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。     

页岩气压裂返排液电渗析脱盐处理技术研究

页岩气压裂返排液具有高盐、高COD的污染特征,其TDS约为3.2×10⁴～4.0×10⁴mg/L。采用GC-MS对压裂返排液进行分析,结果表明,其有机污染物包括烷烃、环烷烃、醇类、卤代烃,以及少量酮类、酚类、酯类等。烷烃是页岩气压裂压返液的主要污染成分。采用电渗析技术对页岩气压裂返排液进行处理,研究操作电压、极水质量分数等因素对脱盐率、电导率及COD去除率的影响。实验结果表明,电渗析处理过程中,随着操作电压的增加(5～20 V范围内),压裂返排液的脱盐率和COD去除率随之升高;电压为20 V时,TDS和COD的去除率分别达到99.94%、79.99%。在不同操作电压下,前40 min脱盐速率较快,60 min后脱盐速率降低,随后趋于平缓。极水质量分数为0.5%～0.75%时,压裂返排液的脱盐率、COD去除率随极水质量分数的增加而提高。此后进一步提高极水质量分数,TDS和COD的去除率均有所降低。电渗析过程中离子价态对各离子的去除率有一定影响。阴离子SO₄^2-、Cl^-的去除率分别...     

页岩气返排液处理单效MVR系统性能分析

取样检测西南地区某页岩气田三个处于不同返排期的返排液,其具有TDS高、溶解性物质以氯化钠为主等特点,提出采用单效机械蒸汽再压缩(MVR)系统浓缩返排液的技术方案。通过建立数学模型,计算分析了料液浓度、进料温差和传热温差对系统性能影响。结果表明,适当提高料液浓度,可以降低系统的换热面积和比耗功;进料温差和传热温差对系统性能的影响类似,减小温差可以降低比耗功,但系统总换热面积增加;该系统能效比高,具有良好的能量循环利用效果。     

陶瓷膜处理页岩气压裂返排液防垢污染研究

对某页岩气井压裂返排液结垢趋势进行了分析,并探讨了采用陶瓷膜处理压裂返排液过程中温度、pH、跨膜压差、料液循环量以及过滤时间对膜污染的影响。研究结果表明,压裂返排液的碳酸钙结垢趋势最显著,控制料液pH为5~6,温度在40℃以内可减缓结垢过程。当跨膜压差为0.12 MPa,料液循环量为30 L/min,清洗周期为4 h时,可有效降低膜结垢污染。     

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。     

破胶-气浮-过滤组合工艺处理油田压裂液返排液

针对压裂液返排液CODCr浓度高、稳定性高、粘度高的特点,采用破胶-气浮-过滤组合工艺对压裂液返排液进行处理,考察其处理效果。先在电絮凝电压为20 V、反应时间为20 min,或者在微电解停留时间为40min、Fenton处理单元Fe~(2+)的质量分数为0.20%、H_2O_2投加量为0.8%的条件下进行破胶预处理,再在浮选剂投加量为1 000 mg/L、回流比为35%的条件下气浮处理8 min,最后经两级压力过滤处理,出水水质达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》的要求。     

页岩气压裂返排液处理新技术综述

本文综述了页岩气压裂返排液的国内外处理现状,着重分析了国外正在应用的三种新技术,分别是MVR蒸馏技术、电絮凝技术以及臭氧催化氧化技术。这些技术均可有效解决不同污染物组份的压裂返排液污染问题,节约处理成本,保护生态环境,代表了未来该领域的主要发展方向。     

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。     

页岩气压裂返排液电絮凝处理技术研究

采用电絮凝技术对页岩气压裂返排液进行处理,考察了各操作条件对页岩气压裂返排液处理效果的影响,确定了电絮凝处理的最佳实验条件:阴阳极材料均为铝板,电流密度10.0 m A/cm2,极板间距3 cm,反应时间60 min,p H=7。电絮凝工艺对低浓度页岩气压裂返排液具有较良好的处理效果,可望成为页岩气压裂返排液达标排放组合工艺的重要单元。     

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。     

氧化絮凝-三维电极法处理页岩气返排液

采用以二氧化钛为粒子电极,铝板为阳极,钛板为阴极形成的三维电化学体系对经氧化絮凝预处理的页岩气返排液进行深度处理。通过单因素实验得到最佳频率、占空比及二氧化钛投加量。依据响应面分析结果预测的最佳工艺条件:pH=7.33,电流为58.01 m A,处理时间为39.44 min。在最佳工艺条件下,模型预测COD去除率为92.3%,与实际值误差为1.4%。采用氧化絮凝-三维电极法处理页岩气返排液,出水可达到排放标准要求。     

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。     

页岩气措施返排液重复利用技术研究

页岩气储层一般呈低孔、低渗特征,气流阻力比常规天然气大,主要采用大规模减阻水多级分段压裂获取工业气流。根据页岩气措施液性能要求,分析返排液的性质,评选絮凝剂、杀菌剂等水处理药剂,筛选适合返排液重复利用的减阻剂等药剂,在焦页8-2HF和焦页12-3HF井应用取得较好的效果。     

油田非常规压裂返排液处理室内试验研究

针对压裂返排液中化学药剂成分较多,具有高黏度、高稳定性等特点,采用预处理、陶瓷膜过滤、电渗析脱盐的工艺开展了压裂返排液处理的室内试验。结果表明:在最优的操作条件下处理后的返排液,COD含量为3078 mg/L,石油类4.3 mg/L,浊度1.73 NTU,色度16倍,电导率降至1.0 mS/cm时Ca2+,Mg2+,Cl-的含量分别为2.635 mg/L,1.09 mg/L,219.04 mg/L。