[实用新型]一种非常规勘探开发压裂返排液回用处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及油田压裂返排液处理技术，具体地说是一种非常规勘探开发压裂返排液回用处理装置。

背景技术

非常规油气资源是指不能采用常规方法和技术手段进行勘探开发的油气资源，主要包括致密砂岩、页岩油、重油、超重油、深层石油、页岩气和煤层气等。国家把发展非常规油气资源作为资源战略的重要内容。非常规油气资源作为一种储量巨大的后备资源正日益受到关注。非常规油气资源的储层特性、产出机理等与常规油气资源存在着显著的差异，其勘探开发常采用大型分段压裂技术，钻井深度大，开发周期长，压裂液用量大，为常规井的几十至上百倍，压裂返排液产出量高达1000～10000m³。压裂返排液成分复杂，处理难度大，达标排放处理成本居高不下。此外，由于添加剂种类复杂，造成水体中COD值降低难度增大，特别是一些不易净化的亲水性有机添加剂难以从废水中除去。因此，压裂返排液的处理问题始终是油田水处理领域的一大难题。我国非常规油气资源勘探开发还处于探索起步阶段，相应的管理方法和标准制度仍不健全，对于压裂返排液的处理回用尚未有成熟的技术或方法可循。与压裂技术的应用范围愈来愈广相矛盾，压裂返排液处理回用技术的发展严重滞后。随着“非常规大发展”的不断深入，非常规井将越来越多，压裂返排液的产出量也将不断增加，若仍延续传统处理方法，仅经过简单处理后回注地层，势必对地层造成潜在的伤害。此外，由于油田注采不平衡情况严重，单纯采用简单粗放的处理方式，长远来看必将难以为继。目前，压裂返排液的处理回用问题对油田造成的压力已不容忽视。因此，需要开发一种技术上可行，经济上合理的压裂返排液回用处理装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种非常规勘探开发压裂返排液回用处理装置，有效去除水体中大块污染物、颗粒悬浮物和各形态石油类(浮油、乳化油和溶解油)等，减轻陶瓷微滤膜运行负荷，保证其平稳、高效运行；陶瓷微滤膜部分具有严格的过滤精度，可保证产水水质稳定，有效地降低水体浊度和石油类含量，进一步改善水质，延缓电渗析装置的污染趋势；电渗析部分是本装置的核心部分，利用电渗析可实现水体中带电离子和中性粒子的分离以及不同电荷密度离子的分离，在部分保留压裂返排液有效成分的基础上，可显著地降低水体矿化度，从而达到回用的目的。

为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案，一种非常规勘探开发压裂返排液回用处理装置，包括依次连接的预处理池总成、陶瓷膜调节池、过滤装置、电渗析池，所述过滤装置包括陶瓷膜，所述陶瓷膜始端通过增压泵连接陶瓷膜调节池，陶瓷膜的末端连接至电渗析池，所述电渗析池后侧开设出水口，所述陶瓷膜还与空压机连接。

所述预处理池总成包括依次连接的隔油池、聚结气浮池、调节池、絮凝气浮池，所述隔油池的顶部还设置有机械格栅池，所述机械格栅池开设进水口且内部设置格栅。

所述聚结气浮池和絮凝气浮池之间还通过曝气管连接溶气罐。

所述絮凝气浮池内设置有絮凝搅拌器，该搅拌器由相互连接的搅拌电机带动。

所述絮凝气浮池的上端内壁设置有排渣槽。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型装置主要包括预处理部分、陶瓷膜部分和电渗析部分。预处理部分可有效去除水体中大块污染物、颗粒悬浮物和各形态石油类(浮油、乳化油和溶解油)等，减轻陶瓷微滤膜运行负荷，保证其平稳、高效运行；陶瓷微滤膜部分具有严格的过滤精度，可保证产水水质稳定，有效地降低水体浊度和石油类含量，进一步改善水质，延缓电渗析装置的污染趋势；电渗析部分是本装置的核心部分，利用电渗析可实现水体中带电离子和中性粒子的分离以及不同电荷密度离子的分离，在部分保留压裂返排液有效成分的基础上，可显著地降低水体矿化度，从而达到回用的目的。

(1)预处理部分可持续稳定运行，经预处理，可去除压裂返排液中90％以上的石油类和悬浮颗粒物，有效降低水体中的污染物含量；

(2)陶瓷膜微滤装置运行平稳，产水水质稳定，产水浊度小于2NTU，产水中石油类含量低于10mg/L，满足电渗析进水水质要求；

(3)电渗析装置可在较高的电流效率下将压裂返排液的矿化度降至1000mg/L以下，其中钙离子和镁离子的去除率维持在90％以上，产水中氯离子含量低于350mg/L，满足压裂返排液回用的水质求；

(4)陶瓷膜元件和电渗析装置表现出良好的耐污染性，可长期保持稳定运行；污染后经化学清洗膜性能恢复率可达95％以上。

附图说明