压裂返排液的处理方法和处理得到的压裂返排液及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及废水处理领域，具体地，涉及一种压裂返排液的处理方法和处理得到 的压裂返排液及其应用。
【背景技术】
[0002] 随着世界经济的发展，世界各国对于能源的需求在不断增加，而常规油气资源却 日益枯竭，近年来以页岩油气为代表的非常规油气资源的开发得到了长足的发展，成为了 世界能源供应的新的增长点。
[0003] 页岩气等非常规油气资源的开发通常需要采用大型水平井多级分段压裂技术，因 而需要采用大量的压裂液。现有的压裂用的压裂液主要分为水基压裂液、油基压裂液和泡 沫压裂液等，而水基压裂液由于效果好、成本低是目前使用最为普遍的压裂液。根据地质条 件的不同，水基压裂液体系又分为滑溜水（清水压裂）体系、线性胶体系和冻胶体系。在页 岩气的开采过程中，由于很多页岩气藏都是低渗透地层，因而对地层伤害作用小的滑溜水 体系被广泛使用。
[0004] 由于现有的页岩气藏的压裂开发过程具有用液量大、返排液量大的特点，由此产 生的大量压裂废液，成分复杂，悬浮物和油含量高，水质波动大，处理困难，对环境污染严 重，已成为当前非常规（油）气开发中无可回避的技术瓶颈之一。
[0005] 将压裂返排液处理后重新利用，既可以节约宝贵的水资源，又能减少污染物的排 放，是一举两得的好方法，越来越得到大家的重视。如专利申请CN102520133A提出了一种 压裂返排液资源化评价方法及分析处理系统。
[0006] 然而，现有技术中对冻胶体系的压裂返排液的研究较多，对滑溜水体系的压裂返 排液的研究则较少。在滑溜水体系的压裂返排液的实际处理回用过程中，现场多采用在聚 铝、聚铁等絮凝剂处理压裂返排液后，将压裂返排液直接与部分清水（自来水）混掺，从而 将压裂返排液重复利用。但是，这种常规滑溜水体系的压裂返排液的处理回用过程中，压裂 返排液处理完后需要马上回用，否则存放几天后水就会变臭，导致无法回用，同时该方法还 存在处理过程中压裂返排液的有用成分损失大、浪费资源的问题。因此，研发一种既能有效 保存压裂返排液的有用成分，又能延长处理后的压裂返排液保存时间的压裂返排液的处理 方法，具有重要的现实意义。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是为了克服现有技术方法在滑溜水体系的压裂返排液的实际处理 回用过程中，压裂返排液的有用成分损失大且保存时间短的缺陷，提供一种压裂返排液的 处理方法和处理得到的压裂返排液及其应用，该方法能有效保存压裂返排液的有用成分， 延长处理后的压裂返排液的保存时间，且处理成本低，处理效果好，处理后的压裂返排液能 有效被循环利用，且用于压裂配液用水时能够大幅节约减阻剂的用量。
[0008] 本发明的发明人在研究中意外发现，在处理压裂返排液时，通过将待处理的压裂 返排液的pH值调节为9. 8-11. 5,然后在压裂返排液中加入絮凝剂进行絮凝沉降处理，将絮 凝沉降处理完毕后的压裂返排液进行紫外杀菌处理，在紫外杀菌处理完毕后的压裂返排液 中加入水质稳定剂的方法，能够有效保存压裂返排液的有用成分，延长处理后的压裂返排 液的保存时间，且处理成本低，处理效果好，处理后的压裂返排液能有效被循环利用，且用 于压裂配液用水时能够大幅节约减阻剂的用量。
[0009] 因此，为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种压裂返排液的处理方法， 所述方法包括以下步骤：
[0010] (1)将待处理的压裂返排液的pH值调节为9. 8-11. 5 ;
[0011] (2)在压裂返排液中加入絮凝剂进行絮凝沉降处理；
[0012] (3)将絮凝沉降处理完毕后的压裂返排液进行紫外杀菌处理；
[0013] (4)在紫外杀菌处理完毕后的压裂返排液中加入水质稳定剂。
[0014] 第二方面，本发明提供了上述方法处理得到的压裂返排液。
[0015] 第三方面，本发明还提供了上述压裂返排液在作为压裂配液用水中的应用。
[0016] 与现有技术相比，本发明的压裂返排液的处理方法先通过选择一定的絮凝条件和 加入絮凝剂，有效去除了细菌以及钙、镁等高价金属离子，再通过紫外杀菌处理及加入水质 稳定剂，能够有效保留压裂返排液的有用成分，且能够延长压裂返排液的保存时间。另外， 与清水配液相比，本发明方法处理后的压裂返排液用于压裂配液用水时能大幅节省药剂 (如减阻剂）的用量，且本发明的方法简单易行，处理成本低。
[0017] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0018] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0019] 第一方面，本发明提供了一种压裂返排液的处理方法，该方法包括以下步骤：
[0020] (1)将待处理的压裂返排液的pH值调节为9. 8-11. 5 ;
[0021] (2)在压裂返排液中加入絮凝剂进行絮凝沉降处理；
[0022] (3)将絮凝沉降处理完毕后的压裂返排液进行紫外杀菌处理；
[0023] (4)在紫外杀菌处理完毕后的压裂返排液中加入水质稳定剂。
[0024] 本发明方法中，为了能够更加有效的保留压裂返排液的有用成分并进一步延长处 理后的压裂返排液的保存时间，优选情况下，步骤（1)中，将待处理的压裂返排液的pH值调 节为10-11. 3,进一步优选为10. 5-10. 9。
[0025] 本发明方法中，对于调节待处理的压裂返排液的pH值的方法没有特别的限定，只 要能够将待处理的压裂返排液的pH值调节至上述范围即可。例如，可以通过加入氢氧化 钠、氢氧化钾和氨水中的一种或多种来进行调节。
[0026] 本发明方法中，对于絮凝剂没有特别的限定，可以为本领域常用的各种絮凝剂，为 了能够更加有效的保留压裂返排液的有用成分并进一步延长处理后的压裂返排液的保存 时间，优选情况下，絮凝剂为阴离子聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚合硫酸铁和聚合硫酸铝中 的一种或多种，进一步优选为阴离子聚丙烯酰胺。对于阴离子聚丙烯酰胺没有特别的限定， 可以为本领域常用的各种阴离子聚丙烯酰胺，优选情况下，阴离子聚丙烯酰胺的分子量为 800 万-1200 万。
[0027] 本发明中，分子量均指粘均分子量。
[0028] 本发明方法中，为了能够更加有效的保留压裂返排液的有用成分并进一步延长处 理后的压裂返排液的保存时间，优选情况下，相对于每升压裂返排液，絮凝剂的投加量为 1- 100mg，进一步优选为2-50mg，更优选为5-20mg。
[0029] 本发明方法中，对于絮凝沉降处理的时间没有特别的限定，只要能保证絮凝沉淀 反应完全即可，优选情况下，絮凝沉淀处理的时间为50-100min。
[0030] 本发明方法中，为了能够更加有效的保留压裂返排液的有用成分并进一步延长处 理后的压裂返排液的保存时间，优选情况下，紫外杀菌处理的条件包括：紫外线的波长为 200-300nm，杀菌时间为2-90s，优选为3-30s 〇
[0031] 本发明方法中，对于水质稳定剂没有特别的限定，可以为本领域常用的各种水质 稳定剂，但本发明的发明人在研究中发现，水质稳定剂包括杀菌剂和离子去除剂，杀菌剂为 季铵盐和季磷盐的混合物，离子去除剂为羟基乙叉二膦酸四钠和乙二胺四乙酸二钠的混合 物时，能够更加有效的保留压裂返排液的有用成分并进一步延长处理后的压裂返排液的保 存时间。因此，为了能够更加有效的保留压裂返排液的有用成分并进一步延长处理后的压 裂返排液的保存时间，优选情况下，水质稳定剂包括杀菌剂和离子去除剂，杀菌剂为季铵盐 和季磷盐的混合物，离子去除剂为羟基乙叉二膦酸四钠和乙二胺四乙酸二钠的混合物。进 一步优选地，季铵盐为十二烷基苄基氯化铵、十四烷基苄基氯化铵和