[发明专利]一种油气田压裂返排液的处理工艺

说明书

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种油气田压裂返排液集中处理工艺。

背景技术

目前，在国内外油气田开发中，压裂作业是一项重要的增产措施，被各油田普遍采用。由此产生的压裂废液(一般每口井压裂后排液至少产生粘稠废液300m³左右)具有色度深、酸性强、粘度大、CODcr高、难降解等特点，特别是一些亲水性有机添加剂，难以从废水中出去，若不经处理直接排放，将会对周边环境造成严重污染。近50年来，国内外不少学者提出了各种手段和措施，可迄今为止，压裂废水的处理技术尚不理想，可以说仍处于初级阶段，真正能够用于现场大规模处理的未见报道。

目前，对油田压裂废水的处理一般采取的方法有：固化法、生物法、化学法或各种工艺相结合的联合处理方法。(1)固化法：固化技术的主要机理是利用一定的化学添加剂(固化剂)使压裂废液失稳脱水。因为固化剂大多为水泥、石灰或粉煤灰等物质，所以处理成本很低，但是固化周期较长，长时间堆放还可能造成对周围环境的影响。(2)生物法：生物处理主要是利用微生物来降低水中有机物含量。由于压裂废水具有较低的生化性，所以必须进行混凝、吸附等预处理。然后培养菌种，将菌种投入适当的污水环境中便可在一定周期内将污水中的有机物分解。利用生化过程处理压裂废水的优点是投资少、生态环保且具有较强的针对性和可行性；缺点是所需周期较长，寻找优势菌种是一个需要解决的问题。(3)化学法：目前广泛采用的化学处理方法主要有混凝法、Fenton氧化法和Fe/C微电解法等。其中，①氧化法：氧化法是指将氧化剂及相关助剂按照一定投加方式投加到压裂废水之中，待反应一段时间后废水中的高分子有机物被药剂去除。氧化法主要包括：Fenton试剂氧化法、次氯酸盐氧化法、纳米光催化氧化法、高铁酸盐氧化絮凝、超临界水氧化(SCWO)、超声化学氧化法等。其中应用较为多的是Fenton试剂氧化法、次氯酸盐氧化法。Fenton试剂法对CODCr的去除更是具有针对性，同时，作为氧化反应的原料过氧化氢和还原性铁价格低廉。②混凝法：混凝法是目前国内在油田污水处理中应用最为广泛的方法，絮凝沉降可有效的去除废水中的悬浮物，对石油类、浊度的去除率也很高，但对CODcr的去除效果不理想。并且压裂液废水粘度很大，混凝剂用量大。混凝法常作为压裂废液处理的预处理来除去部分有机物和悬浮颗粒，接下来再进行深度处理。③Fe/C微电解法：微电解法是在溶液中铁碳电极发生电化学反应并形成了电场，在电场的作用下使水中的胶体粒子产生电泳，通过一系列作用失去稳定性，凝聚并沉淀去除。但由于电位差很小，停留时间较长，作用效果有限，无法应用于大规模的生产实践。(4)物理法：①过滤法：过滤法主要是通过快速过滤工艺，将石油污水中的悬浮颗粒过滤去除，从而起到去浊的效果，但对于可溶性的压裂液添加剂去除效果甚微。同时，过滤工艺还包括：膜过滤、反渗透法过滤、电渗透法过滤、超过滤法等。②吸附法：吸附法是将活性炭、粘土等多孔介质吸附剂投入废水中，与之充分混合，吸附剂可吸附废水中的颗粒物质，也可使废水通过滤床进行过滤，这一方法主要也是起到去浊的作用。

在实践工程中基本是上述几类工艺的组合，但是仍然存在投资运行成本较高，或者处理效果不佳，无法工程化等缺陷，因而急需开发一种行之有效的处理方法，防止压裂返排液污染对环境的污染，同时降低油田开发的经济成本。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种低耗、有效、可工程化的压裂返排液的处理工艺。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种油气田压裂返排液的处理工艺，其该处理工艺包括以下步骤：

(1)将油气田压裂返排液收集到调节池进行均质均量处理后，进入沉砂除油槽，沉砂除油；其中，调节池采用穿孔曝气管进行曝气，曝气风量0.03～0.05m³/m².min，停留时间不小于4h；沉砂除油槽采用斜管除油沉淀池，沉淀池表面负荷0.75～1.5m³/m².h；停留时间：2h～4h；

(2)将步骤(1)中调节池进行处理后的出水提升进入混凝气浮池，去除浮油和悬浮物；其中，气浮方式采用溶气气浮，溶气罐出口压力0.4～0.5Mpa，气浮池表面负荷：0.6～1.0m³/m².h，气浮池所投加的混凝剂为碱式氯化铝PAC和聚丙烯酰胺PAM，pH值控制在7.5～9，PAC投加量30～50ppm，PAM投加量5～10ppm，两者投加时间间隔10～30s；加药反应时间：5～10min；