一种页岩气压裂返排液应急处理方法技术

本发明专利技术提供一种页岩气压裂返排液应急处理方法，可在返排液量大超过存储容量或者强降雨时进行减量应急处理以消除溢出的风险。该方法包括以下步骤：检测返排液存储池中的返排液的矿化度；当所述返排液的矿化度在45000mg/L以下时，将返排液存储池中返排液的上清液导入快混池，在所述快混池中投入pH调节剂和混凝剂；将所述快混池中的上清液导入反应池，并投加软化剂；将所述反应池中的上清液导入絮凝池，并投加絮凝剂；将絮凝池上清液导入管式微滤膜进行固液分离；向所述微滤膜分离得到的清液中投加NaClO进行氧化处理；将氧化处理后的出水投加NaHSO

An emergency treatment method for shale gas fracturing flowback fluid

【技术实现步骤摘要】
一种页岩气压裂返排液应急处理方法
本专利技术涉及废弃物处理
，特别涉及一种页岩气压裂返排液应急处理方法。
技术介绍
页岩气压裂返排液是指在页岩储层的水力压裂改造施工结束后返回至地面的液体。返排液具有高化学含氧量、高悬浮物含量、高矿化度、成分复杂和难生化降解等特点，若泄露或溢出至地表，会对土壤、地表水和地下水造成严重污染。压裂返排液的妥善处置已成为页岩气可持续开发的关键问题之一。目前页岩气压裂返排液的处置主要立足“大量回用，少量回注”，回用前进行简单过滤并补充添加剂，以降低页岩气返排液中悬浮固体含量；必要时再加清水稀释，达到压裂配液要求，即可回用消纳返排液。在实现本专利技术的过程中，本专利技术人发现现有技术中至少存在以下问题：因工期安排等实际问题，页岩气压裂返排液很难作到“立即回用”，往往暂时存储在存储池中等待回用。由于返排早期液量大，返排液可能会超过存储池的容量而溢出，特别是高强度降雨也有可能使返排液从存储池中溢出，污染土壤、地表水和地下水环境。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术提供一种页岩气压裂返排液应急处理方法，可有效降低页岩气压裂返排液中的有害成分，处理产生的淡水可达标排放，浓水则返回至返排液存储池等待回用。具体而言，包括以下的技术方案：本专利技术提供了一种页岩气压裂返排液应急处理方法，用于在返排液量大超过返排液存储池的存储容量或者强降雨时进行减量应急处理以消除溢出的风险，该方法包括以下步骤：步骤S1：检测返排液存储池中的返排液的矿化度；步骤S2：当所述返排液的矿化度在45000mg/L以下时，将返排液存储池中返排液的上清液导入快混池，在所述快混池中投入pH调节剂和混凝剂；步骤S3：将所述快混池中的上清液导入反应池，并投加软化剂；步骤S4：将所述反应池中的上清液导入絮凝池，并投加絮凝剂；步骤S5：将絮凝池上清液导入管式微滤膜进行固液分离；步骤S6：向所述管式微滤膜分离得到的清液中投加NaClO进行氧化处理；步骤S7：将氧化处理后的出水投加NaHSO3去除余氯，并投加HCl调节pH，之后导入反渗透系统进行脱盐处理，分别产生淡水和浓盐水；淡水可达到排放要求进行排放，浓水返回至所述存储池等待回用配液。可选择地，步骤S1中检测返排液存储池中的返排液的矿化度包括：检测返排液的电导率，并根据所述返排液的电导率计算所述返排液的矿化度，采用的计算公式如下：矿化度(mg/L)＝633.7x+1417；其中，x为电导率(ms/cm)。可选择地，步骤S2中所述pH调节剂为NaOH或石灰，所述pH调节剂投加量应保证所述快混池中的上清液的pH提升至11以上；所述混凝剂包括三氯化铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁或聚合氯化铁中的至少一种。可选择地，在步骤S2中，向所述快混池中的上清液中加入所述pH调节剂及所述混凝剂时进行搅拌，搅拌速度梯度为600-1000s-1，水力停留时间为0.5-2min。可选择地，步骤S3中所述软化剂为Na2CO3，所述软化剂的投加量应保证所述反应池的上清液中的Ba2+低于10mg/L，软化过程进行搅拌，搅拌速度梯度为600-1000s-1，水力停留时间为5-10min。可选择地，步骤S4中所述絮凝剂为阴离子聚丙烯酰胺，所述絮凝剂的投加量为0.2-10mg/L，絮凝池搅拌速度梯度为20-100s-1，水力停留时间为5-10min。可选择地，步骤S5中管式微滤膜材质为聚偏氟乙烯，所述管式微滤膜的孔径为0.05μm。可选择地，步骤S6中投加NaClO是为了进一步降低有机物和氨氮含量。可选择地，步骤S7中NaHSO3的投加量应保证处理后所述淡水中的氯含量在0.01mg/L以下，投加HCl控制所述反渗透系统的进水的pH在7-8。采用本专利技术提供的页岩气压裂返排液应急处理方法能够在页岩气压裂返排液的返排量较大时，对页岩气压裂返排液进行处理并将得到的淡水排放，实行减量，避免因返排量超过存储池容量而溢出造成的环境污染。与现有技术相比，水力停留时间短，可连续、稳定、快速完成页岩气压裂返排液减量应急处理；占地面积小，可通过撬装化装置实现，便于运输和吊装，尤其适合在丘陵和山区地带应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的页岩气压裂返排液的应急处理系统的框图。图中的附图标记分别为：1、返排液存储池；2、快混池；3、反应池；4、絮凝池；5、管式微滤膜；6、反应池；7、反应池；8、反渗透系统；9、板框压滤机。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。本专利技术实施例提供了一种页岩气压裂返排液应急处理方法，用于在返排液量大超过存储容量或者强降雨时进行减量应急处理以消除溢出的风险。该方法可应用于如图1所示的页岩气压裂返排液的应急处理系统。参见图1，该应急处理系统包括返排液存储池1、快混池2、反应池3、絮凝池4、管式微滤膜5、反应池6、反应池7、反渗透系统8和板框压滤机9。其中，返排液存储池1的出口与快混池2的入口连通，快混池2的出口与反应池3的入口连通，反应池3的出口与絮凝池4的入口连通，絮凝池4的出口管式微滤膜5的入口连通，出口管式微滤膜5的出口与反应池6的入口连通，反应池6的出口与反应池7的入口连通，反应池7的出口与反渗透系统8的入口连通。本专利技术实施例提供的页岩气压裂返排液应急处理方法包括以下步骤步骤S1至步骤S7。下面将对各步骤进行介绍。步骤S1：检测返排液存储池中的返排液的矿化度。其中，该步骤中检测返排液存储池1中的返排液的矿化度可通过以下方法实现：首先检测返排液的电导率，并根据所述返排液的电导率计算所述返排液的矿化度，采用的计算公式如下：矿化度(mg/L)＝633.7x+1417；其中，x为电导率(ms/cm)。某页岩气井场的返排液可首先存储在返排液存储池1中，并检测返排液的电导率。经现场测试得到返排液的电导率为29.8ms/cm，根据经验公式计算矿化度，采用的经验公式如下：矿化度(mg/L)＝633.7x+1417，其中，x为电导率(ms/cm)。实测返排液的电导率为29.8ms/cm，根据上述公式计算得到的矿化度为20301mg/L，实测的返排液的矿化度为20400mg/L，二者相差较小，说明根据经验公式计算得到的矿化度的精确度较高。如下是检测到的该页岩气井场的返排液水质表：项目pHSS本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种页岩气压裂返排液应急处理方法，用于在返排液量大超过返排液存储池的存储容量或者强降雨时进行减量应急处理以消除溢出的风险，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤S1：检测返排液存储池中的返排液的矿化度；/n步骤S2：当所述返排液的矿化度在45000mg/L以下时，将返排液存储池中返排液的上清液导入快混池，在所述快混池中投入pH调节剂和混凝剂；/n步骤S3：将所述快混池中的上清液导入反应池，并投加软化剂；/n步骤S4：将所述反应池中的上清液导入絮凝池，并投加絮凝剂；/n步骤S5：将絮凝池上清液导入管式微滤膜进行固液分离；/n步骤S6：向所述管式微滤膜分离得到的清液中投加NaClO进行氧化处理；/n步骤S7：将氧化处理后的出水投加NaHSO

【技术特征摘要】
1.一种页岩气压裂返排液应急处理方法，用于在返排液量大超过返排液存储池的存储容量或者强降雨时进行减量应急处理以消除溢出的风险，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤S1：检测返排液存储池中的返排液的矿化度；
步骤S2：当所述返排液的矿化度在45000mg/L以下时，将返排液存储池中返排液的上清液导入快混池，在所述快混池中投入pH调节剂和混凝剂；
步骤S3：将所述快混池中的上清液导入反应池，并投加软化剂；
步骤S4：将所述反应池中的上清液导入絮凝池，并投加絮凝剂；
步骤S5：将絮凝池上清液导入管式微滤膜进行固液分离；
步骤S6：向所述管式微滤膜分离得到的清液中投加NaClO进行氧化处理；
步骤S7：将氧化处理后的出水投加NaHSO3去除余氯，并投加HCl调节pH，之后导入反渗透系统进行脱盐处理，分别产生淡水和浓盐水；淡水可达到排放要求进行排放，浓水返回至所述存储池等待回用配液。


2.根据权利要求1所述的页岩气压裂返排液应急处理方法，其特征在于，步骤S1中检测返排液存储池中的返排液的矿化度包括：
检测返排液的电导率，并根据所述返排液的电导率计算所述返排液的矿化度，采用的计算公式如下：矿化度(mg/L)＝633.7x+1417；其中，x为电导率(ms/cm)。


3.根据权利要求1所述的页岩气压裂返排液应急处理方法，其特征在于，步骤S2中所述pH调节剂为NaOH或石灰，所述pH调节剂投加量应保证所述快混池中的上清液的pH提升至11以上；所述混凝剂包括三氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱进，向启贵，刘文士，陈天欣，易畅，王兴睿，银小兵，雷宇，胡金燕，周晓曼，郭世月，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11