一种压裂返排液的原位处理方法与流程

本发明属于油气田废水处理领域，特别涉及一种压裂返排液的原位处理方法。

背景技术：

1、压裂返排液是页岩气水力压裂过程中所产生的废水，水力压裂借助高压将压裂液打入地下，对地层进行液压破碎，从而将其中的石油或天然气储备释放出来的开采方法。水力压裂施工结束后中，会有一部分液体返排回地面，这些返排回地面的液体称为压裂返排液。单口页岩气井压裂往往耗水量达到20000m3以上，完井前返排10％-50％，进入生产阶段仍以每天十到几十方量返排，持续整个气井生命周期。为减少压裂作业对于水资源的消耗，同时消化部分废水，一般将压裂返排液回收利用于后续的压裂施工，实现了企业经济效益和社会效益的统一。

2、由于压裂作业的施工进度安排，压裂返排液往往不会在排出地面后立即进行回用，需要在中转水池中储存一段时间。压裂返排液的水质成分复杂多样，往往是高盐分高cod，有时表面还会形成一层浮油，这样的环境给厌氧微生物创造了适宜生长的条件。其中铁细菌、硫酸盐还原菌和腐生菌等细菌会大量滋生，不仅使水中产生大量的生物垢，也加剧了相关设备的腐蚀风险，造成严重的经济损失。另一方面，细菌滋生所产生的副产物会对周边环境产生不利影响，产生的硫化氢、甲硫醚等气体具有恶臭气味，严重影响附近居民生活，产生的硫离子与水体中亚铁离子结合为硫化亚铁，形成胶体分散在压裂返排液中，使整个水体呈现黑色，不仅使水体的外观较差，也增加了压裂返排液回用处理的难度。

3、目前针对变黑发臭压裂返排液的主要处理方法是通过气浮、沉降、氧化和过滤等单元开展压裂返排液处理，但由于川渝地区页岩气开采区域多位于人口稠密的乡村，而压裂返排液存储池随井口建设，分布松散且占地面积有限，池边往往难以找到合适的地方建设安装处理装置，同时所需的电力、用水和基建等条件也难以快速配备完成。

4、未发现现有技术中有针对变黑发臭压裂返排液的处理工艺技术，而针对生活污水或其他工业废水变黑发臭水体的处理工艺难以应用于页岩气黑臭压裂返排液的处理，主要存在以下问题：大部分主要涉及黑臭水体的处理工艺以生物处理方法为主，在页岩气压裂返排液中高盐环境下生物处理工艺难以运行，同时生物处理方法见效较慢，更适应于生活污水的长期处理处置；对于黑臭水体的原位处理，现有技术中即便有水体的处理装置，其主要是采用漂浮在水体表面，便于药剂投加混合的处理装置，但并未提出具体的处理流程，而且也不适应表面含油的黑臭压裂返排液处理；现有技术中有涉及到黑臭水体的处理步骤，但仍然存在不足，所采用的处理方法主要是采用室内烧杯试验进行了黑臭水体处理步骤研究，难以进行现场工程应用，步骤中多次需采用搅拌器进行搅拌，在现场大型水池中难以开展，另外无法对压裂返排液表面浮油进行清除，难以完全达到除黑除臭的目的。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明采用的技术方案是：一种压裂返排液的原位处理方法，包括以下步骤：

2、对压裂返排液存储池中的压裂返排液进行表面除油；

3、向压裂返排液存储池中加入用于杀灭厌氧菌的氧化剂；

4、向压裂返排液存储池中加入聚凝剂，混合后静置沉降；

5、测定压裂返排液的ph值、浊度和orp值；

6、根据压裂返排液水质测定情况，进行水质调节。

7、可选地，在所述的对压裂返排液存储池中的压裂返排液进行表面除油中，采用吸油毡布吸取压裂返排液表面浮油。

8、可选地，在所述的向压裂返排液存储池中加入用于杀灭厌氧菌的氧化剂中，所述氧化剂采用高铁酸钾。

9、可选地，在所述的向压裂返排液存储池中加入聚凝剂中，所述聚凝剂为三氯化铁。

10、可选地，在所述的向压裂返排液存储池中加入聚凝剂的步骤之后，采用循环泵将压裂返排液和聚凝剂充分混合后静置。

11、可选地，所述高铁酸钾的投加浓度为10～60mg/l。

12、可选地，所述三氯化铁的投加浓度为5～8mg/l。

13、可选地，所述处理方法还包括以下步骤：

14、转运压裂返排液存储池中的压裂返排液；

15、抽取压裂返排液存储池池底污泥，污泥压滤后转运以集中处理。

16、可选地，在所述的测定压裂返排液的ph值、浊度和orp值中，包括以下步骤：

17、在静置沉降过程中间歇性提取压裂返排液存储池中的表面清液，测定浊度；

18、当浊度低于10ntu时，静置沉降完成；

19、测定沉降完成后测定压裂返排液的ph值和orp值。

20、可选地，在所述的根据压裂返排液水质测定情况，进行水质调节中，包括以下步骤：

21、采用盐酸和氢氧化钠将压裂返排液的ph值调节至6～9；

22、利用次氯酸钠将压裂返排液的orp值调节至大于50mv。

23、本发明由于采用上述技术方案，使其具有以下有益效果：具有快速处理、不依赖处理装置等特点，更适应于地处偏远，压裂返排液储存池配套条件较差的情况。处理后的页岩气压裂返排液可长时间储存，也可直接进行重复利用，减少页岩气开发对水资源的消耗。

24、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种压裂返排液的原位处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的压裂返排液的原位处理方法，其特征在于，在所述的对压裂返排液存储池中的压裂返排液进行表面除油中，采用吸油毡布吸取压裂返排液表面浮油。

3.如权利要求1所述的压裂返排液的原位处理方法，其特征在于，在所述的向压裂返排液存储池中加入用于杀灭厌氧菌的氧化剂中，所述氧化剂采用高铁酸钾。

4.如权利要求1所述的压裂返排液的原位处理方法，其特征在于，在所述的向压裂返排液存储池中加入聚凝剂中，所述聚凝剂为三氯化铁。

5.如权利要求1所述的压裂返排液的原位处理方法，其特征在于，在所述的向压裂返排液存储池中加入聚凝剂的步骤之后，采用循环泵将压裂返排液和聚凝剂充分混合后静置。

6.如权利要求3所述的压裂返排液的原位处理方法，其特征在于，所述高铁酸钾的投加浓度为10～60mg/l。

7.如权利要求4所述的压裂返排液的原位处理方法，其特征在于，所述三氯化铁的投加浓度为5～8mg/l。

8.如权利要求1至7任一项所述的压裂返排液的原位处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括以下步骤：

9.如权利要求1所述的压裂返排液的原位处理方法，其特征在于，在所述的测定压裂返排液的ph值、浊度和orp值中，包括以下步骤：

10.如权利要求1所述的压裂返排液的原位处理方法，其特征在于，在所述的根据压裂返排液水质测定情况，进行水质调节中，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种压裂返排液的原位处理方法，该方法包括以下步骤：对压裂返排液存储池中的压裂返排液进行表面除油；向压裂返排液存储池中加入用于杀灭厌氧菌的氧化剂；向压裂返排液存储池中加入聚凝剂，混合后静置沉降；测定压裂返排液的pH值、浊度和ORP值；根据压裂返排液水质测定情况，进行水质调节。本发明具有快速处理、不依赖处理装置等特点，更适应于地处偏远，压裂返排液储存池配套条件较差的情况。处理后的页岩气压裂返排液可长时间储存，也可直接进行重复利用，减少页岩气开发对水资源的消耗。

技术研发人员：陈天欣,李静,林冬,王越,赵靓,易畅,王兴睿,周微,胡金燕,何焱,陈满,周东
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13