压裂返排液处理概述共31页
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我国油田大部分属于低渗透油田,随着我国油田的不断开发,为了提高采收率,勘探开发关键技术主要是压裂工艺,然而随之带来的环境问题也越来越引起人们的广泛关注。
压裂返排液排放量不断增加,一方面造成环境污染,另一方面水资源短缺,生产成本提高。
由于现在很多油井在压裂完成后返排液未经处理就直接外排到环境中,其化学成分复杂,不但污染了环境也浪费了资源,因此油田压裂返排液的治理对于油田尤其是西部干旱地区的井场增产至关重要。
就当前研究现状综合分析,油田压裂废液中添加剂种类繁多,处理难度较大,处理压裂废液主要采取物理法、化学法和微生物降解法。
1物理法物理法主要包括挖坑填埋、絮凝法、膜过滤法、气浮法等。
1.1挖坑填埋对环境要求不高的地方可直接挖坑填埋,废压裂液采用深坑填埋,但这种方法正处于淘汰阶段。
1.2絮凝法絮凝法处理高浊度、高色度的废水是最基木的一种方法,其特点是处理时间短,投加方便,基木不需要什么装置,缺点就是会产生大量的沉淀,处理固渣又会产生一个新的问题。
但是总体来说对于处理压裂返排液,絮凝方法是效果较理想的方法,关键是根据废水的性质,选择合适的絮凝剂。
絮凝的机理可分为四种,分别是双电层压缩机理、吸附电中和作用机理、吸附架桥作用机理与沉淀物网铺机理。
这四种机理在水处理中并不是单独发生的,往往是协同作用,当然通过分析水中的胶体带电性、分析水中元素可以初步估计何种机理占优势,通过机理可以初步选择絮凝剂的种类,进一步通过实验分析影响絮凝的因素,选择最佳的絮凝剂。
压裂作业中使用的压裂液含有大量的高分子聚合物,返排液黏度大,将影响絮凝剂有效扩散,减弱悬浮物等的聚结沉降能力,从而影响化学絮凝的处理效果。
为提高处理效果、减少化学药剂用量和降低成本,宜采用絮凝沉降和氧化工艺相组合的处理技术。
1.3膜过滤法随养国家经济发展转型,政府和老百姓对环保的重视,现在很对地方对废水排放严格要求,使用膜分离技术用于生活污水和工业废水处理。
膜技术是一门新兴的多种学科交叉的高技术,以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型的流体分离氮源操作技术,经过多年的研究取得了显著的成就。
页岩气压裂返排液解决措施研究1 研究目旳及意义页岩气作为重要旳非常规天然气资源,已成为全球油气资源勘探与开发旳新亮点,但其特殊旳钻采开发技术也许带来新旳环境污染问题,特别是在页岩气压裂作业过程中将产生大量压裂返排废水,此类废水中具有随着返排废水带出旳地层地下水、废压裂液和钻屑等,具有高盐、高矿化度、高色度、具有毒有害物质、可生化性差和难解决旳特点。
因此,研究页岩气压裂返排液解决技术,对于缓和开发区块旳环境问题显得格外重要,同步对于保障页岩气旳正常生产和可持续发展具有重要意义。
2 国内外现状中国石油西南油气田分公司已形成了加砂压裂用滑溜水返排液反复运用技术并在现场应用。
其基本解决回用流程为:返排液→物理分离→水质检测→水质调节→水质检测→压裂用水或与清水混合后作为压裂用水。
现场通过过滤、沉降清除机械杂质,补充添加剂来调节返排液性能,使其满足压裂施工规定,反复运用。
该解决方式相对简朴,但对成分较复杂旳返排液解决后需与清水稀释才干满足压裂用水规定。
2.1 常规压裂返排解决技术1)自然蒸发依托日照对返排液进行自然蒸发,清除水分,剩余盐类和淤泥采用固化解决。
该措施解决能力小,解决周期长,受自然条件限制(温度和土地)。
美国西部部分州和中国部分沙漠地区少量旳返排液采用了自然蒸发解决。
2)冻融冻融是将返排液冷冻至冰点如下结冰,盐因溶解度减少而析出,使冰旳盐浓度减少,再将冰加热融化得到低浓度盐水,从而实现盐一水分离。
该措施受地理气候限制,需要足够旳冰冻天气,未见工业化应用报道。
3)过滤过滤常被用于返排液预解决和返排液解决后固-液分离,清除机械杂质/悬浮物等,也能在过滤时将部分油(脂)除去,且一般配以活性炭吸附解决。
过滤效果受滤网/滤芯孔径限制,过滤效率受过滤后旳水质规定限制。
对于某些孔径较小旳过滤器,细菌旳存在将产生豁液堵塞过滤器,清洗后也难以保持。
过滤解决返排液在国内外各大油气田均有应用,但一般与其他解决技术复合应用,除去返排液自身和解决过程中产生旳机械杂质。
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。
压裂液反排
"压裂液反排"通常指的是水力压裂(Hydraulic Fracturing)过程中使用的液体在地下岩层中的排放和处理。
水力压裂是一种在油气勘探和生产中常用的技术,它通过在井孔中注入高压压裂液,将岩石裂缝扩大,以提高油气的产量。
在水力压裂过程中,产生的液体需要妥善处理,以减少对环境的影响。
压裂液反排包括以下几个主要方面:
1.流后回收:确保尽可能多的水力压裂液在操作结束后被回收。
这可以通过合理的系统设计和高效的回收设备来实现,以最大程度地减少液体的浪费。
2.液体处理和处理设施:压裂液中可能包含有害物质,如化学添加剂和地下岩层中释放的天然物质。
因此,需要建立液体处理设施,对产生的废水进行处理,确保达到环境标准。
3.再利用和回收利用:尽可能多地采用水资源再利用,将处理过的液体用于其他水力压裂作业或用于其他目的,以减少对新鲜水资源的需求。
4.监测和报告:对压裂液反排的过程进行监测,确保排放符合环保标准。
相关数据需要进行记录和报告,以满足法规和监管要求。
5.社区参与:与当地社区保持透明沟通,提供有关压裂液反排过程和安全性的信息。
对于社区的反馈和关切,积极采取措施,以确保压裂液处理不会对周边环境和居民健康造成负面影响。
在不同地区和国家,涉及压裂液反排的规定和标准可能有所不同。
因此,进行水力压裂作业时,必须遵守当地的法规和环保要求,采取合适的技术和管理措施,以最大程度地减少对环境的不良影响。
11.2 项目实施方案11.2.1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。
11.1 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。
页岩气压裂返排液处理技术的研究综述开采页岩气的一般规律表现为初期产量较高,经过一段时间的开发后产量呈快速递减趋势,进入开发后期之后气井具有低产稳产、生产周期长的特点。
为提高页岩气井采收率,通常需要采用压裂技术,但在应用该技术时可产生具有高污染性的返排液。
本文综述了返排液的处理技术情况,包括物理处理技术,化学处理技术,生物处理技术;同时简单阐述了新处理技术的发展动向。
标签:返排液;压裂;页岩气;综述页岩气属于非常规形式的天然气,主要存在于有机质丰富、孔隙率及渗透率极低的页岩储集层当中,由于在开采页岩气的过程中需要采用人工的方法进行大型储层造缝或造网处理,因此页岩气也有人造气藏之称。
在造缝或造网时需要应用压裂技术,应用压裂技术后产生的返排液必须进行特殊的处理。
本文对近年来处理返排液的相关技术进行了综述,具体如下。
1、压裂返排液处理技术综述1.1 物理处理技术综述处理返排液时可以采用的物理技术包括自然蒸发、冻融、过滤等。
冻融指的是对返排液进行冷冻处理,使返排液结冰,结冰的过程中可析出盐类物质,因此可降低冰中盐的浓度,随后加热冰块获得盐浓度较低的盐水,并由此分离水、盐类物质。
冻融技术对于气候条件的要求较高,因此目前没有得到大规模的使用。
自然蒸发指的是利用日照产生的能量去除返排液中的水分,在水分完全蒸发后,对剩余的淤泥及盐类物质进行固化处理即可。
自然蒸发技术的处理成本较低,但处理能力相对较小,且需要的时间较长,土地与温度等自然条件均可对处理过程与效果产生影响,因此适用范围较小。
目前自然蒸发技术被应用于我国沙漠地区与美国西部地区仅需要处理少量返排液的页岩气开发工程中。
过滤技术指的是分离返排液中的液体与固体,从而将液体中的脂类物质、油类物质、悬浮物及机械杂质等去除,在进行过滤处理的过程中通常需要使用活性炭,以增强对于固体小颗粒的吸附作用。
滤芯孔径与滤网孔径是决定过滤效果的主要因素,如过滤器的孔径较小,则孔道容易被细菌黏液堵塞,需要清洗滤网才能有效保证返排液的处理效果达到要求。
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。
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厚德诚信、持续创新、互利共赢! 科力迩,尽环境保护的社会责任,共创碧水蓝天! 压裂返排液回用处理 为了达到环保要求和降低水资源消耗,压裂过程中产生的大量返排液需要进行深度处理后重新利用。
工艺优势:
分离效率高,达到回用要求;
橇装化、可移动装置;
化学药剂量少,油泥量少;
自动化封闭运行,安全环保。
应用范围:
油田压裂返排液;油田酸化返排液
页岩气压裂返排液;废气钻井液处理等。
压裂反排原液进出水对比图
压裂反排
高效混凝沉淀 CDFU 回用 过滤 CDOF 核心处理工艺。
287国内的大部分油气田都属于低渗透储藏,同时部分高渗透储藏由于长期开采,储层压力降低裂缝趋于闭合,剩余油开采困难,为了提高开采效率和产能,需要进行储层改造,因此压裂作业对于油气田开发至关重要。
但压裂使用携砂液多为化学成分复杂的液体,在返排后不加工处理直接排放极易造成环境污染,同时造成经济损失。
现今国内外常用的压裂返排液处理方式有物理处理方式、化学处理方式和生物处理方式。
通过相应的处理达到排放的环保要求或能再次利用,从而实现环境保护,提升经济效益。
1 物理处理方式常用的物理处理方式有液体絮凝、高分子膜分离、射流气浮法,下面将三种主要方式逐一介绍。
1.1 液体絮凝法对于深色度和高浑浊的液体,液体絮凝是最为常用的处理方式,具有操作方便、时间短、处理简易等优势,但要对处理后产生的沉淀废渣进行二次处理,但对压裂返排液处理还是较为理想的方式,根据不同的液体类型选择相适应的絮凝剂。
压裂返排液的絮凝通常通过双电层压缩、吸附电中和、吸附架桥和沉淀物网铺四种机理相互协同发生作用,通过对液体的胶体带电性和化学性质分析并选择具有突出作用的机理,从而选择出絮凝剂的方向,然后通过进一步实验,通过效果分析确定絮凝剂的最佳选择。
1.2 高分子膜分离法高分子膜分离是多学科相综合的新型流体分离氮源操作技术,在生活废水和工业废水处理方面应用较为广泛,根据其作用机理可分为:超过滤、微孔膜过滤、反渗透过滤和纳米过滤四种方式,高分子膜分离法对污废水中的COD去除率达到百分之九十以上,可以达到国家对废水排放的最新要求。
1.3 射流气浮法该方法的原理是通过污水射流泵的喷嘴喷出时,在射流器的吸入室内产生负压,让气体吸入。
液体中形成的气泡在混合阶段被搅碎成细小的气泡,通过气泡的上浮将液体中的油脂、杂质悬浮物等带到液体表面然后去除,从而实现液体净化。
该装置安装简单、维修方便具有较好的发展前景。
2 化学处理方式常用的化学处理方式为有机质氧化和液体电解两种方式。