一種處理油氣田壓裂返排液的方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種處理油氣田壓裂返排液的方法及其裝置,(1)將經(jīng)過過濾的壓裂返排液輸送到管式反應(yīng)器中;(2)然后添加一級(jí)氧化劑與二級(jí)氧化劑進(jìn)行偶合操作并再次攪拌均勻,即得一種混合液;(3)向得到的混合液中添加一種混凝劑和助絮凝劑的混合物并進(jìn)行充分?jǐn)嚢?,制得一種稠狀物;(4)將得到的稠狀物輸送到分離器中進(jìn)行油、污水和泥漿混合物的分離操作,其中油自動(dòng)上浮在混合物的最上面,并通過分離器上方附近的排油裝置排出,沉淀在分離器最底部的泥漿通過管道排入到污泥池內(nèi),懸浮在中間的污水則通過管道排入到緩沖水箱內(nèi)。本發(fā)明設(shè)計(jì)簡單,易于放大,在常溫常壓下進(jìn)行,工藝流程簡易高效,機(jī)械自動(dòng)化程度高,單位壓裂廢液處理成本低。
【專利說明】一種處理油氣田壓裂返排液的方法及其裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于處理油田三次采油壓裂過程產(chǎn)生的返排液并使其達(dá)到排放 標(biāo)準(zhǔn)的工藝方法以及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 壓裂作業(yè)是油氣井增產(chǎn)的主要措施之一,為各油田所普遍采用。其中壓裂過程中 所用到的工作液稱為壓裂液。近些年,我國大部分油田已經(jīng)進(jìn)入了高含水的采油后期,各個(gè) 油田紛紛采用三次采油新技術(shù)進(jìn)行增產(chǎn)、保產(chǎn),其中三次采油技術(shù)在大慶油田已經(jīng)進(jìn)入了 工業(yè)化的應(yīng)用階段。目前隨著油田開發(fā)的進(jìn)行,壓裂工作量逐年增加壓裂對(duì)地層的傷害是 確實(shí)存在的。壓裂液進(jìn)入地層,導(dǎo)致黏土吸水膨脹、分散運(yùn)移引起滲透率下降,還導(dǎo)致原油 重質(zhì)成分析出,堵塞地層孔隙,地層滲流能力下降,壓裂液返排不徹底也會(huì)嚴(yán)重污染油層。 而且隨著壓裂次數(shù)的增加,壓裂液的濾失量增大,造縫縮短,裂縫導(dǎo)流能力降低,新增產(chǎn)量 下降。油水井壓裂、酸化是油田增產(chǎn)和增注的有效技術(shù)措施,每年大慶油田進(jìn)行油水井壓 裂、酸化施工2400 口井以上,需要使用大量的工作液、酸及添加劑,一般每口井壓裂后排液 至少產(chǎn)生粘稠廢液300m3左右,這些化學(xué)物質(zhì)大部分呈酸(堿)性,部分有毒,并且最終將有 部分廢液返排到地面,如不采取有效的處理措施,將對(duì)土壤、植被、水體造成嚴(yán)重的污染。由 此我們可以看出全國各大油田都大規(guī)模的使用油田壓裂技術(shù),然而壓裂液的廣泛使用不但 對(duì)地層照成一定程度的損害其返排液排到地面上來也會(huì)對(duì)周圍的植物、農(nóng)田、湖泊照成一 定的影響。由此帶來一系列的環(huán)境問題及其社會(huì)問題不得不引起我們的重視。
[0003] 近些年,隨著各個(gè)國家對(duì)環(huán)保要求的日益嚴(yán)格,壓裂液無害化、減量化處理將已經(jīng) 成為壓裂液處理技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。國內(nèi)外廣泛開展了針對(duì)壓裂返排液無害化處理的研 究,多數(shù)采用物理、生物、光催化、化學(xué)與物理吸附、超聲波、電化學(xué)等方法,有許多是針對(duì)降 解壓裂返排液中有機(jī)物的模擬污水的研究,實(shí)際應(yīng)用中的方法尚存在費(fèi)用高、耗時(shí)多、工藝 復(fù)雜、設(shè)備不成熟、處理效率低等不足。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明目的是提供一種使污水達(dá)到回注標(biāo)準(zhǔn)或GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 II級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要求的處理油氣田壓裂返排液的工藝方法及其裝置,它能有效地解決背景技 術(shù)中所存在的問題。
[0005] -種處理油氣田壓裂返排液的工藝方法,(1)將經(jīng)過過濾的壓裂返排液輸送到管 式反應(yīng)器中;(2)然后添加一級(jí)氧化劑與二級(jí)氧化劑進(jìn)行偶合操作并再次攪拌均勻,即得 一種混合液;(3)向得到的混合液中添加一種混凝劑和助絮凝劑的混合物并進(jìn)行充分?jǐn)?拌,制得一種稠狀物;(4)將得到的稠狀物輸送到分離器中進(jìn)行油、污水和泥漿混合物的分 離操作,其中油自動(dòng)上浮在混合物的最上面,并通過分離器上方附近的排油裝置排出,沉淀 在分離器最底部的泥漿通過管道排入到污泥池內(nèi),懸浮在中間的污水則通過管道排入到緩 沖水箱內(nèi),從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)壓裂返排液的分離;(5)進(jìn)入到緩沖水箱內(nèi)的污水經(jīng)過一級(jí)過濾 罐和二級(jí)過濾罐的過濾后排入到收集箱中。
[0006] 所述的混凝劑為聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁或聚合鋁鐵中的一種或多種的混合物。
[0007] 所述的助絮凝劑為聚丙烯酰胺或活性硅酸中的一種或多種的混合物。
[0008] 所述的助絮凝劑中添加有促絮凝劑,該促絮凝劑為硅酸鈉或氯化鈣中的一種。
[0009] -種實(shí)現(xiàn)處理油氣田壓裂返排液的工藝方法的分離器,它包含分離水箱,該水箱 的一側(cè)分隔有頂部設(shè)有開口緩沖間,所述水箱的另一側(cè)分隔有分離間,該分離間的頂部設(shè) 有開口,其下部設(shè)有與水箱內(nèi)部相通的開口,所述水箱的底部截面為錐形結(jié)構(gòu),該水箱的底 部與導(dǎo)管螺旋連接,該導(dǎo)管的另外一端與污泥池相連接,所述緩沖間設(shè)有進(jìn)液管,所述分離 間的頂部附近設(shè)有出油口,該出油口通過排油管與儲(chǔ)油罐相連通,所述分離間的中部附近 設(shè)有出水管,該出水管的另外一端與緩沖水箱的進(jìn)水口連通,該緩沖水箱的出水口與一級(jí) 過濾罐的進(jìn)水口相連,所述一級(jí)過濾罐的出水口與二級(jí)過濾罐的進(jìn)水口相連,該二級(jí)過濾 罐的出水口與收集水箱的進(jìn)水口相連。
[0010] 所述的出油口的頂部附近設(shè)有鏈?zhǔn)焦伟迮庞脱b置,該刮板排油裝置包含兩個(gè)水平 設(shè)置的同步的鏈輪,該鏈輪之間設(shè)有鏈帶,所述的鏈帶的外面設(shè)有刮板。
[0011] 由于采用了以上技術(shù)方案,本發(fā)明具有以下有益效果:
[0012] 1、裝置設(shè)計(jì)簡單,易于放大,在常溫常壓下進(jìn)行,工藝流程簡易高效,機(jī)械自動(dòng)化 程度高,單位壓裂廢液處理成本低;
[0013] 2、裝置技術(shù)成熟,以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際參數(shù)為依據(jù),經(jīng)過室內(nèi)反復(fù)試驗(yàn)得到裝置運(yùn)行的最 佳工藝條件,保證了裝置運(yùn)行過程中對(duì)壓裂廢液的處理效果達(dá)到最佳;
[0014] 3、選取次氯酸鈉與次氯酸鈣為氧化劑,具有氧化效果好、用量低、不造成二次污 染、來源廣泛、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn);
[0015] 4、裝置采用管式反應(yīng)器,可以縮短廢液的停留時(shí)間,增加廢液與藥劑的接觸面積, 使得處理更加高效;
[0016] 5、裝置具有整體可拆性,可以根據(jù)處理的需求整體移動(dòng)設(shè)備。
[0017] 6、裝置可以靈活組合和搭配不同的氧化劑與絮凝劑,處理不同類型的壓裂廢液, 使裝置可以普遍應(yīng)用于油田廢水的處理;
[0018] 7、經(jīng)過裝置處理后的廢水,清澈、C0D等指標(biāo)均符合工業(yè)水標(biāo)準(zhǔn),減少了后續(xù)處理 的壓力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 為了更清楚地說明本發(fā)明,下面將結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例作簡單的介紹。
[0020] 圖1是本發(fā)明中分離器的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0021] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例一中C0D去除狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解,下面將 結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0023] 本【具體實(shí)施方式】是采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn),(1)將經(jīng)過過濾的壓裂返排液輸 送到管式反應(yīng)器中;(2)然后添加一級(jí)氧化劑與二級(jí)氧化劑進(jìn)行偶合操作并再次攪拌均 勻,即得一種混合液;(3)向得到的混合液中添加一種混凝劑和助絮凝劑的混合物并進(jìn)行 充分?jǐn)嚢?,制得一種稠狀物;(4)將得到的稠狀物輸送到分離器中進(jìn)行油、污水和泥漿混合 物的分離操作,其中油自動(dòng)上浮在混合物的最上面,并通過分離器上方附近的排油裝置排 出,沉淀在分離器最底部的泥漿通過管道排入到污泥池內(nèi),懸浮在中間的污水則通過管道 排入到緩沖水箱內(nèi),從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)壓裂返排液的分離;(5)進(jìn)入到緩沖水箱內(nèi)的污水經(jīng)過 一級(jí)過濾罐和二級(jí)過濾罐的過濾后排入到收集箱中。
[0024] 所述的混凝劑為聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁或聚合鋁鐵中的一種或多種的混合物。
[0025] 所述的助絮凝劑為聚丙烯酰胺或活性硅酸中的一種或多種的混合物。
[0026] 所述的助絮凝劑中添加有促絮凝劑,該促絮凝劑為硅酸鈉或氯化鈣中的一種。
[0027] 參看圖1,一種實(shí)現(xiàn)油氣田壓裂返排液分離的分離器,它包含分離水箱1,該水箱1 的一側(cè)分隔有頂部設(shè)有開口緩沖間2,所述水箱1的另一側(cè)分隔有分離間3,該分離間3的 頂部設(shè)有開口,其下部設(shè)有與水箱1內(nèi)部相通的開口,所述水箱1的底部截面為錐形結(jié)構(gòu), 該水箱1的底部與導(dǎo)管螺旋連接,該導(dǎo)管的另外一端與污泥池4相連接,所述緩沖間2設(shè)有 進(jìn)液管,所述分離間3的頂部附近設(shè)有出油口 5,該出油口 5通過排油管與儲(chǔ)油罐6相連通, 所述分離間3的底部附近設(shè)有出水管,該出水管的另外一端與緩沖水箱7連通。
[0028] 為了進(jìn)一步的提高出油口的排油速度,所述的出油口 5的頂部附近設(shè)有鏈?zhǔn)焦伟?排油裝置8,該刮板排油裝置8包含兩個(gè)水平設(shè)置的同步的鏈輪81,該鏈輪81之間設(shè)有鏈 帶82,所述的鏈帶82的外面設(shè)有刮板,當(dāng)鏈輪81轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),帶動(dòng)鏈帶82轉(zhuǎn)動(dòng),鏈帶82上的刮 板便會(huì)將油推入到出油口 5附近。
[0029] 實(shí)施例一
[0030] 某油田的壓裂返排液主要污染物指標(biāo)如表1所示。
[0031] 表1壓裂返排液各污染指標(biāo)實(shí)測(cè)值(除pH外,單位皆為mg/L)
[0032]
【權(quán)利要求】
1. 一種處理油氣田壓裂返排液的工藝方法,(1)將經(jīng)過過濾的壓裂返排液輸送到管式 反應(yīng)器中;(2)然后添加一級(jí)氧化劑與二級(jí)氧化劑進(jìn)行偶合操作并再次攪拌均勻,即得一 種混合液;(3)向得到的混合液中添加一種混凝劑和助絮凝劑的混合物并進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁?制得一種稠狀物;(4)將得到的稠狀物輸送到分離器中進(jìn)行油、污水和泥漿混合物的分離 操作,其中油自動(dòng)上浮在混合物的最上面,并通過分離器上方附近的排油裝置排出,沉淀在 分離器最底部的泥漿通過管道排入到污泥池內(nèi),懸浮在中間的污水則通過管道排入到緩沖 水箱內(nèi),從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)壓裂返排液的分離;(5)進(jìn)入到緩沖水箱內(nèi)的污水經(jīng)過一級(jí)過濾罐 和二級(jí)過濾罐的過濾后排入到收集箱中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理油氣田壓裂返排液的工藝方法,其特征在于所述的 混凝劑為聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁或聚合鋁鐵中的一種或多種的混合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理油氣田壓裂返排液的工藝方法,其特征在于所述的 助絮凝劑為聚丙烯酰胺或活性硅酸中的一種或多種的混合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理油氣田壓裂返排液的工藝方法,其特征在于所述的 助絮凝劑中添加有促絮凝劑,該促絮凝劑為硅酸鈉或氯化鈣中的一種。
5. -種制造如權(quán)利要求1所述的處理油氣田壓裂返排液的工藝方法的分離器,其特征 在于它包含分離水箱,該水箱的一側(cè)分隔有頂部設(shè)有開口緩沖間,所述水箱的另一側(cè)分隔 有分離間,該分離間的頂部設(shè)有開口,其下部設(shè)有與水箱內(nèi)部相通的開口,所述水箱的底部 截面為錐形結(jié)構(gòu),該水箱的底部與導(dǎo)管螺旋連接,該導(dǎo)管的另外一端與污泥池相連接,所述 緩沖間設(shè)有進(jìn)液管,所述分離間的頂部附近設(shè)有出油口,該出油口通過排油管與儲(chǔ)油罐相 連通,所述分離間的中部附近設(shè)有出水管,該出水管的另外一端與緩沖水箱的進(jìn)水口連通, 該緩沖水箱的出水口與一級(jí)過濾罐的進(jìn)水口相連,所述一級(jí)過濾罐的出水口與二級(jí)過濾罐 的進(jìn)水口相連,該二級(jí)過濾罐的出水口與收集水箱的進(jìn)水口相連。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的分離器,其特征在于所述的出油口的頂部附近設(shè)有鏈?zhǔn)焦伟?排油裝置,該刮板排油裝置包含兩個(gè)水平設(shè)置的同步的鏈輪,該鏈輪之間設(shè)有鏈帶,所述的 鏈帶的外面設(shè)有刮板。
【文檔編號(hào)】C02F103/10GK104045179SQ201310105018
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月12日
【發(fā)明者】王寶輝, 吳紅軍, 苑丹丹, 朱凌岳, 羅明檢 申請(qǐng)人:東北石油大學(xué)