一種油氣田壓裂返排液處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種油氣田壓裂返排液處理工藝，該工藝首先將返排液進行中和、除砂、除油處理；然后將除砂預處理后的返排液進行ECHAP處理，再將處理后的返排液進行絮凝、沉淀、過濾處理；最后將初步過濾處理后進入雙級過濾系統進行最終過濾。本發明所述的一種油氣田壓裂返排液處理工藝呈單元模塊化，依據來液性質及處理要求不同，可靈活搭配工藝單元，處理后污水實現零排放。
【專利說明】
一種油氣田壓裂返排液處理工藝
技術領域
[0001 ]本發明屬于廢水處理技術領域，尤其是涉及一種油氣田壓裂返排液處理工藝。
【背景技術】
[0002]壓裂是油田、天然氣等非常規油氣田開采的基本方式，在壓裂結束后將有10-30%的壓裂液從地層中返排出來，稱為壓裂返排液。其中含有石油類烴、增稠劑、殺菌劑、降阻劑等多種制劑，以及較多的無機離子，成分很復雜，屬于高鹽分、高濁度、高有機物負荷的較難處理的生產廢水，將其直接外排將對周圍水質和地層環境造成嚴重的污染。
[0003]現階段處理壓裂返排液的主要工藝有:1、生化處理方法:微生物利用廢水中的有機物為營養源，通過分解代謝作用而降解污染物。由于地層情況復雜，壓裂返排液成分多，可生化性較差，尋找和培養分解有機污染物的微生物群困難，效果差，處理時間長，一般需要半個月，甚至更長時間，這種處理方法效果不好，投資較大，成本較高。2、普通氧化法:此方法是目前處理返排液最主要的方法，通過向體系中加入氯氣、次氯酸鹽、雙氧水等各種氧化劑，使有機物結構發生碳鏈裂解，最終氧化成水和二氧化碳，從而降低廢水中COD值，由于不同種類氧化劑的氧化能力不同，一般需要多種氧化劑復合作用，或者多段氧化工藝，才能達到目標，而且最重要的是，這些氧化劑都是外加藥劑，成本較高。3、濕法氧化方法:在高溫高壓體系中進行外加氧化劑對廢水進行氧化，使得有機物能比較快速分解降解。這種工藝氧化程度比較好，但投資和成本都比較高，高溫高壓體系操作復雜，安全性要求高，未見有工業運用。4、電絮凝方法。電絮凝方法是在普通絮凝過程中，添加一個電場，以鐵鋁等金屬為陽極，在電場作用下金屬溶解產生陽離子在進入水體中，與有機物發生氧化還原反應，同時絮凝沉降。實際上電絮凝過程中的電解反應需要消耗較多鐵和鋁，屬于外加氧化劑處理方法。5、微電解法。微電解法是利用金屬腐蝕原理，在Fe和C之間存在1.2V的點擊電位差，因而形成無數的微電池系統，對廢水中有機物進行氧化的工藝。但因為電位差很小，停留時間太長，針對性不強，作用效果很有限。6、膜分離法。膜分離法是以各種口徑的過濾膜材料為介質，以孔徑篩分為主要去除污染物手段，以跨膜壓差為驅動力，將大分子截留，以達到污水凈化處理技術，過濾膜處理一般用在水質深度精細處理的情況。
[0004]壓裂返排液成分復雜，處理難度大，需要多段處理工藝才能徹底分解有機污染物，通常是破膠、絮凝、氧化、膜分離等多種方法聯合使用，常規處理的最終目標是外排或者回注。使得現有處理工藝流程長，成本高，投資大，工藝很復雜，而且處理效果不明顯。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明旨在提出一種油氣田壓裂返排液處理工藝，以解決現有返排液處理工藝中存在的諸多不足，將壓裂返排液處理成可以用來繼續配置壓裂液的水源，從而實現水資源的循環利用和零外排效果。
[0006]為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的:
[0007]—種油氣田壓裂返排液處理工藝，該處理工藝包括如下步驟:
[0008](I)將壓裂返排液經加藥、絮凝處理后，通過除砂對固相進行分離，然后返排液經聚結除油器處理，將油分離；
[0009](2)將步驟(I)中經處理后的返排液進行ECHAP處理；
[0010](3)將步驟(2)中經ECHAP處理后的返排液進行絮凝、沉淀、過濾處理，對返排液中的還原性物質進行分離；
[0011](4)將步驟(3)中過濾處理后的返排液經過一級過濾器進行過濾，再進入二級過濾器進行最終過濾。
[0012]進一步的，所述步驟(2)中，ECHAP處理工作條件為溫度25?35°C，pH小于7。
[0013]進一步的，所述步驟(3)所用絮凝劑為質量分數80%?90%的聚合氯化鋁與10%?20%的聚丙烯酰胺的混合物。
[0014]進一步的，所述步驟(2)中ECHAP處理過程中，當壓裂返排液顏色為棕褐色或顏色深于棕褐色，加入預氧化劑。
[0015]進一步的，所述預氧化劑為雙氧水或酸性高錳酸鉀中的一種。
[0016]一種用于一種油氣田壓裂返排液處理工藝的裝置，包括數據控制中心和依次設置的除油除砂單元、ECHAP強化處理裝置(8)、過濾凈化單元；
[0017]所述除油除砂單元、ECHAP強化處理裝置和過濾凈化單元均與所述數據控制中心連接；
[0018]所述除油除砂單元包括依次設置的混合器(5)、絮凝器一 (3)、除砂器(2)和除油器
(6)，混合器一 (5)的輸入端分別連接污水接收罐(4)和自動加藥機(7)，除油器(6)的輸出端連接ECHAP強化處理裝置(8)，除油器(6)上設有集油管道，所述集油管道連通除油器(6)和絮凝器一 (3)，絮凝器一 (3)的一側還設有與之連通的集油池(I);
[0019]所述過濾凈化單元包括依次設置的混合器二 (9)、絮凝器二(11)、一級過濾器(12)和二級過濾器(13)，混合器二 (9)的輸入端連接ECHAP強化處理裝置(8)和自動加藥機(10)。
[0020]進一步的，所述的一種油氣田壓裂返排液處理工藝的裝置，其特征在于:所述控制中心包括PLC控制裝置(14)和配電柜(15)。
[0021]相對于現有技術，本發明所述的一種油氣田壓裂返排液處理工藝具有以下優勢:
[0022](I)本發明所述的一種油氣田壓裂返排液處理工藝呈單元模塊化，依據來液性質及處理要求不同，可靈活搭配工藝單元，處理后污水既可進系統，可循環利用，也可外排，實現零排放。
[0023](2)本發明所述的一種油氣田壓裂返排液處理工藝的自動化程度高，采用整套PLC控制，操作簡便。
【附圖說明】
[0024]構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0025]圖1為本發明所述的工藝單元組成及流程簡圖。
[0026]1、集油池2、除砂器3、絮凝器一 4、污水接收罐5、混合器一 6、除油器7、自動加藥機8、ECHAP強化處理裝置9、混合器二 10、自動加藥機11、絮凝器二 12、一級過濾器
13、二級過濾器14、PLC控制裝置15、配電柜
【具體實施方式】
[0027]下面結合實施例及附圖來詳細說明本發明。
[0028](I)將返排液進行中和、除砂、除油處理，將壓裂返排液在污水接收罐內調節緩沖，經加藥、絮凝處理，處理后的污水通過除砂器對固相進行分離，再經聚結除油器對返排液內的油分子進行分離并收集進集油池內；
[0029](2)將步驟(I)中經中和、除砂、除油處理后的返排液進入ECHAP處理箱內，處理箱的工作條件為溫度25?35°C，pH小于7，當壓裂返排液顏色為棕褐色或顏色深于棕褐色時加入預氧化劑進行破膠，所述預氧化劑為雙氧水或酸性高錳酸鉀，對返排液中的COD等物質進行分離，去除返排液中的懸浮物及浮油，返排液中COD的去除率能達到30-40 % ;
[0030](3)將步驟(2)中經ECHAP處理后的返排液進行絮凝、沉淀、過濾處理，所用絮凝劑為90%的聚合氯化鋁與10%的聚丙烯酰胺的混合物；
[0031](4)將步驟(3)中過濾處理后的返排液經過輕質過濾器過濾掉剩余的固體雜質，再進入雙料過濾系統進行最終過濾，經該段處理，絕大部分C0D、鹽份被截留;透過過濾器的水COD值降到120mg/L以下滿足回用或外排要求，污染物最終形成固體結晶物，實現零排放。
[0032]一種油氣田壓裂返排液處理工藝的工藝單元，包括數據控制中心和依次設置的除油除砂單元、ECHAP強化處理裝置(8)、過濾凈化單元，所述除油除砂單元、ECHAP強化處理裝置和過濾凈化單元均與所述控制中心連接，除油除砂單元包括依次設置的混合器(5)、絮凝器一 (3)、除砂器(2)和除油器(6)，混合器一 (5)的輸入端分別連接污水接收罐(4)和自動加藥機(7)，除油器(6)的輸出端連接ECHAP強化處理裝置(8)，除油器(6)上設有集油管道，所述集油管道連通除油器(6)和絮凝器一(3)，絮凝器一(3)的一側還設有與之連通的集油池
(I)，過濾凈化單元包括依次設置的混合器二(9)、絮凝器二(11)、一級過濾器(12)和二級過濾器(13)，混合器二 (9)的輸入端連接ECHAP強化處理裝置(8)和自動加藥機(10)，所述控制中心包括PLC控制裝置(14)和配電柜(15)。
[0033]壓裂返排液處理前COD值為2000-5000mg/L，經處理后，COD值降至120mg/L以下，滿足了返排液的回用或外排的要求。
[0034]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種油氣田壓裂返排液處理工藝，其特征在于:該處理工藝包括如下步驟: (1)將壓裂返排液經加藥、絮凝處理后，通過除砂對固相進行分離，然后返排液經聚結除油器處理，將油分離； (2)將步驟(I)中經處理后的返排液進行ECHAP處理； (3)將步驟(2)中經ECHAP處理后的返排液進行絮凝、沉淀、過濾處理，對返排液中的還原性物質進行分離； (4)將步驟(3)中過濾處理后的返排液經過一級過濾器進行過濾，再進入二級過濾器進行最終過濾。2.根據權利要求1所述的一種油氣田壓裂返排液處理工藝，其特征在于:所述步驟(2)中，ECHAP處理工作條件為溫度25?35°C，pH小于7。3.根據權利要求1所述的一種油氣田壓裂返排液處理工藝，其特征在于:所述步驟(3)所用絮凝劑為質量分數80%?90%的聚合氯化鋁與10%?20%的聚丙烯酰胺的混合物。4.根據權利要求1所述的一種油氣田壓裂返排液處理工藝，其特征在于:所述步驟(2)中ECHAP處理過程中，當壓裂返排液顏色為棕褐色或顏色深于棕褐色，加入預氧化劑。5.權利要求4所述的一種油氣田壓裂返排液處理工藝，其特征在于:所述預氧化劑為雙氧水或酸性高錳酸鉀中的一種。6.—種用于如權利要求1?4任一項所述的一種油氣田壓裂返排液處理工藝的裝置，其特征在于:包括數據控制中心和依次設置的除油除砂單元、ECHAP強化處理裝置(8)、過濾凈化單元； 所述除油除砂單元、ECHAP強化處理裝置和過濾凈化單元均與所述數據控制中心連接； 所述除油除砂單元包括依次設置的混合器(5)、絮凝器一(3)、除砂器(2)和除油器(6)，混合器一 (5)的輸入端分別連接污水接收罐(4)和自動加藥機(7)，除油器(6)的輸出端連接ECHAP強化處理裝置(8)，除油器(6)上設有集油管道，所述集油管道連通除油器(6)和絮凝器一 (3)，絮凝器一 (3)的一側還設有與之連通的集油池(I); 所述過濾凈化單元包括依次設置的混合器二 (9)、絮凝器二(11)、一級過濾器(12)和二級過濾器(13)，混合器二 (9)的輸入端連接ECHAP強化處理裝置(8)和自動加藥機(10)。7.根據權利要求6所述的一種油氣田壓裂返排液處理工藝的裝置，其特征在于:所述控制中心包括PLC控制裝置(14)和配電柜(15)。
【文檔編號】C02F103/10GK105859027SQ201610264002
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月25日
【發明人】劉音, 陳世春, 邱曉寧, 牛增前, 郭菲
【申請人】中國石油集團渤海鉆探工程有限公司