一种处理油气田压裂返排液的方法及其装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种处理油气田压裂返排液的方法及其装置，(1)将经过过滤的压裂返排液输送到管式反应器中；(2)然后添加一级氧化剂与二级氧化剂进行偶合操作并再次搅拌均匀，即得一种混合液；(3)向得到的混合液中添加一种混凝剂和助絮凝剂的混合物并进行充分搅拌，制得一种稠状物；(4)将得到的稠状物输送到分离器中进行油、污水和泥浆混合物的分离操作，其中油自动上浮在混合物的最上面，并通过分离器上方附近的排油装置排出，沉淀在分离器最底部的泥浆通过管道排入到污泥池内，悬浮在中间的污水则通过管道排入到缓冲水箱内。本发明设计简单，易于放大，在常温常压下进行，工艺流程简易高效，机械自动化程度高，单位压裂废液处理成本低。
【专利说明】一种处理油气田压裂返排液的方法及其装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于处理油田三次采油压裂过程产生的返排液并使其达到排放 标准的工艺方法以及装置。
【背景技术】
[0002] 压裂作业是油气井增产的主要措施之一，为各油田所普遍采用。其中压裂过程中 所用到的工作液称为压裂液。近些年，我国大部分油田已经进入了高含水的采油后期，各个 油田纷纷采用三次采油新技术进行增产、保产，其中三次采油技术在大庆油田已经进入了 工业化的应用阶段。目前随着油田开发的进行，压裂工作量逐年增加压裂对地层的伤害是 确实存在的。压裂液进入地层，导致黏土吸水膨胀、分散运移引起渗透率下降，还导致原油 重质成分析出，堵塞地层孔隙，地层渗流能力下降，压裂液返排不彻底也会严重污染油层。 而且随着压裂次数的增加，压裂液的滤失量增大，造缝缩短，裂缝导流能力降低，新增产量 下降。油水井压裂、酸化是油田增产和增注的有效技术措施，每年大庆油田进行油水井压 裂、酸化施工2400 口井以上，需要使用大量的工作液、酸及添加剂，一般每口井压裂后排液 至少产生粘稠废液300m3左右，这些化学物质大部分呈酸（碱）性，部分有毒，并且最终将有 部分废液返排到地面，如不采取有效的处理措施，将对土壤、植被、水体造成严重的污染。由 此我们可以看出全国各大油田都大规模的使用油田压裂技术，然而压裂液的广泛使用不但 对地层照成一定程度的损害其返排液排到地面上来也会对周围的植物、农田、湖泊照成一 定的影响。由此带来一系列的环境问题及其社会问题不得不引起我们的重视。
[0003] 近些年，随着各个国家对环保要求的日益严格，压裂液无害化、减量化处理将已经 成为压裂液处理技术发展的必然趋势。国内外广泛开展了针对压裂返排液无害化处理的研 究，多数采用物理、生物、光催化、化学与物理吸附、超声波、电化学等方法，有许多是针对降 解压裂返排液中有机物的模拟污水的研究，实际应用中的方法尚存在费用高、耗时多、工艺 复杂、设备不成熟、处理效率低等不足。
【发明内容】
[0004] 本发明目的是提供一种使污水达到回注标准或GB8978-1996《污水综合排放标准》 II级排放标准要求的处理油气田压裂返排液的工艺方法及其装置，它能有效地解决背景技 术中所存在的问题。
[0005] -种处理油气田压裂返排液的工艺方法，（1)将经过过滤的压裂返排液输送到管 式反应器中；(2)然后添加一级氧化剂与二级氧化剂进行偶合操作并再次搅拌均匀，即得 一种混合液；(3)向得到的混合液中添加一种混凝剂和助絮凝剂的混合物并进行充分搅 拌，制得一种稠状物；(4)将得到的稠状物输送到分离器中进行油、污水和泥浆混合物的分 离操作，其中油自动上浮在混合物的最上面，并通过分离器上方附近的排油装置排出，沉淀 在分离器最底部的泥浆通过管道排入到污泥池内，悬浮在中间的污水则通过管道排入到缓 冲水箱内，从而实现整个压裂返排液的分离；（5)进入到缓冲水箱内的污水经过一级过滤 罐和二级过滤罐的过滤后排入到收集箱中。
[0006] 所述的混凝剂为聚合硫酸铝、聚合氯化铝或聚合铝铁中的一种或多种的混合物。
[0007] 所述的助絮凝剂为聚丙烯酰胺或活性硅酸中的一种或多种的混合物。
[0008] 所述的助絮凝剂中添加有促絮凝剂，该促絮凝剂为硅酸钠或氯化钙中的一种。
[0009] -种实现处理油气田压裂返排液的工艺方法的分离器，它包含分离水箱，该水箱 的一侧分隔有顶部设有开口缓冲间，所述水箱的另一侧分隔有分离间，该分离间的顶部设 有开口，其下部设有与水箱内部相通的开口，所述水箱的底部截面为锥形结构，该水箱的底 部与导管螺旋连接，该导管的另外一端与污泥池相连接，所述缓冲间设有进液管，所述分离 间的顶部附近设有出油口，该出油口通过排油管与储油罐相连通，所述分离间的中部附近 设有出水管，该出水管的另外一端与缓冲水箱的进水口连通，该缓冲水箱的出水口与一级 过滤罐的进水口相连，所述一级过滤罐的出水口与二级过滤罐的进水口相连，该二级过滤 罐的出水口与收集水箱的进水口相连。
[0010] 所述的出油口的顶部附近设有链式刮板排油装置，该刮板排油装置包含两个水平 设置的同步的链轮，该链轮之间设有链带，所述的链带的外面设有刮板。
[0011] 由于采用了以上技术方案，本发明具有以下有益效果：
[0012] 1、装置设计简单，易于放大，在常温常压下进行，工艺流程简易高效，机械自动化 程度高，单位压裂废液处理成本低；
[0013] 2、装置技术成熟，以现场实际参数为依据，经过室内反复试验得到装置运行的最 佳工艺条件，保证了装置运行过程中对压裂废液的处理效果达到最佳；
[0014] 3、选取次氯酸钠与次氯酸钙为氧化剂，具有氧化效果好、用量低、不造成二次污 染、来源广泛、价格便宜等优点；
[0015] 4、装置采用管式反应器，可以缩短废液的停留时间，增加废液与药剂的接触面积， 使得处理更加高效；
[0016] 5、装置具有整体可拆性，可以根据处理的需求整体移动设备。
[0017] 6、装置可以灵活组合和搭配不同的氧化剂与絮凝剂，处理不同类型的压裂废液， 使装置可以普遍应用于油田废水的处理；
[0018] 7、经过装置处理后的废水，清澈、C0D等指标均符合工业水标准，减少了后续处理 的压力。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 为了更清楚地说明本发明，下面将结合附图对实施例作简单的介绍。
[0020] 图1是本发明中分离器的结构示意图；
[0021] 图2是本发明实施例一中C0D去除状态示意图。
【具体实施方式】
[0022] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将 结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0023] 本【具体实施方式】是采用以下技术方案予以实现，（1)将经过过滤的压裂返排液输 送到管式反应器中；（2)然后添加一级氧化剂与二级氧化剂进行偶合操作并再次搅拌均 匀，即得一种混合液；（3)向得到的混合液中添加一种混凝剂和助絮凝剂的混合物并进行 充分搅拌，制得一种稠状物；(4)将得到的稠状物输送到分离器中进行油、污水和泥浆混合 物的分离操作，其中油自动上浮在混合物的最上面，并通过分离器上方附近的排油装置排 出，沉淀在分离器最底部的泥浆通过管道排入到污泥池内，悬浮在中间的污水则通过管道 排入到缓冲水箱内，从而实现整个压裂返排液的分离；（5)进入到缓冲水箱内的污水经过 一级过滤罐和二级过滤罐的过滤后排入到收集箱中。
[0024] 所述的混凝剂为聚合硫酸铝、聚合氯化铝或聚合铝铁中的一种或多种的混合物。
[0025] 所述的助絮凝剂为聚丙烯酰胺或活性硅酸中的一种或多种的混合物。
[0026] 所述的助絮凝剂中添加有促絮凝剂，该促絮凝剂为硅酸钠或氯化钙中的一种。
[0027] 参看图1，一种实现油气田压裂返排液分离的分离器，它包含分离水箱1，该水箱1 的一侧分隔有顶部设有开口缓冲间2,所述水箱1的另一侧分隔有分离间3,该分离间3的 顶部设有开口，其下部设有与水箱1内部相通的开口，所述水箱1的底部截面为锥形结构， 该水箱1的底部与导管螺旋连接，该导管的另外一端与污泥池4相连接，所述缓冲间2设有 进液管，所述分离间3的顶部附近设有出油口 5,该出油口 5通过排油管与储油罐6相连通， 所述分离间3的底部附近设有出水管，该出水管的另外一端与缓冲水箱7连通。
[0028] 为了进一步的提高出油口的排油速度，所述的出油口 5的顶部附近设有链式刮板 排油装置8,该刮板排油装置8包含两个水平设置的同步的链轮81，该链轮81之间设有链 带82,所述的链带82的外面设有刮板，当链轮81转动时，带动链带82转动，链带82上的刮 板便会将油推入到出油口 5附近。
[0029] 实施例一
[0030] 某油田的压裂返排液主要污染物指标如表1所示。
[0031] 表1压裂返排液各污染指标实测值（除pH外，单位皆为mg/L)
[0032]
【权利要求】
1. 一种处理油气田压裂返排液的工艺方法，（1)将经过过滤的压裂返排液输送到管式 反应器中；（2)然后添加一级氧化剂与二级氧化剂进行偶合操作并再次搅拌均匀，即得一 种混合液；（3)向得到的混合液中添加一种混凝剂和助絮凝剂的混合物并进行充分搅拌， 制得一种稠状物；(4)将得到的稠状物输送到分离器中进行油、污水和泥浆混合物的分离 操作，其中油自动上浮在混合物的最上面，并通过分离器上方附近的排油装置排出，沉淀在 分离器最底部的泥浆通过管道排入到污泥池内，悬浮在中间的污水则通过管道排入到缓冲 水箱内，从而实现整个压裂返排液的分离；（5)进入到缓冲水箱内的污水经过一级过滤罐 和二级过滤罐的过滤后排入到收集箱中。
2. 根据权利要求1所述的一种处理油气田压裂返排液的工艺方法，其特征在于所述的 混凝剂为聚合硫酸铝、聚合氯化铝或聚合铝铁中的一种或多种的混合物。
3. 根据权利要求1所述的一种处理油气田压裂返排液的工艺方法，其特征在于所述的 助絮凝剂为聚丙烯酰胺或活性硅酸中的一种或多种的混合物。
4. 根据权利要求1所述的一种处理油气田压裂返排液的工艺方法，其特征在于所述的 助絮凝剂中添加有促絮凝剂，该促絮凝剂为硅酸钠或氯化钙中的一种。
5. -种制造如权利要求1所述的处理油气田压裂返排液的工艺方法的分离器，其特征 在于它包含分离水箱，该水箱的一侧分隔有顶部设有开口缓冲间，所述水箱的另一侧分隔 有分离间，该分离间的顶部设有开口，其下部设有与水箱内部相通的开口，所述水箱的底部 截面为锥形结构，该水箱的底部与导管螺旋连接，该导管的另外一端与污泥池相连接，所述 缓冲间设有进液管，所述分离间的顶部附近设有出油口，该出油口通过排油管与储油罐相 连通，所述分离间的中部附近设有出水管，该出水管的另外一端与缓冲水箱的进水口连通， 该缓冲水箱的出水口与一级过滤罐的进水口相连，所述一级过滤罐的出水口与二级过滤罐 的进水口相连，该二级过滤罐的出水口与收集水箱的进水口相连。
6. 根据权利要求5所述的分离器，其特征在于所述的出油口的顶部附近设有链式刮板 排油装置，该刮板排油装置包含两个水平设置的同步的链轮，该链轮之间设有链带，所述的 链带的外面设有刮板。
【文档编号】C02F103/10GK104045179SQ201310105018
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年3月12日 优先权日:2013年3月12日
【发明者】王宝辉, 吴红军, 苑丹丹, 朱凌岳, 罗明检 申请人:东北石油大学