压裂返排液回收利用过程的杀菌处理技术
油田压裂返排液处理技术
油田压裂返排液处理技术1.压裂返排液的产生及存在的问题水基压裂液它具有高黏度、低摩阻、悬砂性好、对地层伤害小等优点现已成为主要压裂液类型。
油井压裂过程中产生的返排压裂废液具有污染物成分复杂、浓度高、黏度大，精品文档，超值下载处理难度大，是油田较难处理污水之一。
如不处理直接进入集输流程，会严重干扰后续流程，严重影响到油田生产，导致设备堵塞、油田下降，环保不达标等诸多问题。
表1 压裂返排液污水性质图1 不同压裂返排水样2.国内常规压裂返排液处理工艺简介2.1 化学氧化－絮凝沉淀－过滤处理工艺采用双氧水、次氯酸钠等强氧化破胶使返排液中的高分子物质氧化分解成小分子物质，降低废液黏度，提高传质效率，增加水处理药剂的分散与分解；絮凝可以改变水中多分散体系表面电性，破坏废液胶体的稳定性，使胶体物质脱稳、聚集；过滤，去除水中不溶或微溶物，脱色除臭。
氧化－絮凝－过滤是油气田污水处理常用工艺。
在实际应用过程中该工艺也存在一些不足，具体如下：第一、该工艺受温度影响比较大，在低温环境，化学氧化剂反应慢，氧化时间长，需要较长的停留时间，导致氧化反应罐（池）占地大，不易在现场作业，运输困难等。
第二、除油效果不明显，系统对乳化油去除效果不佳，需要添加大量药剂，导致污泥量大，增加污泥处理成本。
第三、过滤器时常堵塞，由于氧化破胶不彻底，污油处理效果不佳，导致过滤器堵塞严重，影响最终出水效果和整套装置处理能力。
2.2 化学氧化－絮凝沉淀－电解氧化－过滤联合处理工艺电解法集氧化还原、絮凝吸附、催化氧化、络合及电沉积等作用于一体，能够使大分子物质分解为小分子物质，降解的物质转变成易降解的物质，是污水深度处理的常用方法。
然而电解技术目前在国内应用情况并不理想，时常存在电极钝化、结垢等问题，时常需要更换电极，处理效果稳定性差，成本高，操作检修频繁。
设备占地大，运输困难，不太适合压裂返排液现场处理要求。
2.3 化学氧化－絮凝磁分离－过滤联合处理工艺该工艺改进了絮凝沉淀工艺，采用高效磁分离机能够减少沉降时间，缩小设备占地面积，相对之前两种工艺有改进之处。
压裂返排液的危害及其回收处理方法研究
压裂返排液的危害及其回收处理方法研究作者：刘明来源：《中国科技博览》2015年第24期[摘要]通过对油气井进行压裂是当前各大油气田稳产增产的主要措施之一。
但是在油气井增产的同时，压裂作业过程中产生的返排液已成为当前油田水体主要污染源之一，若这些废液直接外排出去，毕竟会给井场生态环境造成极大危害，严重影响企业生产与社会形象，因此如何解决好这些废压裂液也是油田当下一项重要的工作。
本文阐述了压裂返排液的危害和治理现状，通过对油田剩余压裂液中污染物组成的分析，以及污染问题的严重性，提出了一些回收处理再利用技术方案，从而为促进油田压裂返排液处理再利用研究提供一定的思路，促进油田节能减排工艺的进步。
[关键词]压裂作业废压裂液危害处理方案中图分类号：TE357 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0035-01压裂作业是油气田开采过程中的一个重要环节，通过压裂来改善油气井产能等问题，对于油田老区油井挖潜增效、新井试油和单井增产中发挥着十分重要的作用，然而压裂技术的应用也使的油气井在压裂过程中不可避免的产生废液，主要有返排压裂液和施工剩余的压裂液，同样的压裂作业过程中产生的返排废液也成了油田开采过程中一个不容忽视的污染源，对井场所在地周围的生态环境有着极大的危害，因此深入研究分析压裂返排液的回收处理再利用方法，对于企业减少污染物排放与企业降本增效具有重要意义。
一、压裂作业流程和废压裂液的产生当前油田主要应用的水力压裂工艺就是通过在地面采用高压大排量的泵，依据液体传压的原理，向油层注入以大于油层的吸收能力压力的压裂液，然后逐渐升高井筒内压力，从而在井底产生高压，当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石的抗张强度时，井底附近地层便会产生裂缝，然后继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝随之继续延伸同时填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，在井底附近地层内从而形成填砂裂缝，通过其一定的高导流能力和几何尺寸的特性，是以达到增产增注的目的。
新疆油田压裂返排液处理技术
新疆油田压裂返排液处理技术摘要：进入新时代以来，社会的快速发展，推动了我国科学技术的不断进步。
目前“水平井+体积压裂”已经成为新疆油田公司增储上产的主要开发模式，随着该开发模式的广泛应用，压裂返排液的处理成为亟待解决的问题。
为了提高压裂返排液中胍胶和无机盐等有效成分的利用率，同时降低采油厂处理站的处理难度，从复配压裂液和回注油层两个方面进行考虑，分别采用“除油—沉降—杀菌”处理工艺和“氧化破胶—混凝沉降—过滤”处理工艺对压裂返排液进行处理。
通过检测两种工艺处理后的水质，证明两种工艺处理后的压裂返排液能够满足SY/T6376—2008《压裂液通用技术条件》、Q/SY02012—2016《压裂酸化返排液处理技术规范》、Q/SY0030—2015《油田注入水分级水质指标》，从而实现了新疆油田压裂返排液的有效循环利用，降低了企业的用水成本。
关键词：新疆油田；压裂返排液；处理技术；回注；复配压裂液引言随着科技的进步，人们活动范围越来越大，对于自然的破坏越来越剧烈，污染也越来越严重，在采油的过程中，反排液是会对自然造成极大的污染的液体，这种液体非常黏稠，富含盐量，是一种影响非常大的污染液。
现阶段，我国很多开采油田的企业都有相应的处理措施，就是将反排液处理的，并通过常规工艺处理注水。
该过程在回流分离过程中没有设置特殊和复杂的组件，导致回流的适应性差。
当原水回流量大时，对现有处理系统影响较大，严重导致系统关闭。
油田回流液保持其对液态组分压裂液的影响。
“保留其对压裂液配液有用的成份，定点清除有害成份，全部处理后，能直接回用配液”的特殊工艺。
这种技术将反排液进行处理，能够有效的解决污染问题，最大限度地减少回流液的容量，降低白酒的成本。
中国非常规油气资源和大型压裂工程，循环水资源，实现零排放效应，降低压裂作业综合成本的最佳途径具有重要的经济价值和环境意义。
1新疆油田压裂返排液处理方式“水平井+体积压裂”开发模式的特点之一是只采不注，且配置压裂工作液时需要大量清水，未来5年，压裂配液最大引入清水量预计将达到300×104m3/a。
压裂返排液处理技术方案
压裂返排液处理技术方案压裂返排液是在页岩气或致密油开采过程中产生的含有大量固体颗粒、有机化合物和盐类的废水。
为了减少环境污染，必须对压裂返排液进行处理。
以下是一种压裂返排液处理技术方案，包括整体流程和每个环节的详细描述。
整体流程：1. 预处理：去除固体颗粒和沉淀物。
2. 生化处理：利用生物方法降解有机化合物。
3. 分离技术：使用物理化学方法分离压裂返排液中的盐类和其他污染物。
4. 中水回用：将处理后的废水进行处理，使其符合再利用的要求。
5. 残渣处理：处理剩余的固体废物和沉淀物。
详细描述：1. 预处理：将含有固体颗粒和沉淀物的压裂返排液经过初步过滤，去除大颗粒的固体物质。
可以通过物理方法，如筛网、沉淀池、离心机等进行处理，以去除大颗粒固体物质。
2. 生化处理：经过预处理后的压裂返排液中仍然含有大量的有机物。
这些有机物可以通过生物降解来去除。
可以通过搭建生物反应器，如活性污泥法、生物膜法等，利用微生物对有机物进行降解，从而达到净化废水的目的。
3. 分离技术：生化处理后的废水中仍然含有盐类和其他杂质。
可以通过离子交换、逆渗透、膜过滤等物理化学方法来分离废水中的盐类和其他污染物。
离子交换可以去除废水中的离子污染物，逆渗透可以通过膜的选择性透过性去除盐类和溶解性有机物。
4. 中水回用：经过分离技术处理后，废水中的盐类和污染物被有效去除，可以将中水回用于压裂作业或其他工业用水。
这样不仅能减少淡水的使用，还能减少对环境的污染。
5. 残渣处理：在处理压裂返排液时，会产生一定数量的固体废物和沉淀物。
这些残渣需要经过特殊处理来处理。
可以采取固化、焚烧、填埋等方法进行处理，确保不会对环境产生二次污染。
以上是一种压裂返排液处理技术方案的整体流程和每个环节的详细描述。
在实际应用中，还需要根据具体情况进行调整和改进，以达到更好的废水处理效果和环境保护效果。
压裂返排液处理技术研究
压裂返排液处理技术研究作者：赵俊勇来源：《中国化工贸易·上旬刊》2019年第01期摘要：压裂技术已成为油田稳产增产的一项核心技术，在压裂作业过程中所产生的返排液已成为当前油层水体污染主要来源之一，我国在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》中对所有工业污染物的排放实施了强制性的标准要求，且随着国家对石油化工领域内环保要求越来越严格，因此，如何妥善解决压裂返排液已成为当下一项重要的工作。
本文对压裂返排液的产生及存在的问题进行了分析，阐述了压裂返排液的危害，综述了国内外压裂返排液现有的处理方法，为促进油田压裂返排液處理再利用研究提供一定的思路。
关键词：压裂;返排液;重复利用1压裂返排液的产生及存在的问题压裂GO 艺是油井增产的一项主要措施在各油田普遍采用。
其中最常用的是水基压裂液，它具有高黏度、低摩阻、悬砂性好、对地层伤害小等优点现已成为主要压裂液类型。
油田压裂返排液的水质特征见表1，由表1可见，油井压裂过程中产生的返排压裂液具有污染物成分复杂、浓度高、黏度大，处理难度大，是油田较难处理污水之一。
如不处理直接进入集输流程，会严重干扰后续流程，严重影响到油田生产，导致设备堵塞、油田下降，环保不达标等诸多问题。
2国内外压裂返排液处理技术现状2.1国外处理技术现状近年来，国外研究开发出一些压裂返排液处理的新技术，这些新技术能有效处理返排液中原油、悬浮物以及难降解有机物的物质，处理后的返排液均能达到重复利用要求和排放标准。
①MVR蒸馏技术。
该技术是重新利用二次蒸汽能量，从而减少对外界能源需求的一项节能技术。
主要去除压裂返排液中的重金属离子，从而降低返排液总矿化度;②电絮凝技术。
该技术是利用电能的作用，在反应过程中同时具有电凝聚、电气浮和电化学的协同作用，主要去除压裂返排液中的悬浮物和重金属离子;③臭氧催化氧化技术。
该技术是利用臭氧与活性炭联用的处理技术，主要利用臭氧超强的氧化能力来去除压裂返排液中的难降解有机物和细菌;④MI SWACO技术。
浅谈压裂酸化返排液处理技术方法
1 引言目前，油气田的开发过程中，压裂、酸化是油气井增产的主要措施之一，为各油田普遍采用。
但在压裂酸化施工完成后从井筒返排出来的压裂破胶液，由于压裂废液具有黏度大、稳定性好、COD高等特点，环保达标处理难度较大，这一问题制约了酸化压裂技术的进一步应用。
为了确保更好地对返排液进行低成本的处理，需要不断对酸化压裂返排液处理技术进行优化，尽可能避免使用过程中对环境造成危害，最终实现企业的最大效益。
2 酸化压裂技术介绍酸化压裂技术是一项运用于油气田开发过程中的关键技术，该技术的运用可以有效增加油气的产量。
该技术按照工艺流程和酸液的种类可以分为几个不同的类型，其中按照酸液的类型基本可以分为常规盐酸酸化、乳化酸酸化和延迟酸酸化等；而按照工艺流程大致可以分为酸压、酸洗和基质酸化3种类型。
该技术的基本原理是：将酸液加入到油田的裂缝后便会在破裂压力较低的缝隙中流淌，在流动过程中便会将缝隙中的那些颗粒较大并且质地较硬的岩石部分溶解，这就增加了石油的渗透能力，最终提高石油产量。
该技术在使用过程中的核心点在于酸液对矿物质的溶解，在该化学反应过程中还会产生一些气体，这些气体的积累便会在缝隙中产生一定的压力，这也可以加速缝隙的进一步扩大，反过来也会促进酸液的进一步流动。
而在该技术的使用过程中为了提高压裂效果，使用的压裂液一般都需要返排到地面上，并且返排上来的压裂液可以占到总液体的60%左右。
在返排到地面上的压裂液中会含有原油、地层水和一些高分子聚合物，如果不对这些物质进行处理，就会对周围的环境和工作人员造成一定的伤害，这其中对土壤的酸碱度影响最大。
目前大多数的油田还没有一个有效的办法来处理返排液，基本都是通过罐车进行回收处理。
故为了更好地在油田生产中应用该技术，就需要研发处理技术，尽可能使其达到排放标准，避免对环境的污染。
3 国内相关的压裂酸化返排液处理技术经过相关专家的研究，目前对油气田压裂作业过程中的返排液处理较好流程为：絮凝沉降—氧化— 中和—Fe/ C微电解—活性炭吸附。
油田污水及压裂返排液处理技术分析
2021年第4期综述油田污水是在油田三采过程中产生的作业废水,主要含有原油、驱油剂、破乳剂、杀菌剂、机械杂质等,呈现出腐蚀快、细菌多、悬浮物含量高、色度重等特点,处理不当会造成注水设备腐蚀、水体腐败等问题[1-3]。
压裂返排液则是在油田增产改造后从井筒中返排出来的液体,主要含有稠化剂、聚合物、表面活性剂、杀菌剂及其他添加剂,具有粘度大、有机物含量高、水质多变等特点,若排放至地面不经过处理,将会对周围环境,尤其是农作物及地表水系统造成污染[4-6]。
因此,如何有效的缓解油气田开发带来的环境污染问题成为了当今油气田开发的关键技术之一。
1国内油田污水处理技术现状1.1油田污水的处理方法油田污水的处理方法主要有物理法、化学法、物理化学法、生物法等[7,8]。
1.1.1物理法物理法主要是实现固液分离或不同相的分离处理,物理法主要包括重力分离、离心分离、过滤、粗粒化、膜分离和蒸发等方法[9]。
重力分离技术是依据比重差异实现污水中油分、悬浮物、机杂从水体分离,已被各油田广泛使用。
离心分离是污水在高速旋转过程中形成离心力场,从而实现固液分离和不同相分离。
我国引进Vortoil水力旋流器已经在油田污水处理领域有了良好的应用。
粗粒化是指在设备中加入一定量的粗粒化材料,使污水中的油分粒径增大,以便处理含油污水中的小油滴和乳化油。
膜分离主要是通过膜渗透理论实现不同粒径物质、分子的分离及脱除。
常用膜分离技术包括超滤、王克强1,陈亚联1,2,毛智平1(1.咸阳川庆鑫源工程技术有限公司,陕西西安710018;2.川庆钻探长庆井下技术作业公司,陕西西安710018)摘要:油田压裂及油田开发产生的污水造成了大量水资源的浪费,成为制约油气田开发重要问题之一。
本文在分析油田污水及压裂污水特点的基础上,调研了植物脱盐、膜分离、铁碳微电解、紫外光杀菌、捕获离子等处理方法及工艺,分析了不同处理工艺的特点,并提出了油田污水处理发展的方向、油田污水回用的思路。
浅谈压裂酸化返排液处理技术方法
浅谈压裂酸化返排液处理技术方法摘要：酸化技术是一种利用酸液与近井或储层中矿物反应、提高渗透率、提高油气井产量或增加注水井注入量的技术措施。
酸化施工结束后，残酸液会排至地面继而形成酸化废液。
酸化废液pH低、成分复杂，对其处理后回注储层或外排对保护环境有重要意义。
关键词：压裂酸化，返排液，处理，技术前言酸化技术是提高储层中油、气渗流能力及增加油气井产量的重要措施之一。
酸化过程是通过井眼向地层注入一种或几种酸液或酸性混合溶液，利用酸与地层或近井地带部分矿物的化学反应，溶蚀储层中孔隙或天然裂缝壁面岩石，增加孔隙和裂缝的导流能力，从而达到油气增产或注水井增注的目的。
酸化作业完成后，残酸通过注入井返排至地面，形成酸化废液。
为了提高对储层的改造效果，常将压裂与酸化过程相结合，在足以压开油气层形成裂缝或张开油层原有裂缝的压力下，对油气层酸压的一种工艺。
酸化压裂液体系由增粘剂、盐酸、有机酸等主剂及缓蚀剂、铁稳定剂、杀菌剂等组成，致使返排出的酸化压裂废液具有污染物含量高、酸性及腐蚀性强等特点，未经处理外排对环境会产生严重污染。
对其处理后回注或回配酸化压裂液是其重要出路。
1压裂酸化废液污染物的种类污染物的种类主要有以下几种：第一，压裂酸化施工中产生的废液。
其主要有压裂施工中压裂液的废液，施工过程中设备发生刺漏产生的冻胶，各种液体添加剂的残液，酸化施工中的残酸，施工后清洗罐体时产生的废水废液，尤其是用液量大的工程要求大罐数量多，产生的废液不可忽视；压裂后返排产生的废液，不同地区，不同井别的返排率在30%到85%，还有各种生活污水等；第二，压裂酸化过程中产生的固体废弃物。
比如，破胶剂使用中产生的残渣；支撑剂使用过程中产生的残渣；各种化工料的包装袋。
这些污染物处理不好，极易造成严重的环境污染；第三，因压裂酸化产生的气体污染源。
其主要包括酸化作业中盐酸挥发产生的废气、泵车造成的尾气等；第四，其他污染源。
比如，压裂酸化过程中的噪声污染；作业过程中人为产生的各种垃圾；特殊添加剂造成的污染。
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压裂返排液回收利用过程的杀菌处理技术
针对新疆油田压裂返排液回收利用过程中由于细菌引起的基液粘度下降过快问题，通过室内试验评价了杀菌剂加入时机、杀菌剂种类及杀菌剂用量等对杀菌效果的影响，并且通过配伍性试验及耐温耐剪切试验确定了适用于压裂返排液的最优杀菌技术。
标签：压裂返排液；回收利用；杀菌剂
目前新疆油田返排液回收利用技术体系已趋成熟，但近期发现返排液配制的压裂液基液在存放12小时，由于细菌作用，基液粘度会大幅下降，严重影响了冻胶的交联效果，为施工带来了隐患。
植物胶压裂液的基液黏度与压裂液的携砂性能有紧密关系[1]，为解決基液粘度稳定的问题，本研究通过试验分析杀菌剂种类、杀菌剂加量及杀菌剂加入时间对胍胶基液粘度的影响。
1 实验部分
①仪器和试剂。
羟丙基胍胶、KNF杀菌剂、亚氯酸纳型杀菌剂、季铵盐型表面活性剂杀菌剂、37%～40%甲醛溶液、返排液（金龙18井）。
安东帕便携式流变仪、哈克流变仪、混调器、烧杯、量筒、玻璃棒。
②实验方法。
按照SY/T6376-2008标准要求配置压裂液及对压裂液指标进行检测。
2 结果与讨论
2.1 返排液配制胍胶和清水配制胍胶的降粘分析分别用返排液和清水配制质量分数为0.45%的胍胶基液，倒入烧杯中，放置1、2、3、4、5、6d 后分别测定基液粘度，对比分析两种胍胶基液在降解过程中的粘度变化。
实验结果得出，清水配制的0.45% 胍胶液放置3d ，粘度降幅度仅为16.9%；而返排液配制的0.45% 胍胶基液在放置2d 后，其粘度降幅高达69.5%；而加入0.05%甲醛杀菌剂的返排液配制0.45% 胍胶液粘度稳定，降粘不明显，由此分析认为返排液中含有大量细菌，是致使胍胶基液粘度大幅降低的主要原因。
2.2 返排液杀菌时间对返排液配制的胍胶基液粘度的影响分别取1000mL 返排液，加入0.05%甲醛进行杀菌处理，分别放置2d、3d、4d后再配制0.45%的胍胶基液，胍胶配制好后，每天定时测量基液的粘度，得出的数据如图1所示。
由图1可看出，杀菌时间越长，基液粘度降低速率越慢。
在用返排液配制基液前，提前两天在返排液中加入杀菌剂，配置好基液后放置2天，粘度降幅为29.4%；而杀菌时间为4天时，基液放置4天，粘度降幅为6.3%。
由此结果分析认为返排液中含有大量细菌，短时间的杀菌只能杀灭其中的一部分，因此基液粘度会骤降，至少维持4天的杀菌时间才能使基液粘度在2天之内不发生较大幅度降低，方可保证基液从配液站到井场的运输过程的需要。
2.3 杀菌剂加入量对胍胶基液粘度的影响分别取1000mL返排液，各加入
0.05%、0.1%、0.15%的现场使用的KNF杀菌剂进行杀菌处理，放置2d后再配制0.45%的胍胶基液，配制好后，每天定时测量各基液的粘度，从实验结果看，杀菌剂加量越高，基液粘度降低速率越慢；杀菌剂加量为0.15%时，基液放置2天，粘度降幅为14.9%；杀菌剂加量为0.05%时，基液放置2天，粘度降幅为34.2%。
由此认为，目前常规使用的杀菌剂不能满足返排液的杀菌要求，因此需要优选更高效杀菌剂。
2.4 不同种类杀菌剂的杀菌效果评价分别取1000mL返排液，各加入0.05%甲醛、0.05%亚氯酸钠、0.05%季铵盐表面活性剂和0.05%KNF进行杀菌处理，放置2d后配制0.45%的胍胶，胍胶配制好后，每天定时测量基液的粘度，得出的数据如图2所示。
由图2可看出，亚氯酸钠杀菌剂的杀菌效果最好，基液粘度降低最慢，放置两天降幅为7.2%，而KNF的杀菌效果最差，基液放置两天，粘度降幅达到31.2%。
通过以上实验可知，返排液杀菌最好的组合条件是选择亚氯酸钠型杀菌剂，加量为0.1%，杀菌处理4天后开始配制基液。
2.5 杀菌剂对压裂液体系配伍性的影响①杀菌剂与其它助剂的配伍性。
取100ml返排液，倒入烧杯，分别加入0.5%的助排剂MJ-1、0.5%的粘土稳定剂TH-2、0.5%的破乳剂PR-1，最后加入0.1%的杀菌剂亚氯酸钠溶液，混合搅匀后，静置观察。
结果显示，2小时内混合液体无沉淀现象，也无絮状沉淀产生，说明所选用的杀菌剂与其它压裂液助剂配伍性良好。
②杀菌剂对冻胶体系耐温性的影响。
向返排液配制的胍胶基液中加入0.1%的杀菌剂亚氯酸钠溶液，取100ml基液，加入交联液，反应生成冻胶，将冻胶密封好，放入90℃的水浴锅内，4小时后观察冻胶无破胶迹象，说明亚氯酸钠型杀菌剂虽有一定的氧化性，但因为加入量适中并不能使冻胶破胶。
这表明0.1%加量下的亚氯酸钠型杀菌剂不会对压裂液冻胶产生影响。
3 结论
针对压裂返排液易滋生细菌，目前常用的杀菌剂不能够将返排液中的细菌有效杀灭，通过实验筛选出了适用于压裂返排液循环利用可使用的高效杀菌剂，并且通过实验分析杀菌剂种类、杀菌剂加量及杀菌剂加入时间对基液粘度的影响，得出了保持基液粘度稳定的最优方案：杀菌剂种类选择亚氯酸钠型，返排液杀菌时间为4d，杀菌剂加量为0.1%。
通过配伍性试验及耐温耐剪切试验，证明了亚氯酸钠型杀菌剂对目前使用的压裂液性能不产生影响。
参考文献：
[1]薛东圆，张洁，秦芳玲，等.压裂用瓜胶用杀菌剂筛选与作用效果评价[J].化工技术与开发，2015，44（4）：45-49.
作者简介：翟怀建（1986-），男，汉，中国石油大学（北京）应用化学硕士研究生，助理工程师，新疆油田公司工程技术研究院酸化压裂所。