CN205953713U - 一种适用于气井的压裂返排液处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于气井的压裂返排液处理系统，其通过管线依次连接的杀菌单元、pH调节单元、金属离子沉淀单元、絮凝混合单元、固液分离单元、污泥处理单元、硼离子处理单元以及过铵处理单元。该处理系统结构简单，适用于低COD含量、高细菌含量、高机械杂质含量、高金属离子含量、高残余硼离子含量及高残余过铵含量的气井返排液的处理。
Description
技术领域
本实用新型属于油气田开采中废水处理与回用技术领域，尤其是一种适用于气井的压裂返排液处理系统。
背景技术
压裂返排液由于机械杂质和复杂的化学成分，导致压裂返排液的排放会给环境带来严重的污染。气井压裂返排液存在以下特点：(1)压裂施工后，返排液量大，返排率高。(2)悬浮物等机械杂质含量较高。高悬浮物含量的返排液循环利用时会造成储层渗透率的降低，影响气井产量。(3)COD值较油井返排液含量低。(4)高价金属离子如钙离子、镁离子、铁离子等含量较高。高价金属离子的存在影响冻胶交联及冻胶的抗高温性能。(5)残余的硼离子含量较高。较高含量的硼交联剂导致返排液回用配液时出现交联现象，严重影响施工。(6)残余过铵破胶剂含量较高。较高含量的残余破胶剂导致返排液回用时基液粘度在几个小时内快速下降或者导致冻胶破胶速度增加，出现脱砂现象。(7)细菌等微生物含量较高。影响基液粘度的保持。
目前压裂返排液的处理系统，如专利201520196468.2介绍了一种简单的压裂返排液处理系统，该系统主要由除COD单元(包括絮凝除油单元、氧化降解除油单元与深度氧化单元)、两相分离单元(即沉降单元)和压滤单元(即污泥处理单元)组成，仅适用于高COD值返排液的处理，无法满足高细菌含量、高机械杂质含量、高金属离子含量、高残余硼离子含量及高残余过铵含量的返排液的处理。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种适用于气井的压裂返排液处理系统，该处理系统结构简单，适用于低COD含量、高细菌含量、高机械杂质含量、高金属离子含量、高残余硼离子含量及高残余过铵含量的气井返排液的处理。
为了解决上述技术问题，本实用新型包括通过管线依次连接的杀菌单元、pH调节单元、金属离子沉淀单元、絮凝混合单元、固液分离单元、污泥处理单元、硼离子处理单元以及过铵处理单元。
所述杀菌单元、pH调节单元、金属离子沉淀单元、絮凝混合单元以及过铵处理单元均包括自动加药单元和带搅拌或循环系统的液罐。
所述自动加药单元通过流量计精确计量在对应的单元中分别添加有杀菌剂、pH调节剂、金属离子沉淀剂、无机有机复合絮凝剂以及过铵处理剂。
所述固液分离单元为斜管沉降池或为离心分离机或为溶气气浮机或为管道过滤器；所述固液分离单元的出水口通过管线与硼离子处理单元的进水口连接；所述的固液分离单元的出泥口通过管线与污泥处理单元进泥口连接。
所述污泥处理单元为压滤机；所述压滤机的出液口通过管线与絮凝混合单元连接。
所述硼离子处理单元为离子交换器；所述硼离子处理单元内充填有多孔的硼离子交换树脂。
本实用新型的有益效果是：
1、根据高细菌含量、高机械杂质含量、高金属离子含量、高残余硼离子含量及高残余过铵含量返排液的特点，增加了返排液中有害组分的针对性处理单元，为后续处理后的返排液进行循环利用再配制压裂液做好前期准备。例如，降低细菌含量有利于循环利用压裂液不易腐败变质而保证粘度稳定；降低机械杂质含量有利于循环利用压裂液泵入储层后减少对渗透率的伤害；降低金属离子含量有利于循环利用压裂液在常温和井温条件下的粘度稳定，携砂性能好；降低返排液中硼离子含量有利于配制基液时不会导致在液罐内出现过早交联；降低返排液中过铵含量有利于基液和冻胶液不会过早破胶而导致粘度显著降低。
2、在压裂返排液处理过程中只针对细菌、悬浮物等机械杂质、高价金属离子、硼离子及过铵等有害成分进行去除，其它不存在性能影响的成分(如氯离子、钠离子及钾离子等)与有利成分(如残余黏土稳定剂及助排剂等)进行保留，针对性强，经济性好，具有较强的实用价值。
3.本实用新型的处理系统大幅降低了对离子进行全部处理的难度与配液成本及工作量。
4.本实用新型为压裂返排液的循环利用提供了条件，节能节水，并且实现了压裂返排液的不落地处理与零排放，能降低成本，保护环境。
附图说明
图1为本实用新型一种适用于气井的压裂返排液处理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
如图1所示，一种适用于气井的压裂返排液处理系统，处理系统包括通过管线依次连接的杀菌单元1、pH调节单元2、金属离子沉淀单元3、絮凝混合单元4、固液分离单元5、硼离子处理单元6、过铵处理单元7、污泥处理单元8以及自动加药单元9。所述的杀菌单元1的进水口进压裂返排液，杀菌单元1的出水口通过管线与pH调节单元2的进水口连接，pH调节单元2的出水口通过管线与金属离子沉淀单元3的进水口连接，金属离子沉淀单元3的出水口通过管线与絮凝混合单元4的进水口连接，絮凝混合单元4的出水口通过管线与固液分离单元5的进水口连接，固液分离单元5的出水口通过管线与硼离子处理单元6连接，固液分离单元5的出泥口通过管线与污泥处理单元8的进泥口连接，污泥处理单元8的出水口通过管线与絮凝混合单元4的进水口连接，对污泥处理单元8的泥饼出口进行收集，硼离子处理单元6通过管线与过铵处理单元7的进水口连接，过铵处理单元7的出水口为最终得到的返排液处理液。所述的自动加药单元9通过支管与杀菌单元1的进水口、pH调节单元2的进水口、金属离子沉淀单元3的进水口、絮凝混合单元4的进水口以及过铵处理单元8的进水口连接，且各支管配备流量计以分别精确计量杀菌剂、pH调节剂、金属离子沉淀剂、絮凝剂以及过铵处理剂的加量。
本实用新型中的杀菌单元1的作用是通过自动加药单元9注入杀菌剂来降低细菌含量，有利于循环利用压裂液时不易腐败变质而保证粘度稳定；pH调节单元2的作用是通过自动加药单元9注入pH调节剂来调节pH值，以保证后续金属离子沉淀单元3以及絮凝混合单元4的沉淀效果和机械杂质的絮凝效果；金属离子沉淀单元3的作用是通过自动加药单元9注入沉淀剂来降低金属离子含量(如钙离子、镁离子以及总铁等的含量)，进而有利于循环利用压裂液在常温和井温条件下的粘度稳定，携砂性能好；絮凝混合单元4的作用是通过自动加药单元9注入无机有机复合絮凝剂来絮凝机械杂质，有利于循环利用压裂液在泵入储层后减少对渗透率的伤害；固液分离单元5的作用是加速形成的絮凝物的快速分离；硼离子处理单元6的作用是通过内部充填的硼离子交换树脂吸附返排液中硼离子，硼离子含量的降低有利于在配制基液时不会导致在液罐内出现过早交联；过铵处理单元7的作用是通过自动加药单元9注入过铵处理剂来降低返排液中过铵含量，进而有利于基液和冻胶液不会过早破胶而导致粘度显著降低。
经过所述适用于气井的压裂返排液处理系统处理后，返排液中悬浮物(机械杂质)含量低于30mg/L，COD含量低于40mg/L，钙离子含量低于5mg/L，镁离子含量低于3mg/L，总铁含量低于3mg/L，硼离子含量低于4mg/L，过铵含量低于2mg/L，细菌含量低于20个/mL，pH值在7-8之间，上述返排液经处理后的各项指标满足返排液循环利用水质要求。
综上所述，本实用新型的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本实用新型的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本实用新型的范围之内。
Claims (6)
1.一种适用于气井的压裂返排液处理系统，其特征在于：所述处理系统包括通过管线依次连接的杀菌单元、pH调节单元、金属离子沉淀单元、絮凝混合单元、固液分离单元、污泥处理单元、硼离子处理单元以及过铵处理单元。
2.按照权利要求1所述的一种适用于气井的压裂返排液处理系统，其特征在于：所述杀菌单元、pH调节单元、金属离子沉淀单元、絮凝混合单元以及过铵处理单元均包括自动加药单元和带搅拌或循环系统的液罐。
3.按照权利要求2所述的一种适用于气井的压裂返排液处理系统，其特征在于：所述自动加药单元通过流量计精确计量在对应的单元中分别添加有杀菌剂、pH调节剂、金属离子沉淀剂、无机有机复合絮凝剂以及过铵处理剂。
4.按照权利要求1所述的一种适用于气井的压裂返排液处理系统，其特征在于：所述固液分离单元为斜管沉降池或为离心分离机或为溶气气浮机或为管道过滤器；所述固液分离单元的出水口通过管线与硼离子处理单元的进水口连接；所述的固液分离单元的出泥口通过管线与污泥处理单元进泥口连接。
5.按照权利要求1所述的一种适用于气井的压裂返排液处理系统，其特征在于：所述污泥处理单元为压滤机；所述压滤机的出液口通过管线与絮凝混合单元连接。
6.按照权利要求1所述的一种适用于气井的压裂返排液处理系统，其特征在于：所述硼离子处理单元为离子交换器；所述硼离子处理单元内充填有多孔的硼离子交换树脂。
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