一种用于油田压裂返排液的氧化处理方法技术

本发明专利技术公开了一种用于油田压裂返排液的氧化处理方法，本发明专利技术用于油田压裂返排液氧化处理的试剂由氧化剂和催化剂组成。本发明专利技术的用于油田压裂返排液氧化处理的方法，包括以下步骤：(1)调节压裂返排液pH，向压裂返排液中加入催化剂，搅拌均匀。(2)向步骤(1)中所得的压裂返排液中加入氧化剂，搅拌至反应完全。(3)加入絮凝剂搅拌反应，采用板框压滤机进行固液分离，过滤后的液相中大分子物质显著减少，可以进一步处理用于回用或者外排，本发明专利技术涉及油田压裂返排液降解处理技术领域。该用于油田压裂返排液的氧化处理方法，对压裂返排液氧化降解安全且效率高，COD和悬浮固体显著降低，氧化降解后固液分离容易，达到绿色环保要求。达到绿色环保要求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于油田压裂返排液的氧化处理方法


[0001]本专利技术涉及压裂返排液处理
，具体为一种利用亚铁离子催化过硫酸盐氧化降解油田压裂返排液的方法。

技术介绍

[0002]我国油气储层地质复杂、渗透率低、孔隙度低，采用压裂技术可有效提高油气采收率，压裂液是该技术的关键环节。聚合物压裂液体系以其优异的悬砂、耐盐、耐温、降滤失等性能成为油田开采过程中的主流，其中有效且经济的丙烯酰胺基聚合物增产效果良好，近年来得到了广泛研究。
[0003]聚合物体系压裂返排液降解不彻底，残留的大相对分子质量聚丙烯酰胺进入储层造成储层伤害，极大地影响压裂的储层改造效率，且黏度较大的含聚丙烯酰胺的污水外排后，经过迁移、地层吸附等过程会长期危害土壤与水体环境。因此，含聚废水和压裂返排液的降解是面临的重要问题。
[0004]据统计，我国陆上油田每年产生的压裂返排液总量达到1.416
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109m3。由于其具有化学耗氧量(COD)高，悬浮物含量大，矿化度高和黏度大等特点，处理起来非常困难，若其不能达到有效处理，不仅破坏生态环境，危害人体健康，还会造成水资源的严重浪费。因此，开发压裂返排液的高效处理方法，对油田稳产增产具有非常重要的意义。
[0005]然而，目前对压裂返排液的处理，主要采用混凝沉淀、膜分离、电絮凝等方法。主要存在以下问题：1、压裂返排液化学耗氧量(COD)高，悬浮物含量大，矿化度高和黏度大；2、混凝沉淀处理不彻底，聚合物残留较多；3、压裂返排液处理成本高，处理效率低。
[0006]传统的压裂返排液处理方法存在化学药剂使用量较大，操作成本较高以及易造成二次污染等缺点，同时，各个地区的油田产生的压裂返排液性质也不尽相同，因此，开发一种绿色环保和成本低廉的压裂返排液处理工艺是研究的热点与难点，需要对油田压裂返排液处理技术进行深入研究。

技术实现思路

[0007](一)解决的技术问题
[0008]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种用于油田压裂返排液的氧化处理方法，有效解决当前压裂返排液处理效率低、经济成本高的难题。
[0009](二)技术方案
[0010]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0011]一种用于油田压裂返排液的氧化处理方法，包括氧化剂和催化剂组成；所述氧化剂为过硫酸盐；催化剂为过渡金属，催化剂与油田压裂返排液的质量体积比为0.8～1.2kg/m3；氧化剂为过硫酸盐，氧化剂与油田压裂返排液的质量体积比为5～10kg/m3。
[0012]本专利技术提供的用于油田压裂返排液的氧化处理方法，具体操作包括以下步骤：
[0013]E1、加入催化剂并摇匀，调节体系pH在3～11之间；
[0014]E2、加入氧化剂后匀速搅拌，转速100～500r/min，反应1～5h，体系温度控制在15～65℃；
[0015]E3、反应结束后，加入絮凝剂使氧化后的压裂返排液絮体沉降；
[0016]E4、固液分离，将经过混凝沉淀的压裂返排液放入板框压滤机进行压滤或放入离心机离心处理，完成固液分离。
[0017]优选的，体系温度控制在25
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55℃之间。
[0018]优选的，pH在控制在5～7之间。
[0019]升高温度的目的是为了提供O
‑
O断裂所需的能量，从而加速过硫酸盐分解生成SO4‑
·
，因此在温度相对较高条件下体系处理效果会更好；
[0020]将pH调节为弱酸性或中性是因为在碱性条件下SO4‑
·
与H2O或OH
‑
发生反应生成氧化还原电位稍低的
·
OH，导致系统氧化能力降低。
[0021](三)有益效果
[0022]本专利技术提供了一种用于油田压裂返排液的氧化处理方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
[0023](1)、该用于油田压裂返排液的氧化处理方法，选用过渡金属活化过硫酸盐，降解效率高，操作简单安全；使用的氧化剂为过二硫酸盐，易于储存和运输，水溶性好、价格相对较低，使用的催化剂为亚铁离子，催化效果好、价格低廉且没有毒害作用。
[0024](2)、该用于油田压裂返排液的氧化处理方法，通过对氧化后的压裂返排液进行进一步的絮凝，能够使氧化分解产生的小分子物质聚集沉降，大幅降低废水中的悬浮固体含量，进一步优化水质。氧化后的絮凝提高固液分离速度，节约了处理时间，整个压裂返排液处理方法简单快捷，成本低，具有较好的经济价值和环境价值。通过本专利技术的氧化降解方法，对不同体系的压裂返排液降解率可达80％以上，COD降解率可达75％以上，SS去除率可达60％。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的压裂返排液原水样；
[0026]图2为本专利技术的氧化降解后的水样；
[0027]图3为本专利技术的氧化降解并加入絮凝剂后的水样；
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图和附表，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]本专利技术实施例提供一种技术方案：一种用于油田压裂返排液的氧化处理方法，具体包括以下实施例：
[0030]实施例1
[0031]本实施例选择的催化剂为七水合硫酸亚铁，氧化剂为过硫酸钠
[0032]本实施例用于胍胶压裂返排液体系
[0033]具体氧化降解过程按照以下步骤实施：
[0034]第一步：取一定量胍胶体系的油田压裂返排液(见图1)，调节pH为7，控制温度25℃，加入七水合硫酸亚铁1kg/m3，以180r/min转速搅拌或振荡5min，再加入6kg/m3的过硫酸钠，继续以180r/min转速搅拌或振荡4h(见图2)。
[0035]第二步：加入0.9kg/m3的聚合氯化铝搅拌5min，进行固液分离，取5mL分离液测COD和SS浓度，该方法对COD去除率为75％，SS去除率82％(见图3)。
[0036] 初始浓度(mg/L)处理后浓度(mg/L)去除率％COD259264875％SS4508182％
[0037]实施例2
[0038]本实施例选择的催化剂为七水合硫酸亚铁，氧化剂为过硫酸钠
[0039]本实施例用于EM30压裂返排液体系
[0040]具体氧化降解过程按照以下步骤实施：
[0041]第一步：取一定量EM30体系的油田压裂返排液，调节pH为7，控制温度25℃，加入七水合硫酸亚铁1kg/m3，以180r/min转速搅拌或振荡5min，再加入6kg/m3的过硫酸钠，继续以180r/min转速搅拌或振荡4h。
[0042]第二步：加入0.7kg/m3的聚合氯化铝搅拌5min，进行固液分离，取5mL分离液用淀粉...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于油田压裂返排液的氧化处理方法，其特征在于：包括氧化剂和催化剂组成；所述氧化剂为过硫酸盐；所述催化剂为过渡金属，催化剂与油田压裂返排液的质量体积比为0.8～1.2kg/m3；所述氧化剂为过硫酸盐，与油田压裂返排液的质量体积比为5～10kg/m3。2.一种针对权利要求1所述用于油田压裂返排液的氧化处理方法，其特征在于，具体包括以下步骤：E1、调节体系pH在3～11之间，加入催化剂并摇匀；E2、加入氧化剂后匀速搅拌，转速100～500r/min，反应1～5h，体系温度控制在15～65℃；E3、反应结束后，加入絮凝剂使氧化后的压裂返排液絮体沉降；E4、固液分离，将经过混凝沉淀的压裂返排液放入板框压滤机进行压滤或放入离心机离心处理，完成固液分离。3.根据权利要求1
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2任一项所述的用于油田压裂返排液的氧化处理方法，其特征在于：所述过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种，优选地为过硫酸钠。4.根据权利要求1
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2任一项所述的用于油田压裂返排液的氧化处理方法，其特征在于：所述过渡金...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖静，杭小帅，周莉，张澜，陈翔，严家宝，尤晓慧，王燕，朱冬冬，
申请(专利权)人：生态环境部南京环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：