[发明专利]一种压裂返排液的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田、天然气、页岩气等非常规油气田的开采过程中的大型压裂施工时返排液处理工艺方法，尤其是水平井压裂返排液的处理方法，属于油气田开采中污水处理技术领域。

背景技术

大型水平井压裂是油田、天然气、页岩气等非常规油气田开采的基本方式，在压裂施工结束后将有10~30%的压裂液从地层中返排出来，称之为压裂返排液。其中含有石油类烃、增稠剂、杀菌剂、降阻剂等多种助剂，以及较多的无机离子，成分很复杂，属于高盐份、高浊度、高有机物负荷的难处理废水，直接外排将形成严重污染，影响周围水质环境。

现有处理压裂返排液主要工艺有：

1、生化处理方法：

微生物利用废水中的有机物为营养源，通过分解代谢作用而降解污染物。由于地层情况复杂，压裂返排液成分多，可生化性较差，寻找和培养分解有机污染物的微生物种群困难，效果差，处理时间长，一般需要半个月，甚至更长，这种处理方法效果不好，投资较大，成本高。

2、普通氧化方法：

此方法是目前处理返排液最主要的方法，通过向体系中加入氯气、次氯酸盐、双氧水等各种氧化剂，使有机物结构发生碳链裂解，最终氧化成水和二氧化碳，从而降低废水中COD值，由于不同种类氧化剂的氧化能力不同，一般需要多种氧化剂复合作用，或者多段氧化工艺，才能达到目标，而且最重要的是，这些氧化剂都是外加药剂，成本较高。

3、湿法氧化方法：

在高温高压体系中进行外加氧化剂对废水进行氧化，使得有机物能比较快速分解降解。这种工艺氧化程度比较好，但投资和成本都比较高，高温高压体系操作复杂，安全性要求高，未见有工业运用。

4、电絮凝法

电絮凝是在普通絮凝的过程中，添加一个电场，以铁铝等金属为阳极，在电场作用下金属溶解产生阳离子在进入水体中，与有机物发生氧化还原反应，同时絮凝沉降。实际上电絮凝过程中的电解反应需要消耗较多铁和铝，属于外加氧化剂处理方法。

5、微电解法

微电解法是利用金属腐蚀原理，在Fe和C之间存在1.2V的电极电位差，因而形成无数的微电池系统，对废水中有机物进行氧化的工艺。但因为电位差很小，停留时间太长，针对性不强，作用效果很有限。

6、膜分离法

膜分离法是以各种口径的过滤膜材料为介质，以孔径筛分为主要去除污染物手段，以跨膜压差为驱动力，将大分子截留，以达到污水净化处理的技术，过滤膜处理一般只用在水质深度精细处理的情况。

压裂返排液成分复杂，处理难度大，需要多段处理工艺才能彻底分解有机污染物，通常是破胶、絮凝、氧化、膜分离等多种方法联合使用，常规处理的最终目标是外排或者回注。使得现有处理工艺流程长，成本高，投资大，工艺很复杂，而且处理效果不理想。

发明内容

本发明针对现有返排液处理工艺中存在的诸多不足，提出一种全新处理思路，就是最大限度的利用废水中的有用成分，定点清除返排液中对配置压裂液有害的成分，使返排液经过处理后，达到配液要求，继续用来配置压裂液。本发明的目的是将压裂返排液处理成可以用来继续配置压裂液的水源，从而实现水资源的循环利用和零外排效果。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种压裂返排液处理方法，该方法步骤如下：

1），压裂返排液进行絮凝沉淀,然后进行过滤，除去成垢元素；

2），过滤沉淀之后的溶液进入自氧化发生装置，利用激发效应将废水中氯离子转化成次氯酸根和氯气后继续搅拌进行氧化曝气反应；

3），将步骤2中经过氧化曝气反应的液体进行液固分离，得到处理后的压裂返排液。

所述步骤1）中压裂返排液进行絮凝沉淀是通过加入絮凝剂实现的，所述絮凝剂包括碳酸钠、氢氧化钙、氢氧化钠、PAM、PAC、PFS中的一种或多种。

所述絮凝剂的用量分别为：以质量百分含量计，或以质量倍数计，碳酸钠添加量为待处理溶液的0.4-2%；氢氧化钙添加量为待处理溶液的0.1~0.8%；氢氧化钠添加量为待处理溶液的0.1~0.5%；絮凝剂PAM添加量为待处理溶液的2~10m g/l；PAC添加量为待处理溶液的0.1~0.6%；PFS添加量待处理溶液的为0.1~0.6%；

所述步骤2）中激发效应是通过声、光、电的激发效应实现的。

所述步骤2）中激发效应是通过超声波、微波、紫外光中的任意一种或多种，与电解相配合实现激发效应。