一种压裂返排液处理撬装设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种压裂返排液处理撬装设备。所述撬装设备包括一框架；所述框架内设有电化学耦合氧化处理罐和过滤器，所述电化学耦合氧化处理罐的出液口与所述过滤器的进液口相连通；所述框架的上部设有絮凝沉降罐、混凝剂加药罐和氧化剂加药罐，所述絮凝沉降罐的上清液出口与所述电化学耦合氧化处理罐的进液口相连通，所述混凝剂加药罐与所述絮凝沉降罐相连通，所述氧化剂加药罐与所述电化学耦合氧化处理罐相连通。本实用新型的撬装设备占地面积小、无二次污染，可实现压裂返排液的高效处理，可满足海上油田施工要求，具有海上平台应用前景。
【专利说明】一种压裂返排液处理撬装设备
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种压裂返排液处理撬装设备。
【背景技术】
[0002]海上油田低渗储量巨大，而压裂是其开发的关键技术。压裂施工过程中会产生大量的压裂返排液，对环境危害严重。随着压裂的大规模开展，必然面临压裂返排液的处理问题。
[0003]压裂返排液的处理难度大，具体体现在以下三个方面:
[0004](I)间歇排放，排放量大:压裂作业过程中，返排液量为100?300m3/井次，无法大批量集中处理，返排后即时处理是较为可行的方法；
[0005](2)污染物成分复杂:为保障良好携砂能力、抗剪切性、热稳定性及较低的滤失与阻力，压裂基液中除包含胍胶等稠化剂外，还需加入表面活性剂、杀菌剂、防膨剂、缓释剂、交联剂、交联稳定剂、延迟交联剂、交联稳定剂、破胶剂等各类添加剂。完成压裂作业后，这些添加剂，连同地层中的泥沙、石油类、盐类等污染物一并返排，形成压裂返排液。总的说来，压裂返排液主要包含有害固体悬浮物、难降解有机污染物及石油类物质等污染物。
[0006](3)体系稳定,化学需氧量(COD)值高,处理困难:由于含有大量高分子有机物，压裂返排液的COD —般从数千到上万ppm不等，经传统絮凝、氧化过程，可初步去除大部分石油类成分、固体悬浮物以及部分有机物，但由于返排液中有机添加剂种类繁多，亲水性良好，溶于水中性质稳定，使得降低COD值的难度较大，因此去除COD是压裂返排液处理的难点。
[0007]目前关于压裂返排液的研究主要集中在陆地油田。陆地油田不受时间和空间限制，采取的基本策略为“用时间换效果”。传统处理办法是采用污水池或大罐贮存，依靠自然力使污水挥发沉降，此种方法速度慢，效率低，且存在污水外溢、渗透的风险。近些年来，部分陆地油田也陆续开展了压裂返排液的深化处理研究，研究主要集中在“初步分离、絮凝、高级氧化、吸附、生化法、微电解”等步骤不同次序的组合，如“混凝-次氯酸钠氧化-Fe/C微电解-H2O2/专属催化剂催化氧化-活性炭吸附”、“混凝-萃取-Fe/C微电解-活性炭吸附-催化氧化-生化处理”等。由于压裂返排液中污染成分复杂，此种组合方法普遍需5?6步，若形成工艺，可能还需沉降，过滤，中和等，整体工艺则需9?10步，处理时间普遍长达十几个小时，若采用生化法，处理时间甚至可达十几至几十天。
[0008]然而，目前海上油田无成熟的压裂返排液处理工艺，采取的办法是将返排液拉回陆地进行处理。压裂返排液处理技术的缺失，已成为制约大规模压裂开展的主要因素之一。海上作业普遍具有空间狭小，生产设施使用寿命短，生产作业及时间成本高的特点，因此对压裂返排液处理工艺提出了特殊要求。海上压裂返排液处理工艺应满足设备占地面积小、成本投入低，高效快速、处理周期短(平台水处理工艺周期仅为I?2h)，安全绿色、无二次污染等特点。综上所述，海上油田压裂返排液处理无法直接借鉴陆地油田的处理工艺及经验，研究适于海上油田的压裂返排液处理技术(方法和设备)具有重要意义。实用新型内容
[0009]本实用新型的目的是提供一种压裂返排液处理撬装设备，使用本实用新型设备对压裂返排液进行处理，解决了现有技术的步骤繁琐，处理周期长的技术问题。
[0010]本实用新型所提供的一种压裂返排液处理撬装设备，它包括一框架；
[0011 ] 所述框架内设有电化学耦合氧化处理罐和过滤器，所述电化学耦合氧化处理罐的出液口与所述过滤器的进液口相连通；
[0012]所述框架的上部设有絮凝沉降罐、混凝剂加药罐和氧化剂加药罐，所述絮凝沉降罐的上清液出口与所述电化学耦合氧化处理罐的进液口相连通，所述混凝剂加药罐与所述絮凝沉降罐相连通，所述氧化剂加药罐与所述电化学耦合氧化处理罐相连通。
[0013]上述的压裂返排液处理撬装设备中，所述过滤器可选择为双介质过滤器。
[0014]上述的压裂返排液处理撬装设备中，所述电化学耦合氧化处理罐与所述过滤器相连通的管路上设有PH调节剂加药罐，则在进行过滤时如需对返排液的pH值进行调整时，可通过所述pH调节剂加药罐向管线中加入pH值调节剂。
[0015]上述的压裂返排液处理撬装设备中，所述框架的长可为3m?4.5m,宽可为2m?3m,高可为2m?3m。
[0016]使用本实用新型的撬装设备处理压裂返排液时，可按图2所示的流程进行:压裂返排液经稳定罐(或用泥浆池替代)，泵入所述絮凝沉降罐中进行预处理(通过所述混凝剂加药罐加入混凝剂)后，进入所述电化学耦合氧化处理罐中进行高效处理(通过所述氧化剂加药罐加入氧化剂)，最后通过所述过滤器进行过滤后处理。
[0017]本实用新型的撬装设备占地面积小、无二次污染，可实现压裂返排液的高效处理，可满足海上油田施工要求，具有海上平台应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型压裂返排液处理撬装设备的结构示意图。
[0019]图2为本使用本实用新型压裂返排液处理撬装设备进行压裂返排液处理时的流程不意图。
[0020]图中各标记如下:
[0021]I框架、2电化学耦合氧化处理罐、3双介质过滤器、4絮凝沉降罐、5混凝剂加药罐、6氧化剂加药罐。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型做进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。
[0023]如图1所示，本实用新型压裂返排液处理撬装设备包括一框架1，其长、宽和高分别为4.5m、3m和3m，其占地面积小。在该框架I内设有电化学耦合氧化处理罐2和双介质过滤器3，该电化学耦合氧化处理罐2的出液口与双介质过滤器3的进液口相连通。在框架I的上部设有絮凝沉降罐4、混凝剂加药罐5和氧化剂加药罐6，且絮凝沉降罐4的上清液出口与电化学耦合氧化处理罐2的进液口相连通，混凝剂加药罐5与絮凝沉降罐4相连通，氧化剂加药罐6与电化学耦合氧化处理罐2相连通。在絮凝沉降罐4中，在混凝剂的作用下进行絮凝预处理；在电化学耦合氧化处理罐2中，在氧化剂的作用下进行电化学氧化。
[0024]本实用新型中，在电化学耦合氧化处理罐2与双介质过滤器3相连通的管线上设有pH调节剂加药罐(图中未示)，则在进行过滤时如需对返排液的pH值进行调整时，可通过该pH调节剂加药罐向管线中加入pH值调节剂。
[0025]使用本实用新型压裂返排液处理撬装设备进行压裂返排液处理时，按照图2所示的流程图进行。下面以一个具体的实施例说明本实用新型的使用效果。
[0026]某油井压裂返排液，pH值为6，C0D、含油量及固体悬浮物含量分别为4020mg/L、30mg/L和340mg/L,均大于国家二级排放标准规定的300mg/L、12mg/L和200mg/L。
[0027]压裂返排液经下述的“絮凝预处理、电化学耦合高级氧化高效处理、过滤后处理”三步法处理，具体操作条件如下:
[0028](I)絮凝预处理:取压裂返排液4L，泵入至絮凝沉降罐4中进行絮凝预处理，通过混凝剂加药罐5向絮凝沉降罐4中加入混凝剂PAC (300mg/L)及PAM (200mg/L),室温下快速搅拌3min，静置沉降3min，得到上清液。经絮凝沉降处理后，上清液中的COD值从原液的4020mg/L 降至 2255mg/L，COD 去除率达 43.9%。
[0029](2)电化学耦合高级试剂氧化高效处理:调节上清液的pH值为3，泵入至电化学耦合氧化处理罐2中进行电化学氧化,高级氧化剂选用Fenton试剂(3000mg/L),电极板组合为惰性复合电极(阳极)_活性电极(阴极，电极板间距为6.0cm,电解电流为5.5A，电解时间为60min。氧化处理后，COD由2255mg/L降至268mg/L，COD去除率高达88.1%。
[0030](3)过滤后处理:返排液经步骤(2)处理后，调节pH值至6，然后经双介质过滤器3去除悬浮杂质。
[0031]压裂返排液经处理后，水质由黄色浑浊变得澄清透明，含油量几乎为Omg/L，固体悬浮物为12mg/L, COD值为268mg/L,均低于国家标准中规定的限值,可以排放。
【权利要求】
1.一种压裂返排液处理撬装设备，其特征在于:所述撬装设备包括一框架； 所述框架内设有电化学耦合氧化处理罐和过滤器，所述电化学耦合氧化处理罐的出液口与所述过滤器的进液口相连通； 所述框架的上部设有絮凝沉降罐、混凝剂加药罐和氧化剂加药罐，所述絮凝沉降罐的上清液出口与所述电化学耦合氧化处理罐的进液口相连通，所述混凝剂加药罐与所述絮凝沉降罐相连通，所述氧化剂加药罐与所述电化学耦合氧化处理罐相连通。
2.根据权利要求1所述的撬装设备，其特征在于:所述过滤器为双介质过滤器。
3.根据权利要求1或2所述的撬装设备，其特征在于:所述电化学耦合氧化处理罐与所述过滤器相连通的管线上设有PH调节剂加药罐。
4.根据权利要求1或2所述的撬装设备，其特征在于:所述框架的长为3m?4.5m,宽为2m?3m，高为2m?3m。
【文档编号】C02F9/06GK203545823SQ201320697693
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月6日 优先权日:2013年11月6日
【发明者】陈文娟, 张健, 朱江, 李如茵, 檀国荣, 靖波 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油研究总院