本發(fā)明屬于油氣田污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種油氣田壓裂返排液處理方法。

背景技術(shù)：

壓裂液是用于壓裂的液體，能夠起到提高油氣生產(chǎn)效率的作用。壓裂液體系往往需要多種添加劑來滿足濾失小、摩阻低、殘渣含量低、輸送支撐劑、抗剪切、耐溫性好、易返排及配伍性好這些性能要求。因此，在壓裂作業(yè)中不斷產(chǎn)出的壓裂返排液成為油田主要污染物之一，其成分復(fù)雜、體系粘度大、有機物及固相顆粒含量高、可生化性差。

隨著油田環(huán)保意識的不斷深入，將壓裂返排液處理后重新利用，既可以節(jié)約水資源，又能減少污染物排放，越來越得到大家的重視。常規(guī)的壓裂返排液處理方法包括生化處理法、普通氧化技術(shù)、濕法氧化技術(shù)、膜分離法和微電解法等，這些方法普遍存在藥劑加量大、設(shè)備投資大、工藝復(fù)雜、處理成本高、處理效果不理想等缺陷，且這些方法單獨使用并不能達到最優(yōu)的處理效果，因此國內(nèi)出現(xiàn)了許多相關(guān)工藝的組合使用方法。

現(xiàn)有技術(shù)提出了一種壓裂返排液深度處理方法，對ph為8-12的壓裂返排液首先進行預(yù)氧化處理，再進行破膠處理和fenton試劑處理，最后進行二次混凝和氧化處理。該發(fā)明通過均相與非均相催化反應(yīng)，有機物去除率很高，出水cod滿足國家污水排放標準，但是處理工藝冗長，操作復(fù)雜，需要添加的藥劑較多，容易引入其他離子，同時，對返排液中影響重復(fù)配膠的硼離子沒有針對性處理，容易造成處理不徹底與水資源的浪費等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有處理工藝中存在的不足，提供一種油氣田壓裂返排液處理方法，最大限度的去除返排液中影響二次配液的離子，使經(jīng)過處理后的返排液，達到繼續(xù)配置壓裂液的標準要求。

為此，本發(fā)明提供了的技術(shù)方案如下：

一種油氣田壓裂返排液處理方法，包括以下步驟：

步驟1）預(yù)處理：向壓裂返排液中加入ph調(diào)節(jié)劑，將調(diào)節(jié)ph為8.5-10：

步驟2）管道混合反應(yīng)：向預(yù)處理后的每升壓裂返排液中加入0.8-3.5g混凝劑和30-80mg助凝劑，之后進入管道混合器混合后反應(yīng)3-5min；

步驟3）氣浮沉降處理：充分反應(yīng)后的返排液進入氣浮沉降系統(tǒng)進行一次泥、水分離，水面上的泡沫層由刮沫機刮出；

步驟4）斜管沉降處理：氣浮沉降產(chǎn)出的上清液進入斜管停留5-8min進行二次泥、水分離；

步驟5）壓濾處理：對斜管沉降處理后的絮體進行壓濾，產(chǎn)生泥餅和濾液；

步驟6）精細過濾處理：對二次泥、水分離后產(chǎn)出的清液和壓濾后的濾液進行精細過濾，產(chǎn)生新的濾液，過濾精度小于50μm；

步驟7）吸附處理：將新的濾液經(jīng)過可再生交換樹脂后出水。

所述管道混合器包括筒體和設(shè)于筒體內(nèi)的左旋固定螺旋葉片、右旋固定螺旋葉片，所述左旋固定螺旋葉片和右旋固定螺旋葉片均為多個且螺旋角為80°，所述左旋固定螺旋葉片和右旋固定螺旋葉片間隔布置。

所述氣浮沉降系統(tǒng)包括氣浮沉降池、氣液混合泵、溶氣分離罐和氣浮釋放器，所述氣液混合泵進液管線設(shè)于氣浮沉降池內(nèi)，所述溶氣分離罐進口與氣液混合泵，出口與氣浮釋放器連接，所述氣浮釋放器為多個且設(shè)于氣浮沉降池中間部位，所述氣浮沉降系統(tǒng)的回流比為10-30%。

所述精細過濾處理采用預(yù)涂膜過濾裝置。

所述可再生交換樹脂為螯合樹脂ls-6000。

還包括，管道混合反應(yīng)之后進入混凝反應(yīng)器進一步充分混合反應(yīng)。

所述混凝劑為堿式氯化鋁，助凝劑為陰離子聚丙烯酰胺。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明經(jīng)過壓裂返排液的預(yù)處理、混合反應(yīng)、氣浮沉降和斜管沉降處理兩次泥、水分離，水中雜質(zhì)、cod、離子含量在短時間內(nèi)達到很高的去除率，經(jīng)過精細過濾后的出水雜質(zhì)與有機物含量更少，再接觸硼吸附樹脂，有效去除了水樣中的硼離子，吸附效果明顯。整個過程能深度處理壓裂返排液廢水，去除了后期影響重復(fù)利用的雜質(zhì)、有機物與有害離子，保留了有用離子，同時防止了處理過程中其他離子的介入。

本發(fā)明處理后的清水其金屬元素含量低，硼的含量小于3mg/l，ph在6-8之間，符合回用配液用水的標準。處理方法簡單易操作、操作耗時少、設(shè)備投資少、處理周期短、工藝流程簡單且穩(wěn)定可靠、處理效果理想。

下面將結(jié)合附圖做進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的流程示意圖。

具體實施方式

實施例1：

本實施例提供了一種如圖1所示的油氣田壓裂返排液處理方法，包括以下步驟：

步驟1）預(yù)處理：向壓裂返排液中加入ph調(diào)節(jié)劑，將調(diào)節(jié)ph為8.5-10：

步驟2）管道混合反應(yīng)：向預(yù)處理后的每升壓裂返排液中加入0.8-3.5g混凝劑和30-80mg助凝劑，之后進入管道混合器混合后反應(yīng)3-5min；

步驟3）氣浮沉降處理：充分反應(yīng)后的返排液進入氣浮沉降系統(tǒng)進行一次泥、水分離，水面上的泡沫層由刮沫機刮出；

步驟4）斜管沉降處理：氣浮沉降產(chǎn)出的上清液進入斜管停留5-8min進行二次泥、水分離；

步驟5）壓濾處理：對斜管沉降處理后的絮體進行壓濾，產(chǎn)生泥餅和濾液；

步驟6）精細過濾處理：對二次泥、水分離后產(chǎn)出的清液和壓濾后的濾液進行精細過濾，產(chǎn)生新的濾液，過濾精度小于50μm；

步驟7）吸附處理：將新的濾液經(jīng)過可再生交換樹脂后出水。

實施例2：

在實施例1的基礎(chǔ)上，本實施例供了一種油氣田壓裂返排液處理方法，所述管道混合器包括筒體和設(shè)于筒體內(nèi)的左旋固定螺旋葉片、右旋固定螺旋葉片，所述左旋固定螺旋葉片和右旋固定螺旋葉片均為多個且螺旋角為80°，所述左旋固定螺旋葉片和右旋固定螺旋葉片間隔布置。

管道混合器的左旋固定螺旋葉片和右旋固定螺旋葉片均不動，僅是被混合的物料或介質(zhì)的運動，流體通過它除產(chǎn)生降壓外，不用外能源。主要是流動分割、徑向混合、反向旋轉(zhuǎn)、二種介質(zhì)不斷激烈摻混擴散，達到混合目的。采用螺旋結(jié)構(gòu)，保證水流路徑長，最大限度增加水力停留時間，設(shè)計反應(yīng)時間3-5分鐘，使反應(yīng)更加充分。

所述氣浮沉降系統(tǒng)包括氣浮沉降池、氣液混合泵、溶氣分離罐和氣浮釋放器，所述氣液混合泵進液管線設(shè)于氣浮沉降池內(nèi)，所述溶氣分離罐進口與氣液混合泵，出口與氣浮釋放器連接，所述氣浮釋放器為多個且設(shè)于氣浮沉降池中間部位，所述氣浮沉降系統(tǒng)的回流比為10-30%。

充分反應(yīng)后的返排液進入氣浮沉降池，部分返排液進入氣液混合泵與氣體混合形成溶氣水，溶氣水之后進入溶氣分離罐排出多余氣體，再進入氣浮釋放器，最后回流至氣浮沉降池，由于經(jīng)氣浮釋放器回流至氣浮沉降池時壓力減小，溶氣水中的氣體溢出在水中形成高度分散的微小氣泡，粘附返排液中的固體或液體顆粒，顆粒粘附氣泡后，形成表觀密度小于水的絮體而上浮到水面，形成浮渣層被刮除。

本實施例中，有4個氣浮釋放器，有別于傳統(tǒng)的氣浮，位于氣浮沉降池中間部位，融合微氣泡的液體向四周擴散，最后經(jīng)刮沫漿刮出池外。

實施例3：

在實施例2的基礎(chǔ)上，本實施例分別對10l壓裂返排液樣品a、樣品b、樣品c進行處理，各樣品成分檢測結(jié)果見表1。

表1各樣品成分

具體處理具體過程如下：

步驟1）預(yù)處理：給壓裂返排液中加入ph調(diào)節(jié)劑氫氧化鈉，調(diào)節(jié)樣品aph為8.5，樣品bph為9.5，樣品cph為10.0；

步驟2）管道混合反應(yīng)：向預(yù)處理后的每升樣品a壓裂返排液中加入1.8g堿式氯化鋁和30mg分子量為800萬-1200萬的陰離子聚丙烯酰胺，進入管道混合器混合后反應(yīng)3min；每升樣品b中加入2.5g堿式氯化鋁和50mg分子量為800萬-1200萬的陰離子聚丙烯酰胺，進入管道混合器混合后反應(yīng)5min；每升樣品c中加入3.5g堿式氯化鋁和80mg分子量為800萬-1200萬的陰離子聚丙烯酰胺，進入管道混合器混合后反應(yīng)4min；

步驟3）氣浮沉降處理：充分反應(yīng)后的液體進入氣浮沉降系統(tǒng)，樣品a3min（樣品b5min，樣品c4min）后泥水分離產(chǎn)生上清液（含少量絮體）進入斜管沉降；

步驟4）斜管沉降處理：氣浮沉降產(chǎn)出的上清液進入斜管沉降系統(tǒng)沉降（樣品a5min，樣品b8min，樣品c6min）；

步驟5）壓濾處理：對斜管沉降處理后的絮體進行壓濾，產(chǎn)生泥餅和濾液；

步驟6）精細過濾：對二次泥、水分離后產(chǎn)出的清液和壓濾后的濾液進行精細過濾，產(chǎn)生新的濾液，過濾精度小于50μm；

步驟7）吸附處理：將上述精細過濾后的濾液經(jīng)過螯合樹脂ls-6000，對濾液中的硼離子進行吸附后出水，分別記為a水樣、b水樣、c水樣。

對處理后的出水進行水質(zhì)檢測，水質(zhì)檢測結(jié)果見表2。

表2處理后壓裂返排液水質(zhì)檢測結(jié)果

對比表1和表2可發(fā)現(xiàn)采用本發(fā)明處理后的壓裂返排液離子含量均大幅度降低，尤其硼離子含量降低最為明顯，有效達到了去除硼離子的效果。處理后出水ph在6.8-7.2之間，符合壓裂返排液重復(fù)配膠要求。

將各樣品處理后的出水進行壓裂液配制，配液配方：100g水樣+0.45g胍膠粉+0.03gph調(diào)節(jié)劑+0.5g交聯(lián)劑。配液結(jié)果見表3。

表3處理后壓裂返排液水配液實驗結(jié)果

由表3知采用處理后的壓裂返排液重復(fù)配制的壓裂液性能穩(wěn)定，挑掛性能、耐溫性能良好，粘度、交聯(lián)時間等均達到回用標準。

在本實施例中，混凝劑為堿式氯化鋁，助凝劑為分子量為800萬-1200萬的陰離子聚丙烯酰胺。在管道混合反應(yīng)之后可進入混凝反應(yīng)器進一步充分混合反應(yīng)?；炷磻?yīng)器采用折板結(jié)構(gòu)，保證水流路徑最長，最大限度增加水力停留時間，設(shè)計反應(yīng)時間3-5分鐘，使反應(yīng)更加充分。

精細過濾處理采用預(yù)涂膜過濾裝置。具體過程為：

（1）涂膜：精細濾料混合液通過涂膜槽水力攪拌后，經(jīng)涂膜泵加壓至過濾裝置內(nèi)，混合液從過濾裝置內(nèi)部進入濾芯內(nèi)，精細濾料被截留在濾芯上的濾布外表形成濾膜，之后混合液回流至涂膜槽內(nèi)，連續(xù)循環(huán)幾分鐘后，涂膜結(jié)束；其中，精細濾料混合液由4.5噸的高嶺土和30kg的水配制而成；

（2）過濾：濾液進入過濾裝置罐內(nèi)，穿過精細濾料濾膜，懸浮雜質(zhì)不斷被截留，在此狀態(tài)下由于過濾阻力的增大而產(chǎn)生水頭損失從而導(dǎo)致流量減少,運行周期終止，即表明過濾終止；

（3）清洗：當(dāng)過濾終止后，對過濾裝置罐體內(nèi)壁及濾芯進行沖洗，清洗介質(zhì)為濾后清水，打開凈水閥，再由清洗泵(也即涂膜泵)加壓，水從過濾器濾芯內(nèi)部進入，進行清洗,本過程持續(xù)時間為幾分鐘，清洗完畢后，把廢水排盡。

清洗結(jié)束后，該過濾器自動靜止等待幾分鐘后，進行下次涂膜過程,周而復(fù)始。

以上各實施例沒有詳細敘述的結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知常識，這里不一一敘述。

以上例舉僅僅是對本發(fā)明的舉例說明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的保護范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。