油田压裂返排液的无害化处理

2017-03-05赵猛北京丰瑞新科能源科技发展有限公司北京100015

化工管理 2017年16期

关键词：悬浮物压裂液废液

赵猛(北京丰瑞新科能源科技发展有限公司，北京 100015)

油田压裂返排液的无害化处理

赵猛(北京丰瑞新科能源科技发展有限公司，北京 100015)

油田压裂返排液处理难度大，且成分复杂，许多处理手段成本高，实际应用率低，仍处于研究阶段。压裂返排液不利于生态环境的发展，因此本文对油田压裂返排液无害化处理技术进行了相关研究，并对新处理技术做了一定介绍。

压裂返排液；无害化处理；研究

油田在开发中将会有许多废固、废液产生，而这些废液物主要是在钻井、修井等过程中，会产生许多固体悬浮物、石油、无机物和操作中使用的添加剂等，不仅复杂不好处理，还不利于生态环境的保护。生态文明的建设是我国发展的重点，我国政府相继出台了新环保法律法规、标准等，从而提升油气田在开发中创新、环保、升级技术，不断加强对废弃物的治理和管控。油田压裂反排液无害处理项目，主要是通过压裂废液处理工艺，把净化后的压裂液回收，用作再配置压裂液，让水资源得到循环利用，从而达到废物利用目的，不仅利于资源的合理利用，还利于环境的保护。

1 油田压裂返排液特点

耗水量比较大是油田水力压裂的一个特点，通常每口井用水量在19000m3左右，需水罐车仅运输就达到1000次左右。60%到80%占注水压裂液水量的压裂返排液会返回到地层。油田压裂返排液特点主要有三点：第一，污染物含量高且种类多，组分复杂。在油田压裂返排液中含有大量高分子聚合物、浓度很高的胍胶，此外还有铁、硫化物、SRB等，总硫含量和铁都已达到约20mg/L。第二，乳化度高、黏度大，就其黏度来讲，仅放喷液就已高达0～20MPa·s，相比而言近排液黏度就比较低。在压裂中因所用复合型压裂液乳化度过高，所以产出的压裂废水不仅气味含刺激性，且废水颜色深，黏稠度高，静置沉降出水难度大。第三，难以处理。因各类添加剂应用于压裂液中，导致压裂返排液的TDS、COD、TSS普遍偏高，使得处理难度增加，若直接将其回注将会造成地层污染，而进行外排也会污染周边环境。

2 油田压裂返排液处理新技术

2.1超声波/臭氧氧化—电絮凝—反渗透复合技术

该技术主要通过超声波和臭氧对压裂返排液中的重金属和有机物进行氧化，由电絮凝将悬浮物进行清除，再经由反渗透技术处理，最终成为达标清水。该技术主要包含三个步骤：首先，在罐中压裂返排液会进行自然沉降，从而将固体颗粒做清除；其次，针对压裂返排液中的悬浮物进行过滤去除；最后，进行超声波/臭氧氧化—电絮凝处理。在压裂返排液中加入非常饱和的臭氧水，通过双频超声波对其做溶气浮选，从而有效去除各类油和悬浮物，此外在压裂返排液中臭氧能有效氧化其中的羟基类物质。泡沫达到纳米级将会产生气液界面，当泡沫转变为很小体积时，其内部的温度能够在瞬间高达482℃，从而在35～100ps内氧化有机物质。与此同时，超声波可聚集小的泡沫，降低油以及固体悬浮物的悬浮时间，增强泡沫上升的速度。在Woodford页岩气田中应用此技术，经处理后的压裂返排液有75%的溶解固体低于500mg/L。

2.2 Ecosphere臭氧处理技术

Ecosphere公司利用超声波进行催化，同时运用臭氧和活性炭相结合的方式对其进行去除，这就没有使用化学药剂。通过臭氧对细胞壁进行破坏，从而杀菌并抑制结垢的出现，与此同时，利用活性炭表面负载纳米MnO2当做其催化剂，增强催化活性。此种技术对水中细菌的除去率达到99.9%，并运用超声波发生水力空化反应，促使臭氧进行分解，从而生成·OH，于难降解的有机物而言，其除去率增强了2到3倍。Ecosphere臭氧处理技术与普通臭氧处理技术相比，其处理性能是普通臭氧处理技术的10到20倍。

2.3 “智能海绵”吸附技术

“智能海绵”由Abtech公司研发而成，是一种新型弹性聚合材料，有着高度亲油疏水功效，能吸附比自身质量大3倍的油，其外形多种多样，而爆米花形状的对废水中碳氢化合物吸附达到99.9%，能净化压裂返排液1.14m3。此外使用过的“智能海绵”进行燃烧后所产生的热量可以转化成电力，当然这一技术仍在研究中，研究成功后将会建成自给自足的水处理闭合系统，让资源可以循环从而得到最大化利用。

2.4 Pinedale Anticline压裂返排液处理技术

该技术主要将页岩气田压裂返排液处理分成两个部分。前4年重点在于把压裂返排液做澄清和过滤，然后进行好氧、厌氧生物处理，利用生物对残余添加剂进行降解、处理、回收。而在后期即处理后为压裂返排液注入水，同时达到外排效果，这就要求对返排液中的化合物进行去除，可运用膜生物反应器做反渗透离子交换处理，从而有效降低其有机成分。此外，运用膜过滤法能将压裂返排液中聚丙烯酰胺和胍胶等快速降解，再运用石灰对其进行软化澄清，最后过滤除去沉淀。