一种压裂返排液的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种压裂返排液的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：将胍胶压裂返排液进行电絮凝；将电絮凝后的废液进行气浮沉降；将气浮沉降处理后的上清液体进行电化学深度氧化处理；将进行电化学深度氧化处理后的废液进行过滤处理，实现回排或外排。本发明专利技术采用电絮凝和电化学氧化取代化学絮凝和化学氧化，辅以溶气气浮和过滤，有效减少新化学药剂的引入和用量，缓解废水中化学溶解性干扰离子的再次介入，有助于减少二次污染风险并降低成本，且处理后的返排液能够实现循环利用配制压裂液或者回注地层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油气田开采污水处理
，尤其涉及一种压裂返排液的处理方法。
技术介绍
压裂作为油气田勘探和开发不可缺少的一项重要技术手段，主要用于改善低渗透油藏及非常规油气藏的油气层渗透能力，新井试气、老区油井挖潜以及水井增注等。压裂作业结束后，返排的压裂液中既含有大量胍胶、甲醛、石油类及各种添加剂，地层深处带出的粘土颗粒和岩屑，使得压裂返排液具有高COD、高稳定性、高粘度和高浊度等特点，特别是其中一些不易净化的亲水性有机添加剂，难以从废水中除去。若压裂返排液不经处理直接外排或长期堆积井场，将会渗透至地层，导致周围土壤结盐碱化并污染地表水系，严重破坏生态环境。随着油气资源开发中面临日益严重的水资源挑战，如水资源消耗巨大、压裂返排液及气田水水量大、压裂返排液及气田水成分复杂，处理难度大等，开展处理压裂返排液处理技术研究，对于节约水资源、减小环境污染显得意义重大。考虑胍胶压裂返排液复杂，处理难度大，需要多段处理工艺才能彻底分解有机污染物，通过是破胶、絮凝、氧化、膜分离等多种方法联合使用，常规处理的最终目标是外排或者回注。尽管目前国内的胍胶压裂返排液处理技术达到了一定水平，但都或多或少存在一些缺陷，如为脱稳破胶和絮凝，除去返排液中胶质悬浮物，需使用大量化学药剂，处理成本高，且易造成二次污染；微生物厌氧或好氧发酵法能耗小、处理成本低，且能起到杀菌的作用，但处理时间长，控制因素较为复杂，还需与可生物降解的絮凝剂结合，避免污泥的二次污染；现有处理方法和工艺流程相对固定，但压裂返排液成分复杂、体系多变，难以确保处理后的返排液有效达到国家相关排放或回用标准。专利技术内容本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种压裂返排液的处理方法，该处理方法能减少化学药剂的引入和用量，降低成本，且处理后的返排液能够实现循环利用配制压裂液或者回注地层。。本专利技术所采用的技术方案为：一种压裂返排液的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将压裂返排液进行电絮凝处理；(2)将电絮凝处理后的废液进行气浮沉降；(3)将气浮沉降处理后的上清液体进行电化学深度氧化处理；(4)将进行电化学深度氧化处理后的废液进行过滤处理，实现回排或外排。优选的，一种压裂返排液的处理方法，包括如下步骤：(1)将压裂返排液进行臭氧氧化破胶处理；(2)将经过臭氧氧化处理后的废液进行电絮凝处理；(3)将电絮凝后的废液进行气浮沉降；(4)将气浮沉降处理后的上清液体进行电化学深度氧化处理；(5)将进行电化学深度氧化处理后的废液进行过滤处理，实现回排或外排。优选的，臭氧浓度为臭氧浓度为50-80mg/L，臭氧破胶反应时间为5-10min。优选的，臭氧氧化破胶处理使用添加锰砂催化剂填料层，其粒径为10-12mm。优选的，在电絮凝之前还进行化学絮凝步骤，化学絮凝采用絮凝剂、助凝剂，絮凝剂选用聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铁和聚合硫酸铁中的至少一种；助凝剂聚丙烯酰胺溶液；絮凝剂投加量为1000-2000mg/L，助凝剂投加量为10-20mg/L。优选的，电絮凝采用铝或铁电极，电絮凝反应时间为2min-4min。优选的，气浮沉降步骤中的气水混合比例为：1％-5％，气浮反应时间为5min-10min，沉降后的处理液进行离心脱固，离心脱固后的液体再次进行循环处理，离心脱固后的废渣进行回收。优选的，电化学深度氧化步骤中，阳极采用二氧化铅、二氧化钛、铂铱合金、掺硼金刚石中的一种，阴极采用铅、钛、石墨中的一种，电化学深度氧化反应时间为20-30min。优选的，过滤处理步骤分为粗过滤和精过滤串联单元，两者采用的滤芯的粒径分别为10-20μm和2-5μm。优选的，所述压裂返排液为胍胶压裂返排液或滑溜水体系压裂返排液。本专利技术所取得的有益效果为：1、本专利技术采用电絮凝和电化学氧化取代化学絮凝和化学氧化，辅以溶气气浮和过滤，有效减少新化学药剂的引入和用量，缓解废水中化学溶解性干扰离子的再次介入，有助于减少二次污染风险并降低成本，且处理后的返排液能够实现循环利用配制压裂液或者回注地层；2、压裂返排液进行臭氧氧化完成破胶预处理，降低流体入口端粘度，并缓解返排液中化学溶解性干扰离子的再次介入，减少二次污染风险。附图说明图1为本专利技术的实施例一种的工艺流程图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例1：本实施例是用于处理海洋油井增产作业产生的羟丙基胍胶体系压裂返排液。处理量：20m3/h，进水水质：PH＝7.5，水中悬浮物为893mg/L，COD为3700mg/L，其处理方法为：1)、将压裂返排液进行臭氧氧化破胶处理，用于降低流体入口端粘度，并缓解返排液中化学溶解性干扰离子的再次介入，减少二次污染风险。其中，臭氧氧化破胶处理中的臭氧气体呈纳米级微气泡，以提高氧化速度和氧化效率。臭氧破胶反应中，臭氧浓度为50mg/L，臭氧破胶反应时间为5min。臭氧破胶反应的原理为：O3+OH-→HO2·+·O2O3+·O2→·O3+O2O3+HO2·→HO·+2O2。该步骤通过反应生成HO·(羟基自由基)，达到破胶效果。2)、经破胶后的返排液进入综合絮凝处理。该步骤在综合絮凝处理装置处理，综合絮凝装置包括电絮凝和化学絮凝两个处理单元，两者通过调整阀门可以实现串、并联使用。电絮凝处理单元采用铝或铁电极，通过形成铝或铁的氢氧化物，即“微絮凝体”实现返排液中悬浮颗粒和胶体污染物失稳和絮凝体；化学絮凝单元采用管道混合器快速混合返排液与多种药剂，如絮凝剂、混凝剂、助凝剂等，以生成均匀的絮状物。其中的悬浮颗粒、胶体污染物等在电场的作用下失去稳定并与微絮凝剂结合形成大絮体，降低返排液色度；一般情况下仅采用电絮凝处理单元，必要时两者联合使用，以减少化学药剂引起的二次污染。本实施例，以先经过化学絮凝后再进行电絮凝，化学絮凝采用絮凝剂、助凝剂。絮凝剂选用无机高分子絮凝剂溶液，无机高分子絮凝剂溶液为聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铁和聚合硫酸铁中的至少一种；助凝剂聚丙烯酰胺溶液；絮凝剂投加量为1500mg/L，助凝剂投加量为15mg/L。电絮凝反应时间为2min。电絮凝反应的原理为：(以铁电极为例)Fe－2e→Fe2+2H++2e→H2↑Fe2++2(OH-)→Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)34OH-－4e→2H2O+O2↑。3)、经步骤2处理后的液体与溶气水混合后进行气浮沉降处理，其中，处理装置为气浮沉降罐，进入气浮沉降罐，利用气浮原理去除石油类物质；气浮沉降罐集沉降、气浮除油功能为一体，以提高沉降罐油水分离效果，降低出水含油量，保证后续过滤系统处理水质。气浮除油采用溶气泵加压溶气气浮，确保气泡细微、弥散均匀，以提高气浮处理效果，气水混合比例为1％,气浮反应时间为5min；沉降罐与离心脱固装置相连，用于对絮凝沉降后的处理液进行排泥，产生的污水重新进入处理系统中，沉降反应时间为15min。4)、对步骤3处理后的液体进行电化学深度氧化处理，通过电极反应直接和间接地对污染物实施氧化降解，有效降液体中的CODcr浓度，去除废水的生物毒性；其中电解池中阳极采用高催化活性、高析氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压裂返排液的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将压裂返排液进行电絮凝处理；(2)将电絮凝处理后的废液进行气浮沉降；(3)将气浮沉降处理后的上清液体进行电化学深度氧化处理；(4)将进行电化学深度氧化处理后的废液进行过滤处理，实现回排或外排。

【技术特征摘要】
1.一种压裂返排液的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将压裂返排液进行电絮凝处理；(2)将电絮凝处理后的废液进行气浮沉降；(3)将气浮沉降处理后的上清液体进行电化学深度氧化处理；(4)将进行电化学深度氧化处理后的废液进行过滤处理，实现回排或外排。2.一种压裂返排液的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将压裂返排液进行臭氧氧化破胶处理；(2)将经过臭氧氧化处理后的废液进行电絮凝处理；(3)将电絮凝后的废液进行气浮沉降；(4)将气浮沉降处理后的上清液体进行电化学深度氧化处理；(5)将进行电化学深度氧化处理后的废液进行过滤处理，实现回排或外排。3.根据权利要求2所述的压裂返排液的处理方法，其特征在于：臭氧浓度为臭氧浓度为50-80mg/L，臭氧破胶反应时间为5-10min。4.根据权利要求2或3所述的压裂返排液的处理方法，其特征在于：臭氧氧化破胶处理使用添加锰砂催化剂填料层，其粒径为10mm-12mm。5.根据权利要求1或2所述的压裂返排液的处理方法，其特征在于：在电絮凝之前还进行化学絮凝步骤，化学絮凝采用絮凝剂、助凝剂，絮凝剂选用聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡琼，许剑，张正禄，李文权，刘学中，
申请(专利权)人：中石化石油工程机械有限公司研究院，
类型：发明
国别省市：湖北;42