常规压裂的十倍或十几倍。高排量和超大液量的压裂模式的应用需要消耗大量的水资源，另一方面又会产生大量的污染性极强的压裂返排液。并且，大部分非常规油气分布在水资源缺乏的地区，结合非常规油气藏丛式井组的整体作业形式，压裂返排液的快速循环处理成为必然。

ZL201220050049.4公开了一种天然气井返排液回收再利用系统，由气液分离器、一级沉降池、二级沉降池、返排压裂液储罐和压裂液储罐构成。此实用新型只针对低分子聚合物为稠化剂、压裂施工中没有添加氧化类破胶剂的压裂返排液的回用处理，因此，该专利适用范围较窄。ZL20122017204.8公开了一种页岩气、油井压裂液回收处理系统，包括污水池、氧化池、混凝池、沉降池、三级过滤罐、清水池和加药罐，对压裂返排液有效实现氧化降粘、絮凝沉降、固液分离和过滤澄清，达到循环利用、达标排放、回注地层的目的。该专利首先没有明确处理的压裂返排液属于滑溜水，还是冻胶压裂液的返排液；其次是没有明确处理后水配制哪一种类型的压裂液，这主要是压裂液如果使用冻胶压裂液，那么压裂返排液中必然含有大量的交联离子，这种离子的存在极大地限制了返排液处理后水质的回用范围；再者，该专利的处理过程采用了化学氧化处理，在实际操作中，稍有不当，过量化学氧化剂成分的遗留会使处理后的净化水配成的压裂液起粘较难，以至于无法配制成满足现场施工工艺要求的压裂液。

非常规油气藏井压裂施工中，一般根据不同地质特点和压裂施工要求，需要采用不同种类压裂液，或者几种类型的压裂液交替使用，因此压裂施工后其返排液基本是滑溜水、线性胶和冻胶压裂液的混合废液，而现有的处理技术无法解决非常规油气藏水基压裂返排液的混合废液的回用问题，而且也没有明确处理后的净化水具体能够配制哪一类型的压裂液。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术只能处理水基压裂返排液类型单一、处理后净化水配制压裂液范围较窄的技术缺陷，而提供了一种水基压裂返排液的循环利用处理装置。

本实用新型通过以下的技术方案实现：

本实用新型由压裂返排液收集池、臭氧氧化反应器、混凝罐、固液分离器、缓冲罐、砂滤柱、吸附柱、净化水缓冲罐和压裂液配制罐构成，压裂返排液收集池通过提升泵与臭氧氧化反应器入口连接，臭氧氧化反应器与混凝罐、固液分离器、缓冲罐依次串联连接；缓冲罐出口通过提升泵与砂滤柱入口连接，砂滤柱的出口与吸附柱、净化水缓冲罐、压裂液配制罐依次串联连接；砂滤柱的出口同时也与净化水缓冲罐相连；混凝罐上部通过计量泵分别与具有pH调节剂室、混凝剂室和助凝剂室结构的补给罐连接；压裂液配制罐通过计量泵分别与具有稠化剂室、助排剂室、稳定剂室、交联剂室、破胶剂室结构的补给罐连接。

上述的固液分离器是板框压滤机或气浮设备的一种，固液分离器的渣泥出口与污泥收集池连接。

上述的吸附柱的吸附材料是N-甲基葡萄糖胺基螯合树脂。

本实用新型的有益效果是：

(1) 采用臭氧杀菌快速氧化降低粘度，而且减缓了废水中化学溶解性干扰离子的再次介入，减少二次污染风险；

(2) 利用吸附去除一些对配制压裂液有害的离子，其出水可以用于配制滑溜水、线性胶和冻胶压裂液，配制压裂液种类实现最大化，提高了水的利用率；

(3) 本实用新型可处理滑溜水压裂返排液、胍胶压裂返排液或二者的混合液等多种类型的水基压裂返排液，扩大了处理的范围，实现废水循环利用，可自动连续性操作。

附图说明

图1为水基压裂返排液的循环利用处理装置示意图。

1-压裂返排液收集池；2-臭氧氧化反应器；3-混凝罐；4-固液分离器；5-缓冲罐；6-砂滤柱；7-吸附柱；8-净化水缓冲罐；9-压裂液配制罐；10-污泥收集池；11-具有混凝剂室、助凝剂室和pH调节剂室的补给罐；12-具有稠化剂室、助排剂室、稳定剂室、pH调节剂室、破胶剂室和交联剂室结构的补给罐；13a、13b-提升泵；14a、14b-计量泵。

具体实施方式

本实用新型由压裂返排液收集池1、臭氧氧化反应器2、混凝罐3、固液分离器4、缓冲罐5、砂滤柱6、吸附柱7、净化水缓冲罐8、压裂液配制罐9构成，压裂返排液收集池1通过提升泵13a与臭氧氧化反应器2入口连接，氧氧化反应器2与混凝罐3、固液分离器4、缓冲罐5依次串联连接；缓冲罐5出口通过提升泵13b与砂滤柱6入口连接，砂滤柱6的出口与吸附柱7、净化水缓冲罐8、压裂液配制罐9依次串联连接；砂滤柱6的出口同时也与净化水缓冲罐8相连；混凝罐3上部通过计量泵14a分别与具有pH调节剂室、混凝剂室和助凝剂室结构的补给罐11连接；压裂液配制罐9通过计量泵14b分别与具有稠化剂室、助排剂室、稳定剂室、交联剂室、破胶剂室结构的补给罐12连接。

如图1所示，具体的实施步骤为：

(1) 臭氧处理：压裂返排液收集池1中的废液经提升泵13a进入臭氧氧化反应器2，进行臭氧氧化杀菌降粘处理；

(2) 混凝处理：臭氧氧化反应器2的出水进入混凝罐3，通过pH调节剂室、混凝剂室和助凝剂室的补给罐11的计量泵14a向混凝罐3中加入定量处理药剂，进行混凝处理；

(3) 固液分离：混凝出水进入固液分离器4进行泥水分离；固液分离过程中产生的渣泥进入污泥收集池10；

(4)过滤吸附：根据配置压裂液类型进行不同的水处理操作，处理后水用于滑溜水压裂液配置时，实施步骤为：固液分离器4处理后的废水经缓冲罐5，再经提升泵13b进入过滤柱6后收集在净化水缓冲罐8中；处理后水用于线性胶冻胶压裂液配置时，实施步骤为：或者固液分离器4处理后的废水经缓冲罐5，再经提升泵13b依次进入过滤柱6和吸附柱7，出水收集至净化水缓冲罐8；

(5) 配制压裂液：取净化水缓冲罐8中的水进行水质分析，配制压裂液。

滑溜水压裂液的配制：取净化水缓冲罐8中的过滤出水，利用pH调剂剂室、降阻剂室、助排剂室和稳定剂室补给罐12的计量泵14b向压裂液配置罐9中加入药剂配置成滑溜水。

线性胶压裂液的配制：取净化水缓冲罐8中的过滤吸附出水，利用稠化剂室、助排剂室、稳定剂室、pH调剂剂室补给罐12的计量泵14b向压裂液配置罐9中加入药剂配置成线性胶压裂液。

冻胶压裂液的配制；取净化水缓冲罐8中的过滤吸附出水，利用稠化剂室、助排剂室、稳定剂室、pH调剂剂室和交联剂室补给罐12的计量泵14b向压裂液配置罐9中加入药剂配置成冻胶压裂液。

该装置可以实现非常规页岩油气和致密砂岩油气井的不同类型压裂液的循环利用处理，扩大了返排液处理的范围；而且返排液经该装置处理后的过滤出水可配制滑溜水压裂液，经该装置处理后的过滤吸附出水可配制线性胶和冻胶类压裂液，提高了返排液循环回用的利用率。

Claims (3)

1.一种水基压裂返排液的循环利用处理装置，由压裂返排液收集池（1）、臭氧氧化反应器（2）、混凝罐（3）、固液分离器（4）、缓冲罐（5）、砂滤柱（6）、吸附柱（7）、净化水缓冲罐（8）、压裂液配制罐（9）构成，其特征在于：压裂返排液收集池（1）通过提升泵（13a）与臭氧氧化反应器（2）入口连接，臭氧氧化反应器（2）与混凝罐（3）、固液分离器（4）、缓冲罐（5）依次串联连接；缓冲罐（5）出口通过提升泵（13b）与砂滤柱（6）入口连接，砂滤柱（6）与吸附柱（7）、净化水缓冲罐（8）、压裂液配制罐（9）依次串联连接；砂滤柱（6）的出口同时也与净化水缓冲罐（8）相连混凝罐（3）上部通过计量泵（14a）分别与具有pH调节剂室、混凝剂室和助凝剂室结构的补给罐（11）连接；压裂液配制罐（9）通过计量泵（14b）分别与具有稠化剂室、助排剂室、稳定剂室、交联剂室、破胶剂室结构的补给罐（12）连接。

2.根据权利要求1所述的一种水基压裂返排液的循环利用处理装置，其特征在于：所述的固液分离器是板框压滤机或气浮设备的一种，固液分离器的渣泥出口与污泥收集池连接。

3.根据权利要求1所述的一种水基压裂返排液的循环利用处理装置，其特征在于：所述的吸附柱的吸附材料是N-甲基葡萄糖胺基螯合树脂。