压裂液返排处理项目实施方案
2020年油田压裂返排液处理技术.pptx
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
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 水处理常用压裂返排液的产生及存在的问题
压裂工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
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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。
图 2 现场应用照片
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表 2 压裂返排液处理数据
项目
原水 （mg/L） 产水（mg/L）
Ca2+
661
186
Mg2+
77
9
总铁
27
0.54
含油量
185
3
悬浮物
354
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。
压裂返排液回用技术简介
压裂返排液回⽤技术简介压裂返排液重复利⽤处理技术简介⼀、前⾔在油⽥⽣产过程中，为了提⾼产量，需要对⽣产井采取各种措施，压裂是其中⼀种，压裂后⼜⼤量的液体排除地⾯，如果处理不当会对环境产⽣污染。
⽬前最主要的处理⽅法是处理后回注，这样处理会产⽣⼤量的固体废物，同样造成⼆次污染；由于国家对环保要求越来越严格，因此零排放，零污染应该是今后压裂返排液处理的⽅向。
根据这⼀的思路我们对压裂返排液做了⼤量的试验⼯作，由于返排液中含有对压裂液有⽤的组份，因此返排液重复利⽤配压裂液是最经济有效的⽅法，因此，试验重点是压裂返排液回⽤试验。
⼆、研究思路压裂液⾥边添加很多化学添加剂，加上地层⽔中部分有害离⼦，压裂返排液不能直接⽤来配压裂液。
必须通过物理或者化学的⽅法将对配制压裂液有害的组份除去、或者屏蔽掉，将有⽤的组份保留。
有害组份是影响配胶、交联的⼀些组份，⽐如⾼价离⼦、硼和细菌等，针对这些组份，我们做了⼤量的试验⼯作，研制除了⼀套⾏之有效的处理⽅法。
该技术可⼀次性除去对配胶有影响的组份，⾼价离⼦和硼。
通过⼤量实验成功研制出了可⼀次除去硼、⾼价离⼦的及悬浮物的药剂FT-01。
三、处理⼯艺该技术采⽤独特处理药剂，可在普通的污⽔处理⼯艺中应⽤，凡具有污⽔处理的场合就可以正常使⽤，不需要另添加其他额外处理设备，该技术⼀次加药搅拌即可除去钙、镁、硼等对配制压裂液有害成分，操作简单易⾏、运⾏可靠平稳，处理⼯艺流程如下：压裂返排液，加药搅拌，沉降分离，过滤，配液⽔。
处理⼯艺说明：返排液加⼊带有搅拌器的反应罐中，加药、调PH，搅拌搅拌时间5-10分钟，静⽌沉降，上清液打⼊过滤罐过滤，下边沉淀部分进⼊固液分离，分后固体另处理，污⽔进⼊过滤罐过滤，过滤后清⽔调PH值后即可作为压裂液配制⽔，进⾏压裂液配制。
压裂返排液室内处理实验照⽚：四、压裂液配制压裂返排液返排地⾯后，⾸先加药处理，处理后的返排液可以直接配压裂液，配制⽅式和清⽔配制完全⼀致，⽤该处理⽔配制出的压裂液完全达到清⽔配制压裂液各项性能。
页岩气压裂返排液无害化处理技术简述
页岩气压裂返排液无害化处理技术简述江苏泰州225300摘要：页岩气压裂返排液量大、水质复杂, 对生态环境危害较大, 其处理、处置技术是制约页岩气规模有效开发的瓶颈问题之一。
页岩气是蕴藏于页岩层中，赋存于以富有机质页岩为主的一种非常规天然气。
随着页岩气开采技术的进步，已成为世界天然气产量增长的主要推动力。
由于页岩气的气藏特点，采用水力压裂技术是提高天然气收率的必要手段。
而在水力压裂过程中，大量高压水注入矿井中破裂岩层，释放天然气。
被注入到地层的高压水，会在页岩气产气的不同阶段返排回地面，即压裂返排液和产出水，统称为采出水。
本文主要对页岩气压裂返排液无害化处理技术进行简述，详情如下。
关键词：页岩气；压裂返排液；无害化处理引言目前，全球页岩气储量巨大，开展页岩气商业开发的国家主要是美国、中国、阿根廷和加拿大。
页岩气开采潜力巨大，开采寿命长、生产周期长，并且具有“低碳、洁净、高效、低污染”的优势，具有很大的开采价值。
然而，页岩气储集层地质条件较为复杂，具有超低孔隙度和渗透率，与常规油气相比，开发难度相当大，必须通过一些特殊的技术手段来实现商业化开采。
页岩气藏“天然”生产产量极低，为了使页岩开采有价值，必须在短期内收回投资成本并具有一定利益，压裂是页岩有效开采的唯一途径。
1压裂返排液的特点在页岩气开采过程中，为保证设备正常运转，会向压裂液中加入大量的高分子聚合物，包括稠化剂、支撑剂、稳定剂等十几种添加剂。
仅在2005年之后的4年内，就有多达750种的化学试剂被用于压裂液中，在这些化学试剂中，既含无毒物质，也含有毒物质，且有毒物质的种类多、范围广，共涵盖29种类别。
因此，众多添加剂导致返排液具有高COD、高稳定性、高粘度的特点。
返排液中除含大量高分子聚合物外，还含一定量的泥沙、油类、硫化亚铁等悬浮物(SS)和溶解性固体(TDS)。
返排液中的TDS取决于地层水和岩层中矿物质的组分和浓度，主要以Na+、Cl-为主，多种无机盐共存的复杂体系，部分地区还携带出岩层中的重金属和放射性元素，如钡、锶。
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。
《2024年裂缝闭合过程中压裂液返排机理研究与返排控制》范文
《裂缝闭合过程中压裂液返排机理研究与返排控制》篇一一、引言在油气田开发过程中，裂缝性油藏的开采常常需要借助压裂技术来提高采收率。
然而，压裂液在裂缝闭合过程中的返排问题一直是影响开采效率和经济效益的关键因素。
因此，研究压裂液返排机理与返排控制，对于提高油田开采效率和经济效益具有重要意义。
本文将针对裂缝闭合过程中压裂液返排的机理进行深入探讨，并提出相应的返排控制策略。
二、压裂液返排机理研究1. 返排现象描述压裂液返排是指在压裂作业完成后，部分或全部压裂液在裂缝闭合过程中被挤出并返回地面的现象。
这一现象受到多种因素的影响，包括地层特性、裂缝形态、压裂液性质等。
2. 返排机理分析（1）地层特性：地层的地质结构、岩石性质、渗透性等因素影响裂缝的闭合速度和压裂液的流动路径。
当地层渗透性较差时，压裂液在裂缝闭合过程中难以迅速排出，易导致返排现象。
（2）裂缝形态：裂缝的形态、宽度、长度等直接影响压裂液的流动和返排。
裂缝形态不规则或宽度变化较大时，压裂液易在局部形成滞留，导致返排困难。
（3）压裂液性质：压裂液的粘度、密度、表面张力等性质也会影响其流动和返排。
高粘度的压裂液更易在裂缝中滞留，不易迅速排出。
3. 影响因素研究根据众多现场试验与实验结果分析，本文认为压裂液返排主要受到以下因素影响：地层压力、裂缝闭合速度、压裂液性质等。
其中，地层压力是影响返排的重要因素之一，当地层压力较高时，有利于压裂液的排出；而裂缝闭合速度则直接影响着压裂液的滞留情况；此外，压裂液的粘度、密度等性质也会对返排产生一定影响。
三、返排控制策略针对压裂液返排问题，本文提出以下控制策略：1. 优化压裂液配方：通过调整压裂液的粘度、密度等性质，降低其滞留性，促进其迅速排出。
同时，采用环保型压裂液，减少对地层的损害。
2. 合理设计裂缝形态：在压裂作业过程中，根据地层特性和需求，合理设计裂缝形态，使其更有利于压裂液的排出。
3. 控制地层压力：通过调整地层压力，使其保持在合适范围内，有利于压裂液的排出。
长庆油田措施返排液处理工程设计及应用
长庆油田措施返排液处理工程设计及应用摘要：随着长庆油田的持续开发，原油产量逐年递减，为保证油田高效开发，在开发过程中不可避免地要采取增产增注措施，井下压裂技术作为油田稳产、增产的有效措施之一，被广泛应用并不断发展，经过多年的现场试验和工艺技术不断改进，压裂技术已经非常成熟，是油田开发的主要措施之一，随之而来的是压裂过程中产生的压裂返排液处理的问题。
关键词：压裂返排液；环境保护；处理技术；发展趋势1压裂返排液的产生井下压裂作业所使用的工作液通常称为压裂液，压裂液经过井下作业后返排至地面的残余液体称为压裂返排液，具有黏度大、化学试剂含量高，处理难度较大的特点，已经成为油田的主要废水污染物，若处置不当可能对土壤、地下水、地表水及生态环境造成较大的破坏。
因此，实现压裂返排液的无害化处理，对油田的健康发展和环境保护意义重大。
2压裂返排液的特点常用的压裂液体系主要是改性胍胶压裂液体系和缔合压裂液体系。
胍胶压裂液体系由稠化剂、高效助排剂、高效黏土稳定剂、杀菌剂、高效破胶剂和水等组成；缔合压裂液体系由稠化剂和多种表面活性剂构成。
作业后产生的压裂返排液中添加剂种类较多，成分复杂，包括压裂过程中注入地下的压裂液体系成分和地层中原有的污染物质。
压裂液通常具有以下特点：（1）有机物种类多、含量高、成分较复杂，有机污染物主要是高浓度的胍胶类物质和高分子聚合物，难降解、黏度大；（2）压裂液体系中添加的多种表面活性剂在高压泵注入和地层作用下，乳化现象严重，返排到地面后的液体乳化程度高；（3）压裂液中的各类添加剂使其具有较高的COD、溶解性固体、总悬浮固体，处理难度较大；（4）排放方式呈间歇性，且返排量大。
每口井压裂液返排至地面的水量最大约为单井注入压裂液量的80%。
返排液如果不经过有效的处理，将会对地层与周边环境造成很大的危害，导致地区生态环境破坏。
不但影响动、植物的生存环境，对生物多样性有影响，还可能会影响周围的水体，对周围村屯居民饮水安全和动植物的生长产生不利影响。
219444006_胍胶压裂返排液特性及处理技术
基金项目：中国石油绿色油气田污染防治及生态保护研究项目“含聚含油废液强制破胶与回用工程技术研究”（２０２１ＤＪ６６０４）。
第一作者：何柳婧，中国石油大学（北京）化学工程与环境学院２０２０级在读硕士，研究方向：水处理及资源化。
通信地址：北京市昌平区府学路１８号，１０２２９９。
Ｅ ｍａｉｌ：ｈｅｌｉｕｊｉｎｇ２０２２＠１６３．ｃｏｍ。
通讯作者：张华，２００８年毕业于中国科学院生态环境研究中心环境工程专业，博士，高级工程师，现在中国石油集团安全环保技术研究院有限公司从事污水处理与回用技术研究工作。
通信地址：北京市昌平区黄河北街１号院１号楼，１０２２０６。
Ｅ ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇ ｈｕａ＠ｃｎｐｃ．ｃｏｍ．ｃｎ。
胍胶压裂返排液特性及处理技术何柳婧１，２，３ 张华１，２ 谢加才１，２ 王毅霖１，２（１．石油石化污染物控制与处理国家重点实验室；２．中国石油集团安全环保技术研究院有限公司；３．中国石油大学（北京））摘 要 基于胍胶压裂返排液水量大、组成复杂、黏度高等水质特性，常规处理工艺很难实现其氧化破胶和离子去除，因此亟需优化升级现有处理工艺。
文章总结了胍胶压裂液体系的构成及作用，研究了国内外压裂返排液的处理方式，通过探究返排液回注与回配处理技术的发展趋势，明确了破胶降黏对返排液处理的关键作用，建议应结合氧化破胶和离子去除，研发利用高价金属离子的类芬顿氧化剂，实现返排液的高效降黏脱稳，协同控制高价金属离子的影响，为胍胶压裂返排液高效低成本的资源化处理提供支撑。
关键词 胍胶压裂液；返排液；回注；回配；破胶降黏ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５ ３１５８．２０２３．０３．００４ 文章编号：１００５ ３１５８（２０２３）０３ ００２０ ０７犆犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊犪狀犱犜狉犲犪狋犿犲狀狋犜犲犮犺狀狅犾狅犵犻犲狊狅犳犌狌犪狉犌狌犿犉狉犪犮狋狌狉犻狀犵犉犾狅狑犫犪犮犽犉犾狌犻犱ＨｅＬｉｕｊｉｎｇ１，２，３ ＺｈａｎｇＨｕａ１，２ ＸｉｅＪｉａｃａｉ１，２ ＷａｎｇＹｉｌｉｎ１，２（１．犛狋犪狋犲犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犘犲狋狉狅犾犲狌犿犘狅犾犾狌狋犻狅狀犆狅狀狋狉狅犾；２．犆犖犘犆犚犲狊犲犪狉犮犺犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犛犪犳犲狋狔牔犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔；３．犆犺犻狀犪犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犘犲狋狉狅犾犲狌犿，犅犲犻犼犻狀犵）犃犅犛犜犚犃犆犜 Ｄｕｅｔｏｔｈｅｈｉｇｈｗａｔｅｒｖｏｌｕｍｅ，ｃｏｍｐｌｅｘｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ａｎｄｈｉｇｈｖｉｓｃｏｓｉｔｙｏｆｇｕａｎｉｄｉｎｅｇｕｍｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｂａｃｋｆｌｏｗｆｌｕｉｄ，ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｗｅｒｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏａｃｈｉｅｖｅｏｘｉｄｉｚｅａｎｄｉｏｎｓｒｅｍｏｖａｌ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅａｎｄｕｐｇｒａｄｅｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｇｕａｎｉｄｉｎｅｇｕｍｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄｓｙｓｔｅｍ，ｒｅｖｉｅｗｅｄｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓｏｆｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｂａｃｋｆｌｏｗｆｌｕｉｄ，ａｎｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｂａｃｋｆｌｏｗｆｌｕｉｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｒｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎａｎｄｂｌｅｎｄｉｎｇ，ｄｅｆｉｎｅｄｔｈｅｋｅｙｒｏｌｅｏｆｇｅｌｂｒｅａｋｉｎｇａｎｄｖｉｓｃｏｓｉｔｙｒｅｄｕｃｉｎｇｉｎｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｂａｃｋｆｌｏｗｆｌｕｉｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｏｘｉｄａｔｉｖｅｇｅｌｂｒｅａｋｉｎｇａｎｄｉｏｎｒｅｍｏｖａｌｓｈｏｕｌｄｂｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｔｏｄｅｖｅｌｏｐＦｅｎｔｏｎｌｉｋｅｏｘｉｄａｎｔｓｔｈａｔｕｔｉｌｉｚｅｈｉｇｈｖａｌｅｎｃｅｍｅｔａｌｉｏｎｓ，ａｃｈｉｅｖｅｅｆｆｉｃｉｅｎｔｖｉｓｃｏｓｉｔｙｒｅｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｆｌｏｗｂａｃｋｆｌｕｉｄ，ａｎｄｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃａｌｌｙｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｈｉｇｈｖａｌｅｎｃｅｍｅｔａｌｉｏｎｓ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｌｏｗ ｃｏｓｔｒｅｓｏｕｒｃｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｇｕａｎｉｄｉｎｅｇｕｍｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｏｗｂａｃｋｆｌｕｉｄ．犓犈犢犠犗犚犇犛 ｇｕａｒｇｕｍｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄ；ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｏｗｂａｃｋｆｌｕｉｄ；ｒｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎ；ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｆｏｒｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄ；ｇｅｌｂｒｅａｋｉｎｇａｎｄｖｉｓｃｏｓｉｔｙｒｅｄｕｃｔｉｏｎ０ 引 言压裂是油气田增产的重要措施与关键技术［１ ２］。
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压裂返排液处理项目实施方案
一、 压裂返排液分析
常规压裂施工所采用的压裂液体系，以水基压裂液为主。压裂施工后所产生的压裂废液
主要来源于两个方面：一是施工前后采用活性水洗井作业产生的大量洗井废水；另一个方面
就是压裂施工完成后从井筒返排出来的压裂破胶液，返排的压裂废液中含有大量的胍胶、甲
醛、石油类及其他各种添加剂，众多添加剂的加入使压裂液具有较高的COD值、高稳定性、
高黏度等特点，特别是一些不易净化的亲水性有机添加剂，难以从废水中除去。总的来说，
压裂废液具有以下特点：
（1）成分复杂。返排液主要成分是胍胶和高分子聚合物等，其次是SRB菌、硫化物、
硼酸根、铁离子和钙镁离子等，总铁、硼含量都很高。
（2）处理难度大。悬浮物是常规含油污水处理中最难达标的项目，压裂返排液组分的
复杂性及其性质的独特性决定了其处理难度更大。
（3）处理后要求比较高。处理后的液体不仅粘度色度要达标，里面的钙镁离子、铁离
子、和硼酸根离子均要去除，否则会影响后续配制压裂液的各项性能。
二、国内外研究现状
由于压裂废液具有粘度大、稳定性好、COD高等特点，环保达标处理难度较大。国外对
压裂废液的处理主要是回收利用。根据国外报道的技术资料看，他们对压裂废液的处理技术
和工艺相对简单，一般采用固液分离、碱化、化学絮凝、氧化、过滤等几个组合步骤，处理
后的水用于钻井泥浆、水基压裂液、固井水泥浆等配制用水。这种处理方式不仅降低了处理
压裂废液的费用支出，而且还减少了污染物的排放。
国内对早些压裂废液的处理主要采取以下一些方法：
（1） 废液池储存：将施工作业中产生的压裂废液储存在专门的废液池中，采用自然
蒸发的方式干化，最后直接填埋。这种处理方式不仅耗时长，而且填埋的污泥块仍然会渗滤
出油、重金属、醛、酚等污染物，存在严重的二次污染。
（2） 焚烧：这种方式虽然可以在一定程度上控制污染物的排放，但仍然会造成大气
污染。
（3） 回注：将压裂废液收集，集中进行絮凝、氧化等预处理，然后按照一定比例与
采油污水掺混进行再处理，处理后的水质达标后用作回注用水。
就当前研究现状综合分析，处理压裂液返排液回注回注工艺，国内大多数油田采用自然
沉降—混凝—过滤的“老三段”式常规处理工艺。传统处理工艺面临着很多问题，比如沉淀
时间长，处理能力低下，净化药剂投加量过大，造成处理后的液体中含盐量的增加，絮凝沉
淀后的污泥量过大增加运输成本。
三、工艺原理
我公司根据以上难点和问题以及现场施工特点发明了一套最新的压裂液返排液处理工
艺。我公司计划采取絮凝沉淀-固液分离-深度过滤的处理工艺，为压裂返排液高效处理提
供一套有效的解决方案。主要技术特点：
（1）系统设备：采用撬装式设计，操作方便、操作过程连续化、操作管理方便、运行
成本低。
（2）絮凝沉淀：采用高效复合混凝剂、絮凝剂提高处理效率。
（3）过滤：经过两个阶段过滤除杂，高效彻底。
（4）深度过滤：膜过滤深度过滤，最终效果有保障。
絮凝沉淀
向废水中投如一定量的混凝剂、絮凝剂，在适当的条件下形成絮体和水相的非均相混合
体系，利用重力作用，实现絮体和水相的分离，从而达到去除污染物的目的。通过絮凝，压
裂废液中的高分子单体、高分子残渣得以去除，因此COD值大幅度降低。一般来说，通过优
选絮凝剂及助凝剂种类、优化絮凝剂加量、调节絮凝条件，能够使压裂废液的COD去除率达
到40～70％。絮凝法不仅能降低压裂废液的COD值，而且还能有效降低压裂废液的含油量、
悬浮物含量、浊度等。
采用新型化学处理剂，大大降低絮凝时间，提高絮凝效率。采用新型化学处理剂后，在
10分钟的絮凝沉降时间后，其处理的结果可以达到传统化学处理剂处理效果的90%以上。
表 不同处理剂的效果对比
对比项目 沉降时间
处理水质
COD去除率% 悬浮物去除率% 色度去除率%
传统化学处理剂 5-7小时 50-95 70-80 50-80
新型化学处理剂 10分钟 45-95 60-80 50-80
固液分离
絮凝沉淀后的液体通过过滤装置进行固液分离。过滤分为两个阶段，先经过小目数的过
滤网去除肉眼可见的固态悬浮物，后经过大目数的过滤网过滤微小絮凝物，经过这两步过滤
后的处理液可以达到肉眼看上去非常清澈，物理性质跟水一样的效果。
深度过滤
沉淀分离产生的液相通过深度过滤装置进一步降低液相中的COD值、铁、硼酸根离子
的含量。深度过滤选用非对称膜。此种膜管壁密布微孔，在压力作用下，原料液在膜管内或
膜外侧流动，小分子物质(或液体)透过膜，大分子物质(或固体)被膜截留，从而达到分离、
浓缩、纯化和环保等目的。此种膜具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐
有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、再生性能好、分离过程简单、能耗低、操
作维护简便、使用寿命长等众多优势。
经过深度过滤处理后的液相，达到国家排放标准（GB8978-1996）二级标准。处理后污
水可回用重新配置压裂液。
四、 工艺流程
本方案主要工艺是采用先进的絮凝剂，经过絮凝沉降、固液分离、深度过滤等工序，过
程简单实用且破胶除油效果显著。之后选用高效的处理药剂，将固相进行无害化处理，处理
后固相浸出液指标达到验收标准；液相经过深度过滤处理后，现场试验检测满足重新配液要
求。
图11-1 处理工艺流程图
五、施工方案
作业前准备
1）返排液处理作业准备
通过与客户协调，公司技术支持人员于开工前7天左右进行现场勘查并完成现场实验。
2）安全技术培训
公司安排作业人员，项目经理1名，技术负责人1名，现场工程师人员10名（1人兼
任电工，资质齐全），值班车司机等，所有项目人员都应资质齐全，完成技术、操作人员QHSE
培训。开工前设备维护期间，完成操作人员安全操作培训，并建立员工的培训记录。
3）设备搬迁和现场人员动员
待甲方下发开工动员通知单后，本项目现场人员要提前抵达作业现场，通知公司有关部
门准备板车和吊车，将设备和药剂等从公司乌审旗基地搬迁到压裂酸化作业现场。
4）安装调试与试运行
设备进场后，技术管理人员确定装置停放位置，并依据设备调试方案，指导操作人员进
行设备安装调试。药剂到达现场后，存放到易于施工的高地，做到上盖下垫。
施工作业工序
1）传输-均质调节系统：
用物料输送系统将井下压裂酸化后返出的液体输送到均质调节系统中，进行均质调节，
用泵提升至下一个流程。
2）加药混合破胶-离心分离系统
用气动泵提升返排液的同时按比例投加加破胶剂和絮凝剂，经混合反应设备充分反应后
的液体进入均质调节系统处理，进行充分破胶絮凝，破胶后的液体泵入高速离心机，离心分
离产生的固相进入固相接收罐，接收后使用螺旋输送机提升至加药混拌设备，进行无害化处
理。离心分离后的液相进入下一步流程。
3）集成超微气泡-混合氧化反应系统
离心分离后的液相进入储罐储存，经过泵提升至超微气泡反应混合装置，同时加入氧化
剂，超微气泡能够缩短氧化反应时间，同时能够解决超滤膜污染的问题，延长超滤膜的使用
寿命，充分氧化反应后进入下一步流程。
4）浸没式超滤系统
混合反应后的液相进入浸没式超滤系统进行深度处理，超滤出水到达《污水综合排放标
准》GB8978-1996的标准，满足回收配置压裂液的要求。