[发明专利]一种压裂返排液达标排放及复配压裂液的处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及油田废水处理工艺技术领域，具体为一种压裂返排液达标排放及复配压裂液的处理工艺。 

背景技术

油井压裂作业返排废液的特性因压裂液体系的不同而不同。压裂作业返排废液是一种复杂的多相分散体系，既有从地层深处带出的粘土颗粒和岩屑，也有原油及压裂液中的有机和无机添加剂，组成极为复杂，且矿化度高、腐蚀性大。有机添加剂多为苯系衍生物和多环芳烃化合物。特别是注聚压裂解堵的注入井的返排液为灰黑色溶液，具有刺激性臭味。 

然而，油气井压裂作业是增产的主要措施之一，井下作业排出的废水中，含有残酸、返排液、残渣、油类、洗井液等，若不进行有效处理处置会对环境造成污染和破坏。目前国内井下作业采用的类型主要有常规酸、乳化酸、胶凝酸等，酸化过程中使用的酸液主要为浓度10％～15％的盐酸，同时含有各种添加剂，如：缓蚀剂、稳定剂、防腐剂、表面活性剂、减磨剂、抗渣剂等，酸化废水一般具有酸度高、化学需氧量（COD）高、色度高、矿化度高、氯离子含量高、铁含量高等特点，较难处理。 

油田压裂返排液中添加剂种类繁多，处理难度大，主要采用： 

物理法——调节法、沉淀法、隔油法、隔滤法。

化学法——化学混凝法、中和法、氧化还原法、化学沉淀法、电解法。 

物理化学法——吸附法、离子交换法、膜分离技术、萃取气提和吹脱法。 

 生物法——活性污泥法、生物膜法、生物塘法、厌氧生物法。 

根据不同的处理目的，压裂返排液一般有以下几种处理方式： 

1、固化：采用普通硅酸盐水泥和生石灰做为固化剂，将压裂返排液等废液在添加固化剂、吸水剂、加重剂、助凝剂等添加剂下，可得初凝时间适当，抗压强度较好的固化块。可经得起毒性浸泡实验，固化住重金属和有机污染物，达到对环境无害化的要求。但这种方法固化成本高，形成大量的固废物，操作复杂等缺点。

2、焚烧：焚烧法处理压裂返排液是将高浓度的废水在高温下进行氧化分解，使有机物分解成水、二氧化碳等无害物质。化工厂的高浓度有机废水常采用这种方法处理。 

焚烧的成本很高，不仅一次投资大，还要有辅助燃料，某些污染物焚烧后可能导致新的大气污染。 

3、处理后的水重新配制压裂液：国外，特别是美国，近年来随着页岩气的开发，大规模的压裂需要大量的水资源，对压裂液返排液的重复利用已经在大规模压裂上广泛采用。 

经研究，对于植物胶压裂液配制，pH、细菌、硼含量对交联的影响最大。除去固体、油等后的返排液，采取适当的方式去除返排液中的硼、二价金属、细菌等，调整适当的 pH 值能够重新配制压裂液、钻井液。 

4、处理后做注水水源：用车将压裂返排液运至联合站污水处理站，与其他采油污水一同处理后，经过化学、混凝沉降、精细过滤、加缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂后，在悬浮物、油、总铁、腐蚀菌、悬浮物粒径中值等方面达到油田注水水质要求，作为注水水源。 

5、处理后达标排放：一般是将压裂返排液用车拉运至城市污水处理厂，与城市污水一起经过物理化学、生物法等处理后，COD、生化需氧量（BOD）等污染物达到排放标准，达到排放。