專利名稱：油田壓裂返排液預(yù)處理方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種針對(duì)常規(guī)油氣田資源開采以及頁巖氣、煤層氣、致密砂巖氣等各類非常規(guī)油氣資源開采過程中產(chǎn)生的油田壓裂返排液的預(yù)處理技術(shù)，尤其涉及一種油田壓裂返排液預(yù)處理方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
壓裂施工作業(yè)作為常規(guī)及非常規(guī)油氣資源增產(chǎn)的主要手段，其壓裂液體系十分復(fù)雜，其組成包括:聚合物，殺菌劑，粘土穩(wěn)定劑，緩沖劑，表面活性劑，堿，延遲添加劑，高溫穩(wěn)定劑，抑鐵劑，交聯(lián)劑，交聯(lián)穩(wěn)定劑/活性劑，破膠劑等，以致于在壓裂施工后期產(chǎn)生的壓裂返排液組分及其復(fù)雜，其水質(zhì)主要表現(xiàn)為以下特點(diǎn):高C0D、高TDS、高懸浮物，水質(zhì)波動(dòng)性很大。如果返排至地面的壓裂液不經(jīng)過任何處理而外排，將會(huì)對(duì)周邊環(huán)境，尤其是對(duì)土壤及地表水系統(tǒng)造成嚴(yán)重的污染。在對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的壓裂返排液處理方法的研究工作中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)前端的除油工段后，壓裂返排液體系仍十分穩(wěn)定，尤其在返排初期，壓裂液破膠不完全，返排液的粘度較大，這對(duì)后續(xù)的絮凝沉淀方法產(chǎn)生了很大的沖擊，經(jīng)絮凝沉淀后的出水水質(zhì)往往達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，從而增大了后續(xù)深度處理設(shè)備的處理負(fù)荷，甚至出現(xiàn)處理系統(tǒng)的全面癱瘓
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種出水水質(zhì)優(yōu)良且穩(wěn)定的油田壓裂返排液預(yù)處理方法及設(shè)備。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明的油田壓裂返排液預(yù)處理方法，包括步驟:脫穩(wěn):向待處理的壓裂返排液中投加脫穩(wěn)劑，所述脫穩(wěn)劑為二氧化氯、次氯酸鈉、硫酸亞鐵、氯化亞鐵、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁中的任一種或多種，打破壓裂返排液體系的穩(wěn)定性；除成垢元素:向脫穩(wěn)后的壓裂返排液中投加碳酸鈉、氧化鈣、氫氧化鈉中的一種或多種藥劑，在壓裂返排液中充分反應(yīng)，將成垢元素從壓裂返排液中沉淀出來；絮凝:向除成垢元素后的壓裂返排液中投加聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺的一種或多種絮凝劑，去除壓裂返排液中原有的懸浮物以及在除成垢元素階段產(chǎn)生的沉淀物。本發(fā)明的用于上述的油田壓裂返排液預(yù)處理方法的設(shè)備，包括依次連接的脫穩(wěn)罐、除成垢元素罐、絮凝沉淀池。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的油田壓裂返排液預(yù)處理方法及設(shè)備，由于首先向待處理的壓裂返排液中投加脫穩(wěn)劑，打破壓裂返排液體系的穩(wěn)定性；然后向脫穩(wěn)后的壓裂返排液中投加碳酸鈉、氧化鈣、氫氧化鈉等藥劑，將成垢元素從壓裂返排液中沉淀出來；再向除成垢元素后的壓裂返排液中投加絮凝劑，去除壓裂返排液中原有的懸浮物以及在除成垢元素階段產(chǎn)生的沉淀物。經(jīng)上述處理后，上清液清澈透明，出水水質(zhì)穩(wěn)定，前端的預(yù)處理減小了對(duì)后續(xù)設(shè)備的沖擊負(fù)荷，為后續(xù)深度處理設(shè)備的穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行提供強(qiáng)有力的保障。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的油田壓裂返排液預(yù)處理方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的油田壓裂返排液預(yù)處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1、脫穩(wěn)罐，2、除成垢元素罐，3、絮凝沉淀池。
具體實(shí)施例方式下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本發(fā)明的油田壓裂返排液預(yù)處理方法，其較佳的具體實(shí)施方式
如圖1所示，包括步驟:脫穩(wěn):向待處理的壓裂返排液中投加脫穩(wěn)劑，所述脫穩(wěn)劑為二氧化氯、次氯酸鈉、硫酸亞鐵、氯化亞鐵、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁中的任一種或多種，打破壓裂返排液體系的穩(wěn)定性；除成垢元素:向脫穩(wěn)后的壓裂返排液中投加碳酸鈉、氧化鈣、氫氧化鈉中的一種或多種藥劑，在壓裂返排液中充分反應(yīng)，將成垢元素從壓裂返排液中沉淀出來；絮凝:向除成垢元素后的壓裂返排液中投加聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺的一種或多種絮凝劑，去 除壓裂返排液中原有的懸浮物以及在除成垢元素階段產(chǎn)生的沉淀物。 所述壓裂返排液在進(jìn)行脫穩(wěn)處理以前先進(jìn)行除油處理。 經(jīng)絮凝處理后的壓裂返排液再進(jìn)行深度處理。本發(fā)明的用于上述的油田壓裂返排液預(yù)處理方法的設(shè)備，其較佳的具體實(shí)施方式
如圖2所示:包括依次連接的脫穩(wěn)罐、除成垢元素罐、絮凝沉淀池。所述脫穩(wěn)罐的入口連接有除油裝置。所述絮凝沉淀池的出口與深度處理單元連接。本發(fā)明的油田壓裂返排液預(yù)處理方法及設(shè)備，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中壓裂返排液處理過程中所遇到的問題，提出了對(duì)返排液預(yù)處理的通用處理流程，并研制出了相應(yīng)的壓裂返排液預(yù)處理設(shè)備，從而為返排液的深度處理提供強(qiáng)有力的技術(shù)保障。本發(fā)明的原理是:壓裂返排液經(jīng)除油工段后，進(jìn)入預(yù)處理方法:第一階段:脫穩(wěn)，此階段投加相應(yīng)的脫穩(wěn)劑，根據(jù)水質(zhì)的不同，脫穩(wěn)劑可以選擇二氧化氯、次氯酸鈉、硫酸亞鐵、氯化亞鐵、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁等藥劑中的其中一種或多種，從而打破壓裂返排液體系的穩(wěn)定性，為后續(xù)絮凝劑的引入創(chuàng)造有利的水質(zhì)條件。第二階段:除成垢元素，壓裂返排液的成分十分復(fù)雜，通過對(duì)大量的返排液水樣進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，壓裂返排液中含有鈣、鐵、鎂、鋇、鍶等成垢元素中的一種或幾種，成垢元素的存在將會(huì)嚴(yán)重影響后續(xù)深度處理設(shè)備的穩(wěn)定性，以及壓裂返排液資源化利用的可能性，因此，這一階段的引入具有十分重要的意義。除成垢元素所采用的方法為化學(xué)法，通過加入碳酸鈉、氧化鈣、氫氧化鈉等藥劑中的一種或多種，在返排液中充分反應(yīng)，將成垢元素從水溶液中沉淀出來。第三階段:絮凝，壓裂返排液經(jīng)過預(yù)處理方法中前兩個(gè)階段的處理，到達(dá)絮凝沉淀前的水質(zhì)已經(jīng)得到了很大程度的改善，在此階段，通過對(duì)水中投加聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁及聚丙烯酰胺等絮凝劑，壓裂返排液中原有的懸浮物以及在除成垢元素階段產(chǎn)生的沉淀物在這一階段得到很大程度的去除，整個(gè)過程在固液分離設(shè)備中反應(yīng)并沉降，使出水懸浮物含量急劇下降，水質(zhì)清澈透明，從而為壓裂返排液后續(xù)的深度處理提供了穩(wěn)定的水質(zhì)條件，保證了后續(xù)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。具體實(shí)施例一:以下為油田壓裂返排液兩樣品的水質(zhì)分析。(除pH外，其他各指標(biāo)單位均為mg/L。)
權(quán)利要求
1.一種油田壓裂返排液預(yù)處理方法，其特征在于，包括步驟: 脫穩(wěn):向待處理的壓裂返排液中投加脫穩(wěn)劑，所述脫穩(wěn)劑為二氧化氯、次氯酸鈉、硫酸亞鐵、氯化亞鐵、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁中的任一種或多種，打破壓裂返排液體系的穩(wěn)定性； 除成垢元素:向脫穩(wěn)后的壓裂返排液中投加碳酸鈉、氧化鈣、氫氧化鈉中的一種或多種藥劑，在壓裂返排液中充分反應(yīng)，將成垢元素從壓裂返排液中沉淀出來； 絮凝:向除成垢元素后的壓裂返排液中投加聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺的一種或多種絮凝劑，去除壓裂返排液中原有的懸浮物以及在除成垢元素階段產(chǎn)生的沉淀物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田壓裂返排液預(yù)處理方法，其特征在于，所述壓裂返排液在進(jìn)行脫穩(wěn)處理以前先進(jìn)行除油處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油田壓裂返排液預(yù)處理方法，其特征在于，經(jīng)絮凝處理后的壓裂返排液再進(jìn)行深度處理。
4.一種用于權(quán)利要求1、2或3所述的油田壓裂返排液預(yù)處理方法的設(shè)備，其特征在于，包括依次連接的脫穩(wěn)罐、除成垢元素罐、絮凝沉淀池。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的油田壓裂返排液預(yù)處理設(shè)備，其特征在于，所述脫穩(wěn)罐的入口連接有除油裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的油田壓裂返排液預(yù)處理設(shè)備，其特征在于，所述絮凝沉淀池的出口與深度處理單元連 接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種油田壓裂返排液預(yù)處理方法及設(shè)備，首先向待處理的壓裂返排液中投加脫穩(wěn)劑，打破壓裂返排液體系的穩(wěn)定性；然后向脫穩(wěn)后的壓裂返排液中投加碳酸鈉、氧化鈣、氫氧化鈉等藥劑，將成垢元素從壓裂返排液中沉淀出來；再向除成垢元素后的壓裂返排液中投加絮凝劑，去除壓裂返排液中原有的懸浮物以及在除成垢元素階段產(chǎn)生的沉淀物。經(jīng)上述處理后，上清液清澈透明，出水水質(zhì)穩(wěn)定，前端的預(yù)處理減小了對(duì)后續(xù)設(shè)備的沖擊負(fù)荷，為后續(xù)深度處理設(shè)備的穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行提供強(qiáng)有力的保障。
文檔編號(hào)C02F103/10GK103159346SQ20131010257
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月27日
發(fā)明者萬用波, 王永光, 陳雁南, 渠迎鋒, 臺(tái)廣鋒, 吳萌, 李強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京礦冶研究總院