[实用新型]一种采用陶瓷膜处理油气田压裂返排液的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种采用陶瓷膜处理油气田压裂返排液的方法及装置，属于水处 理技术领域。

背景技术

压裂作业是油气增产的一项重要举措，同时也可以改善油气层的导流能力，因此 被各大油气田广泛采用，作业结束后，大量的废液返回至地面，成为当前油气田水体的主要 污染源之一。

目前开发的压裂液有水基、油基、泡沫等压裂液，由于水基压裂液具有成本低，滤 失低，对油层伤害小，温度适宜能力较好，被各个油气田广泛采用，其所占市场份额高达 95%。水基压裂液的成分非常复杂，包含十多种助剂，主要有胶联剂，杀菌剂，稠化剂，粘土稳 定剂，PH调节剂，助排剂等，因此压裂废液常表现出高酸度，高COD，高矿化度，高粘度，高稳 定性等特点，处理难度较大。目前处理压裂返排液的主要方法有絮凝沉降、吸附、过滤、氧 化、生物等方法，实际生产过程中多为几种方法的综合应用。

张宏针对河南油田压裂液反排液的特点，研究了与之相适应的无害化处理方法： 混凝-氧化-Te/C微电解-Fenton氧化-活性炭吸附五步处理工艺，从此工艺不难看出，该工 艺的核心为氧化部分，其目的是将压裂返排液中的有机物尽可能多的氧化分解，因此该工 艺将会消耗大量的氧化剂，处理成本较高。

综上所述，目前的压裂返排液处理技术仍然是以氧化为核心技术，氧化剂消耗量 大，氧化时间过程，且只能达到国家二级排放标准；在国家环保政策日趋严格的状况下，一 种工艺流程段，经济高效，高标准的工艺技术已经提上日程。

实用新型内容

本实用新型提供了一种采用陶瓷膜处理油气田压裂返排液的方法及装置，该方法 首先将含有胶体的压裂返排液进行破胶絮凝处理，然后通过臭氧处理降低返排液的黏度， 最后采用陶瓷膜过滤技术进行精过滤；这种方法不仅可以提高陶瓷膜的通量和运行稳定 性，而且缩短了处理时间和工艺流程，降低压裂返排液的处理成本；经处理后的水可达到特 低渗透油田回注水指标或者国家一级排放标准。

根据本实用新型的第一个方面：

一种采用陶瓷膜处理油气田压裂返排液的方法，包括如下步骤：

第1步，对压裂返排液中加入破胶剂和絮凝剂，进行破胶和絮凝处理；

第2步，再使第1步处理后料液的黏度降低；

第3步，对第2步中得到的料液用陶瓷膜进行过滤处理。

陶瓷膜的平均孔径范围是5～800nm，更优选范围是20～200nm。

陶瓷膜进行过滤时，采用的是错流过滤模式；膜面流速1～8m/s。

所述的第1步中，破胶剂选自过硫酸盐、次氯酸盐、高氯酸盐、过氧化氢或高锰酸盐 中的一种或者几种的混合物。

所述的第1步中，絮凝剂选自高分子絮凝剂或者无机絮凝剂一种或者几种的混合 物。

所述的第1步中，在加入絮凝剂时，还加入助絮凝剂。

所述的助絮凝剂选自CaO、MgO、Ca(OH)₂、Na₂CO₃、NaHCO₃中的一种或者几种的混合 物。

所述的第2步中，使料液黏度降低是采用O₃处理。

根据本实用新型的第二个方面：

一种采用陶瓷膜处理油气田压裂返排液的装置，包括有絮凝沉降槽，在絮凝沉降 槽上设置有破胶剂和絮凝剂加入装置，絮凝沉降槽与降黏反应釜连接，降黏反应釜上设置 有臭氧加入口，降黏反应釜与陶瓷膜的截留侧的入口连接。

破胶剂和絮凝剂加入装置上包括有絮凝剂加入口和破胶剂加入口；絮凝沉降槽上 设置压裂返排液入口。

所述陶瓷膜平均孔径范围是5～800nm，更优选范围是20～200nm。

陶瓷膜的渗透侧与除盐装置连接。

除盐装置选自电渗析装置、离子交换树脂床、纳滤膜或者反渗透膜中的一种或者 几种的组合。

有益效果

本实用新型提供的一种采用陶瓷膜处理油气田压裂返排液的方法，其显著优点在 于：①通过破胶和絮凝耦合作用，提高了沉淀效率，显著提高陶瓷膜过滤通量和净化效果， 提高了出水水质，使出水完全达到了特低渗透油田回注水“5-1-1”标准（即油质量浓度≤5 mg/L，固粒质量浓度≤1mg/L，粒径中值≤1μm）和国家一级排放标准。