[发明专利]一种利用瓜胶压裂返排液水处理后重复利用工艺

说明书

技术领域

本发明属于油气井压裂返排液水处理技术领域，尤其是涉及一种利用瓜胶压裂返排液水处理后重复利用工艺。

背景技术

水力压裂技术被公认为最有实效的油气井增产措施，目前在国内外广泛应用。在压裂施工作业结束后，压裂液通过油管或套管返排到地面，由于压裂液中添加了大量的增稠剂、交联剂、破胶剂、助排剂和防膨剂等各种化学添加剂，因此在返排液中离子组分复杂，同时伴有大量的固相悬浮物和有机物，直接排放会带来一定的环境污染。对于水资源缺乏地区，直接排放也浪费大量的水资源。若利用返排液简单处理后重复配液，返排液中各离子组分对压裂液性能影响非常大，使压裂液性能无法达到压裂液标准要求。

专利《一种天然气井返排压裂液回收再利用系统》(专利申请号：201220050049.4)中公开了一种适用于低分子可回收压裂液的回收再利用系统，低分子压裂液在施工过程中不需要氧化类破胶剂，通过调整压裂液体系的pH值控制压裂液的交联状态，实现破胶。由于没有添加氧化类破胶剂，返排液中稠化剂的化学结构不受破坏，压裂返排液进行回收处理后可以循环使用。低分子压裂液的耐温性较差，使用较少。目前广泛使用的仍然是瓜胶类增稠剂，通过氧化剂进行破胶，该技术无法进行瓜胶类压裂液回收再利用的处理。

专利《一种压裂返排液深度处理方法》(专利申请号：201010237746.6)中公开了一种对压裂返排液深度处理的方法，通过加入氧化剂进行破胶和絮凝剂混凝处理，可以有效去除返排液中的COD，出水能满足国家污水排放标准。但无法去除返排液中残余氧化剂，矿化度仍然非常高，无法进行重复配液使用。

专利《压裂返排液处理后用于配液的成分调节装置》(专利申请号：201310108977.0)中公开了一种压裂返排液处理后用于配液的装置及方法，首先经初步的除油、除泥和除砂处理后的压裂返排液进入氧化还原调节单元，去除返排液中的部分有机物、降低COD、杀菌剂，并调节水质的ORP在-200mV～200mV之间；然后进入离子调节单位，去除水质中的高价元素，并经过絮凝沉降分离；通过调节pH值后进行配液。其中专利中未见有除氧化剂离子的单元，因为返排液中有残余的氧化剂，是影响再配液体性能非常重要的一个组分，必须要除去才可以进行再配液，再配压裂液的各种性能才能达到标准要求。

专利《一种压裂返排液的处理方法》(申请专利号：20130386888.2)中公开了一种压裂返排液的处理方法，通过加入一定量的复合型絮凝剂进行混凝反应后，再经催化氧化和电絮凝氧化工艺的处理后，最后可以外排或实现回用。专利中未见有氧化剂的处理单元，对于普通瓜胶返排液处理后无法满足压裂液的各种性能指标，同时处理经过多级催化氧化和电絮凝工艺，处理费用较高。

经研究，对于瓜胶类压裂液，pH、金属阳离子和铵盐对交联和耐高温剪切性能的影响最大。压裂返排液经过预处理除去固体、油相后，采取适当的工艺去除返排液中的金属阳离子及铵盐后，调整适当的pH值能够重新配制压裂液达到重复利用的目的。该处理工艺处理简单，经济方便。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种利用瓜胶压裂返排液水处理后重复利用工艺，本发明的技术方案是这样实现的：

一种利用瓜胶压裂返排液水处理后重复利用工艺，包括如下步骤：

(1)预处理：压裂返排液从井口排出过程中，返排液中含有油类物质和泥砂等大颗粒悬浮物，尤其油类物质沾到设备上较难清理，为减小后续处理难度，返排液从井口出来后首先进行预处理。返排液从井口出来后先经过固液分离装置，除去返排液中泥砂等大颗粒固相物质，再进入油水分离装置，以除去返排液中的油类物质，然后进入回收装置统一回收，便于后续程序处理，而分离出来的油类物质单独回收后再处理；

(2)氧化处理：预处理后的返排液从回收装置进入氧化池，在氧化池中调节pH值至6～8或不调节pH，加入氧化剂进行氧化处理，搅拌1～2小时；

(3)絮凝沉淀：在氧化处理后的压裂返排液中加入絮凝剂进行絮凝沉淀，在絮凝剂的作用下，悬浮的有机物如小分子瓜胶残链等相互凝聚使微粒变大，形成絮凝体；

(4)气浮分离：返排液经絮凝沉淀处理后，进入气浮装置，该装置将絮凝后的悬浮物与溶液分离；