某页岩气井压裂返排液处理工程实例

页岩气在开采的过程中,常常会采用水力压裂的技术来提高页岩气井的产气量。采用水力压裂技术进行作业后,会有大量的废液需要返排至地面,因此形成了页岩气的压裂返排液。页岩气的压裂返排液具有有污染物的类别多、悬浮物及有机物的浓度高等特点,因此其处理的难度大,如未经处理排放至环境,将会造成环境污染。通过实例阐述了“预处理—光催化氧化—混凝沉淀—砂滤”组合工艺在页岩气压裂返排液处理回用中的应用。实际运行结果表明,该工艺出水满足回用要求。     

页岩气压裂返排液重复利用技术

针对页岩气水平井开发水力多段压裂作业产生的返排液数量多,添加剂、悬浮物含量高的环保技术难题,以再利用为目标,严格控制引入干扰离子,保留有效成分,去除有害成分,开发了压裂返排液复合混凝-过滤-吸附净化处理及配液工艺。将该工艺在涪陵页岩气示范区焦页2号和57号等23个平台进行了推广应用,累计处理压裂返排液7万余m3,重复利用率大于93.5%;配制的降阻水压裂液性能满足压裂作业要求,实现了节能减排和页岩气的绿色开发。     

页岩气压裂返排液回用处理技术研究与应用

在页岩气的开发过程中,对页岩气压裂返排液进行无害化处理具有一定的难度。主要分析了页岩气压裂排液中影响回用的主要成分,根据实验对比研究了影响压裂排液回用的主要原因,同时也介绍了页岩气压裂返排液回用所用的处理技术和利用这种处理技术组成的装置应用。     

压裂返排液预氧化-混凝-臭氧深度氧化复合处理工艺实验研究

压裂返排液中由于含有大量有机添加剂,成分复杂,COD高,处理难度大.作者以莱石化公司污水处理站的水基压裂液为研究对象,在对其水质特征进行分析的基础上,提出了预氧化-混凝-臭氧深度氧化复合处理工艺.实验结果表明经预氧化-混凝后的压裂返排液高锰酸盐指数去除率达82.3%,再利用臭氧深度氧化,三步复合工艺高锰酸盐指数去除率达...     

美国页岩气返排废水处理技术探讨及启示

介绍了美国页岩气返排废水处置方式,如深井回注、部分处理后内部回用、处理达标后外排;总结了其先进的返排废水处理新技术,包括臭氧催化氧化、超声波-臭氧氧化-电絮凝-反渗透、机械蒸汽再压缩、步进沉淀、移动电凝、生物降解-离子交换、纳米滤膜、智能海绵、热蒸馏-磁过滤等技术,为实现我国页岩气开发跨越式发展提供了技术支撑。结合我国实际情况及示范工程的现场经验,提出了环境监测及处理与开发同步实施、首选在井场内重复利用页岩气废水、自主研发多种处理方法并行的组合工艺、三级处理无法回用的废水后外排、回用已处理的其他途径废水等建议,以期使我国在大力开发页岩气的同时,可保护生态环境及降低处理成本。     

页岩气压裂返排液回用外排技术研究

分析了四川长宁–威远区块与重庆涪陵区块页岩气压裂返排液组分,并对返排液回用外排技术进行了探讨。压裂返排液具有化学需氧量高,总溶解性固体含量高,总悬浮物含量高等"三高"特点且成分复杂,采用回用技术可实现水资源重复利用,外排技术则需要多种方案的优化组合。     

页岩气压裂返排液电化学处理现场试验研究

页岩气压裂返排液盐度高、有机物含量丰富,在回用和外排前需进行深度处理。构建了2 m³/h的电絮凝-电化学氧化集成工艺装置,在某页岩气开采平台开展了压裂返排液现场处理试验,该平台水质波动大。结果表明,在长周期运行过程中,经优化后的电絮凝-化学絮凝联用工艺可降低系统电耗和排泥量,电化学氧化深度降解COD符合一级反应动力学模型。当采用电絮凝电流35 A、电化学氧化电流60 A、停留时间均为10 min、辅助聚合氯化铝(PAC)投加量350 mg/L、Na₂CO₃投加量550 mg/L时,压裂返排液中悬浮物、硬度和COD均稳定达到100 mg/L以下,满足《页岩气储层改造第3部分：压裂返排液回收和处理方法》(NB/T 14002.3—2015)的回用要求和后续外排脱盐处理需求。药剂投加量较常规化学絮凝法可降低70%以上,污泥产生量降低约30%,直接运行成本约28元/m³。整套工艺具备良好的抗冲击能力,污染物去除效率高,成本较低,为油气开发中的压裂返排液处理工程建设提供了技术支撑。     

压裂返排液回用技术研究

对返排液水质进行分析,研究了影响返排液回用的影响因素,压裂返排液处理剂配方为：0.15%高效络合剂+0.1%屏蔽剂+0.1%杀菌灭藻剂。处理后压裂返排液回用的压裂液体系为：0.35%瓜胶+0.35%多效压裂助剂+0.01%专用螯合剂;交联液为低用量多核交联剂+断裂催化剂。结果表明,优化的压裂返排液回用体系具有良好的耐温抗剪切,静态滤失、破胶性能和配伍性。同时形成了配套的回用工艺,采用“破胶降粘-除油-絮凝沉淀过滤-脱硼处理-成分调节”五个工序对压裂液返排液进行处理,实现了压裂返排液的重复再利用。     

煤层气开采废水处理方法与技术研究

煤层气作为一种清洁能源,其开采及利用有利于优化我国能源结构和缓解温室效应,但煤层气在开采过程中产生的废水若不经处理直接排放会对环境产生不利影响。本文将煤层气开采废水分为钻井废液、压裂返排液以及采出水3类,分别探讨了其水质和水量特征,并提出相应的处理工艺。钻井废液需混凝沉淀后,对产生的固液相根据实际需要分别进行处理;压裂返排液采用"混凝沉淀+A/O工艺"组合处理技术,处理后水中各类污染物的去除率预计可达80%以上;采出水经过"预氧化+混凝沉淀"去除水中大部分SS、Fe~(2+)及COD后,再通过"离子交换+除气+反渗透"工艺去除水中矿化度,悬浮物、COD以及矿化度等处理效率预计均可达到85%以上。     

压裂返排液高效回用处理技术研究与应用

系统分析了四川地区不同页岩气压裂返排液的水质情况,明确了返排液中超出回用水质标准的关键指标,通过室内实验系统研究不同工艺对压裂返排液的处理效果,提出了能适应不同水质返排液的回用处理技术,并在现场开展应用。研究结果表明,返排液经软化-混凝-絮凝-杀菌处理后出水达到回用水质标准,其最优条件为：升高pH至10,混凝剂投加量(Y₁)满足Y₁=0.46X₁+39(X₁为混凝前悬浮物浓度),絮凝剂投加量(Y₂)满足Y₂=0.004 1X₂-0.9(X₂为絮凝前悬浮物浓度),杀菌剂投加量、杀菌pH和时间分别为200 mg/L、6和30 min。根据最优条件制造了能自动加药的回用处理装置。应用结果表明,自动加药处理出水水质比手动加药的出水水质更优且能达到回用水质标准,其药剂费比手动加药低35%,自动加药处理出水配成的滑溜水性能优于原水及手动加药处理出水配成的滑溜水性能,且能达到滑溜水性能要求。     

页岩气压裂返排液再利用处理技术研究

页岩气压裂返排液具有黏度高、悬浮物质量分数高、成分复杂等特点,对其进行回用处理可减轻环境污染、节约水资源。以延长页岩气为对象,进行"氧化-絮凝"工艺处理页岩气压裂返排液的研究。结果表明,以硫酸亚铈作催化剂且质量浓度为100 mg/L、双氧水质量分数为0.3%及硫酸亚铁质量浓度为140 mg/L时,可使返排液黏度由原来18.09 mPa·s降低到2 mPa·s以下;调整氧化处理后的返排液pH为7.5,在PAC质量浓度为600 mg/L,PAM质量浓度为20 mg/L时进行絮凝处理,处理后水中悬浮物由处理前的2 490 mg/L降低到0.9 mg/L,含油量由处理前的37.25 mg/L降低到4.32 mg/L。处理后水质满足平均空气渗透率≤0.01μm~2的地层回注要求。     

延长油田胍胶压裂返排液循环利用技术研究

延长油田油井压裂作业产生的胍胶压裂返排液"四高"(总铁、黏度、悬浮物、细菌)。采用"水质调节-强化絮凝-O_3催化氧化"三步法工艺进行处理后回用。研究表明,在强化絮凝的基础上,通过投加固体催化剂进行臭氧催化氧化反应,返排液黏度显著降低,水质处理效果优良。该工艺最佳参数:pH值为9.0,絮凝剂IF-A投加800 mg/L,助凝剂FA-B投加1.5 mg/L,在A系列固体催化剂与压裂返排液接触环境中通入臭氧30 min。处理后的返排液,总铁浓度可降至1.0 mg/L以下,悬浮物浓度降至2.0 mg/L以下,黏度低于1.10 mPa·s。用三步法处理后液回配滑溜水压裂液的各项指标与用饮用水配制的滑溜水压裂液性能接近,均能满足地方标准《压裂液用滑溜水体系》的要求,符合现场滑溜水压裂液配制用水的要求,并应用于指导页岩气压裂返排液的处理及回用。     

页岩气返排液处理现状

页岩气作为一种清洁、低碳、高储量的非常规天然气,已成为未来天然气资源的新宠儿。但是目前其开发方式是水力压裂,该法在开发过程中会产生组分复杂的压裂液返排液。针对制约页岩气勘探开发的压裂返排液处理技术,系统梳理了国内外真对压裂返排液组成及处理技术的现状并通过与美国等发达国家技术的对比对我国未来页岩气发展进行了展望。     

电镀工业园区污水处理厂的设计与运行

采用"预处理+pH调节+Fenton+脱气+混凝沉淀+A~2O+混凝沉淀+转盘滤池+臭氧催化氧化+UF+RO"的工艺对电镀废水进行回用处理。出水满足《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T 19923—2005)回用标准,可用于清洗。浓水采用"pH调节+Fenton+脱气+混凝沉淀+活性炭吸附+离子交换"工艺进行深度处理。出水满足《电镀污染物排放标准》(GB 21900—2008)表2标准,排入长江。     

复合法在处理压裂返排液时的最佳工艺流程

在现行的各种压裂返排液的处理工艺中，由于该废水组成太复杂，浓度太高，处理工艺不完善，渣液恶性循环以及混凝法去除率有限等原因，致使处理效果不理想。针对这个问题，本文采用多种处理工艺相结合的方法，将实验用水经混凝、内电解、氧化、吸附后分别进行生物降解处理，从而确定了复合法在处理压裂返排液时的最佳工艺流程，更使处理后的水质在短期内达到了国家一级排放标准。     

新疆油田压裂返排液处理技术研究与应用

新疆油田地区常见的压裂液主要包括胍胶冻胶压裂液及乳液等体系,随着大型体积压裂工艺在新疆区块的广泛普及,当务之急是寻求有效的返排液处置措施。本文介绍了新疆油田压裂返排液的处理现状,详细阐明了对应的研究理论基础、思路和返排液处置方案,即采用"除油-沉降-杀菌"联合工艺进行返排液复配,再结合"氧化破胶-混凝沉降-过滤"技术对废液实施回注处理。现场应用结果表明,该回注处理技术可有效降低2个试验油厂废液中的COD含量(平均去除率可达88%)和含油量(平均去除率可达92.5%),可实现对新疆油田地区返排液的高效处理和回用,对落实油田现场的降本增效具有重要意义。     

压裂返排液环保处理技术研究

针对某油田现场压裂返排液经过氧化破胶处理后仍含有较多有机污染物、悬浮物和油类物质的问题,提出了电解催化氧化-混凝沉降的联合处理技术,并优化了相关的工艺参数。电解催化氧化处理的最优工艺参数为氧化电压12 V,反应时间50 min,溶液pH=10,搅拌速率500 r/min。混凝沉降处理的最优工艺参数为选择复合混凝剂FHN-1,加量(ρ)优选3 000 mg/L。现场压裂返排液经过电解催化氧化-混凝沉降联合处理后,其COD值可以降至35.6 mg/L,悬浮物含量(ρ)降至3.4 mg/L,含油量(ρ)降至1.5 mg/L,达到了一级排放标准的要求。     

基于臭氧与超声氧化降低页岩气压裂返排液COD

针对页岩气压裂返排液化学需氧量（COD）高,难以直接排放的问题,研究了臭氧氧化（O₃）、超声氧化（US）和臭氧与超声联用氧化（O₃+US）三种方式降低页岩气压裂返排液COD的效果。结果表明：O₃+US因能产生更多的自由基而具有更好的降低COD效果。O₃+US联用氧化返排液过程中,首先是臭氧直接氧化有机污染物生成醛酮等物质,然后再是自由基氧化降解,返排液颜色会出现特征变化。另外研究了水样pH、超声波功率、催化剂种类和加量、反应时间等因素对O₃+US联用氧化降低COD的影响,结果表明其降低COD的效率随pH的增大而减小,随超声波功率的增大先增大后减小,随作用时间的延长而增大。综合考虑,推荐降低页岩气压裂返排液COD的氧化条件为：臭氧质量浓度42mg/L、pH为2.5左右、超声波功率800W、催化剂MnO₂加量0.45g/L、反应时间100min,处理后COD降低68.17%。同时,降解动力学拟合分析显示MnO₂催化下O₃+US联用氧化降低页岩气压裂返排液COD的过程更符合二级动力学特征。     

压裂返排液回用技术的研究与应用

根据前期压裂液配制中干扰因素的实验结果,在压裂液常规预处理方案的基础上,去除Ca~(2+)、Mg~(2+)、Fe~(2+)、悬浮物等干扰因素的影响,得到压裂返排液回用技术方案,即"混凝剂A+沉降剂B+钙镁离子去除剂C+铁离子去除剂D+活性炭吸附+精细过滤"的组合处理方案。压裂返排液经该回用处理方案处理后,所配置压裂液的黏度能够达到SY/T 6376-2008中的相关要求,可为压裂返排液回用技术的推广与应用提供技术支撑。     

压裂返排液预处理的试验研究

压裂返排液的主要成分是羟丙基胍胶及其它的有机添加剂．具有CODcr严重超标的污染特征。本文详细研究了混凝-Fe／C微电解-活性碳吸附法对压裂返排液的预处理。混凝-Fe／C微电解-活性碳吸附法不仅工艺简单,成本低,对CODcr的去除率达47．9％,同时也大大提高了压裂返排液的可生化性,为针对降低CODcr的生物处理法处理废水提供了良好的先决条件。