压裂返排液处理系统初步工程设计报告

日处理50m3油井压裂返排液系统设计摘要：本文主要是设计一压裂液反排处理系统，能够可移动地，灵活的处理单个油气井的压裂反排液，因此设计主要遵循占地少，效率高的原则。

压裂液因众多添加剂的加入而具有高COD值，高稳定性，高粘度的特点，且可生物降解能力差，特别是一些不易净化的亲水性有机添加剂，难以从废水中去除。

本设计先进行混凝隔油的预处理，以减少后续处理的负荷，然后再进行ASBR-SBR的生化处理。

关键词：压裂反排液，ASBR-SBR工艺，可移动系统Day handles 50m oil well fracturing fluid system designABSTRACT: This paper is mainly to design a fracturing fluid anti exhaust treatment system, moveable, flexible processing single fracturing reverse drainage, so the design follows the principle of less land occupation, high efficiency.Fracturing fluid with many additives and high COD value, high stability, high viscosity characteristics, and biodegradable ability is poor, particularly difficult to purify the hydrophilic organic additives, difficult to removal from waste water.The design of first coagulation grease pretreatment, to reduce subsequent processing load, then ASBR-SBR biochemical treatment.Key words: fracturing the liquid discharge, ASBR-SBR technology, mobile system1 绪论压裂作业中排出的残余压裂液中有胍胶，甲醛，石油类及其它各种添加剂，如果反排至地面不经过处理而外排，将会对周围环境，尤其是农作物及地表水系统造成污染。

页岩气压裂返排液处理方法研究1 研究目的及意义页岩气作为重要的非常规天然气资源，已成为全球油气资源勘探与开发的新亮点，但其特殊的钻采开发技术可能带来新的环境污染问题，尤其是在页岩气压裂作业过程中将产生大量压裂返排废水，这类废水中含有随着返排废水带出的地层地下水、废压裂液和钻屑等，具有高盐、高矿化度、高色度、含有毒有害物质、可生化性差和难处理的特点。

因此，研究页岩气压裂返排液处理技术，对于缓解开发区块的环境问题显得格外重要，同时对于保障页岩气的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重复利用技术并在现场应用。

其基本处理回用流程为：返排液→物理分离→水质检测→水质调整→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、沉降去除机械杂质，补充添加剂来调整返排液性能，使其满足压裂施工要求，重复利用。

该处理方式相对简单，但对成分较复杂的返排液处理后需与清水稀释才能满足压裂用水要求。

2.1 常规压裂返排处理技术1）自然蒸发依靠日照对返排液进行自然蒸发，去除水分，剩余盐类和淤泥采用固化处理。

该方法处理能力小，处理周期长，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的返排液采用了自然蒸发处理。

2）冻融冻融是将返排液冷冻至冰点以下结冰，盐因溶解度降低而析出，使冰的盐浓度降低，再将冰加热融化得到低浓度盐水，从而实现盐一水分离。

该方法受地理气候限制，需要足够的冰冻天气，未见工业化应用报道。

3）过滤过滤常被用于返排液预处理和返排液处理后固-液分离，去除机械杂质/悬浮物等，也能在过滤时将部分油(脂)除去，且通常配以活性炭吸附处理。

过滤效果受滤网/滤芯孔径限制，过滤效率受过滤后的水质要求限制。

对于一些孔径较小的过滤器，细菌的存在将产生豁液堵塞过滤器，清洗后也难以保持。

过滤处理返排液在国内外各大油气田均有应用，但通常与其它处理技术复合应用，除去返排液自身和处理过程中产生的机械杂质。

【关键字】精品压裂反排液处理可研性报告第三章：工艺技术方案3.2、主要设备3.2.1、主要设备统计1、混凝：溶液槽、斜板沉降池、板框压滤机；2、蒸发：锅炉、蒸汽压缩机、柴油动力机；3、结晶：结晶器；4、分离：卧式螺旋分离器；5、公用：板式换热器、空气压随机、空气储气罐、储水罐、在线过滤器。

3.3、总体布置与运输3.3.1、平面布置原则1、现场工艺流程布置工艺流程布置根据3.1.5污水工艺流程图设定，具体布置形式视现场情况及相关条件而定。

这种布置方式既遵循工艺设计流程，同时也将现场具体情况考虑其中，做到理论与实践双考虑。

2、现场平面布置按照功能，将反排液处理现场布置分成三个区域：1）污水处理区：位于反排液处理区主导风向的下风向，由各项污水处理设施组成，呈流线型布置。

这样既方便布置，也方便下游工程操作。

2）污泥处理区：位于反排液处理区主导风向的下风向，由污泥处理构筑物组成，也呈流线型布置。

3）生活区：该区是将办公房、宿舍、食堂、锅炉房、厕所等建筑物组合的一个区，位于主导风向的上风向。

3、反排液处理管线布置1）污水处理工艺管道污水经总泵提升或经管（流）道排除后，按照处理工艺经处理构筑物后排入水体。

2）污泥工艺管道污泥主要是剩余污泥，按照工艺处理后运出处理区外。

3）排水管道4）处理区给水管道和防火布置3.3.2、设备布置及安装1、由预期设计及3.1.5污水工艺流程图可知，为处理、操作方便，总体设备布置按照流线型布置，设备多按照软管连接。

2、压裂反排液处理设备安装工程包括机械设备安装及电气设备安装。

3、机械设备安装含水泵、构筑流道、输送机、搅拌机、工艺处理设备及工艺管道等设备。

4、电气设备安装含大功率发电机或干式变压器（现场条件允许）、高压配电柜、低压变电柜、电源检修动力箱及电缆敷设。

3.3.3、设备运输（搬运及吊装）1、设备运输步骤：步骤一：将设备用汽车（或专用拖车）地面运输至各个预期所位置。

（这是设备运输过程必须经过的程序）步骤二：利用吊车通过通达地面的孔洞将设备下吊。

项目总结报告第一部分项目信息摘要1计划任务书要求1.1攻关目标及主要研究内容研究目标通过本研究的开展，开发钻井废弃泥浆和压裂返排液处理工艺，根据项目合同书要求：对于废弃钻井泥浆脱稳处理后其固相物修复后可覆土填埋，浸出液达到要求标准，液相物不对油田采出液造成乳化，可并入该管线经处理后回注；对于压裂返排液，液相物首次处理后达到使用回注标准，深度处理后达到国家排放标准或饮用标准，具体指标参照合同书技术目标部分；同时兼顾环境生态效益、经济效益和社会效益的均衡。

处理过程遵循污染物减量、工艺简便、成本低廉的原则，即在处理工艺中采用适当的措施处理使得在保证处理结果达标的前提下尽量降低成本。

主要研究内容（1）废弃钻井泥浆的脱稳和固液分离从钻井泥浆的稳定条件入手，通过外加化学药剂的方法使废弃泥浆脱稳，同时固相物和液相物在物质形态上分开，再通过物理手段使固相物和液相物分离。

（2）泥浆分离固、液两相的处理和修复研究对脱稳分离后的固、液两相废弃物分别进行物理、化学手段处理，使得处理结果达到研究目标中的要求。

包括：固相物焚烧条件确定及焚烧产物的毒理性评价，液相物对采出液乳化作用研究。

（3）压裂返排液的高级氧化降粘处理研究利用高级氧化技术（Fenton氧化）对压裂返排液（表观粘度60mPa⋅s，剪切速率γ=170s-1，本报告中所有粘度均为此剪切速率下对应的表观粘度）进行降粘处理，得到压裂返排液的氧化处理液；主要考察Fenton试剂投加量控制加药成本。

（4）氧化处理液深度处理研究采用混凝处理技术对上述氧化后的液体进行处理，进一步去除残余污染物。

利用膜分离技术对其进行脱盐处理使处理结果达到饮用标准或排放标准。

1.2技术考核指标1）基于项目研究所确定的工艺条件，实现废弃钻井泥浆的处理，其包括脱稳后固相物的无害化处理和液相物处理后达到回注指标；2）基于项目研究所确定的工艺条件，实现压裂返排液的处理，包括处理后达到一级排放标准，及深度处理后达到污水排放标准；1.3研究工作进度安排2研究计划执行情况2.1主要研究成果本研究针对XX油田XXX井的废弃钻井泥浆和压裂返排液无害化处理进行了研究。

《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。

页岩气压裂返排液处理页岩气压裂返排液处理方法研究1 研究目的及意义页岩气作为重要的非常规天然气资源，已成为全球油气资源勘探与开发的新亮点，但其特殊的钻采开发技术可能带来新的环境污染问题，尤其是在页岩气压裂作业过程中将产生大量压裂返排废水，这类废水中含有随着返排废水带出的地层地下水、废压裂液和钻屑等，具有高盐、高矿化度、高色度、含有毒有害物质、可生化性差和难处理的特点。

因此，研究页岩气压裂返排液处理技术，对于缓解开发区块的环境问题显得格外重要，同时对于保障页岩气的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重复利用技术并在现场应用。

其基本处理回用流程为：返排液→物理分离→水质检测→水质调整→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、沉降去除机械杂质，补充添加剂来调整返排液性能，使其满足压裂施工要求，重复利用。

该处理方式相对简单，但对成分较复杂的返排液处理后需与清水稀释才能满足压裂用水要求。

2.1 常规压裂返排处理技术1）自然蒸发依靠日照对返排液进行自然蒸发，去除水分，剩余盐类和淤泥采用固化处理。

该方法处理能力小，处理周期长，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的返排液采用了自然蒸发处理。

2）冻融冻融是将返排液冷冻至冰点以下结冰，盐因溶解度降低而析出，使冰的盐浓度降低，再将冰加热融化得到低浓度盐水，从而实现盐一水分离。

该方法受地理气候限制，需要足够的冰冻天气，未见工业化应用报道。

3）过滤过滤常被用于返排液预处理和返排液处理后固-液分离，去除机械杂质/悬浮物等，也能在过滤时将部分油(脂)除去，且通常配以活性炭吸附处理。

过滤效果受滤网/滤芯孔径限制，过滤效率受过滤后的水质要求限制。

对于一些孔径较小的过滤器，细菌的存在将产生豁液堵塞过滤器，清洗后也难以保持。

过滤处理返排液在国内外各大油气田均有应用，但通常与其它处理技术复合应用，除去返排液自身和处理过程中产生的机械杂质。

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。

压裂返排液复配设计方案简介一、工艺流程图压裂液（130m³/h）图例：废水线污泥线药剂线曝气线含油污泥线二、工艺流程简介经过汽运拉运到污水处理厂的废水暂存于现场的储存池中，由水泵泵入预处理系统（高能氧发生器水处理系统（专利）），在该系统运行过程中分别向水中加入一定量的破乳剂、絮凝剂、助凝剂，使水中的油相破乳后与水相进一步分离，固相则在混絮凝剂的作用下迅速凝结成团，在预处理系统中将水相，油相，固相进行分离。

分离后的水相经提升泵进入阻截过滤撬，通过安装特许功能纤维，当特殊纤维遇水时，水分子与纤维表层的基团发生强电性缔合,从而在纤维表面形成较稳定的缔合水膜。

当该阻截膜浸入水中时，进行膜的水合活化。

当含油的水要透过这层水合活化的阻截膜时，来水一侧的水分子必须与膜结构中的缔合水分子发生置换透过，而油等憎水性分散质则不能与膜内缔合水发生置换而被阻截在膜外，从而实现了油水分离，水过油不过。

由于膜的表面水所严密覆裹，在工作过程中被阻截的油粒不能吸附到膜上造成污染，只能游移在膜外表面，随着被阻截的油微粒不断增加，油粒相互间发生碰撞凝聚而逐步形成较大油粒，在设定的水力条件作用下浮升，从而实现了油水分离的目标。

经过阻截过滤撬处理后的废水自流进入A2/O池，污水与回流污泥先进入厌氧池（DO<0.2mg/L）完全混合，经一定时间（1~2h）的厌氧分解，去除部分BOD，使部分含氮化合物转化成N2（反硝化作用）而释放，回流污泥中的聚磷微生物（聚磷菌等）释放出磷，满足细菌对磷的需求，然后污水流入缺氧池（DO<=0.5mg/L），池中的反硝化细菌以污水中未分解的含碳有机物为碳源，将好氧池内通过内循环回流进来的硝酸根还原为N2而释放。

接下来污水流入好氧池（DO2-4mg/L），水中的NH3-N（氨氮）进行硝化反应生成硝酸根，同时水中的有机物氧化分解供给吸磷微生物以能量，微生物从水中吸收磷，磷进入细胞组织，富集在微生物内，经沉淀分离后以富磷污泥的形式从系统中排出。

油井压裂反排液处理装置设计设计目标：一、工艺流程设计：1.检测与分析：对压裂反排液进行物理和化学性质的检测与分析，确定其成分和污染物浓度，为下一步的处理提供依据。

2.处理方式选择：根据压裂反排液的成分特征，选择适合的处理方式，包括物理、化学和生物处理等。

3.滤清过程：通过滤清装置去除压裂反排液中的悬浮物，如砂粒和固体杂质，以保护后续设备的正常运行。

4.化学处理：采用化学药剂对压裂反排液进行处理，包括调整pH值、中和、沉淀、离子交换等方法，去除压裂反排液中的有机物和无机物质。

5.生物处理：利用生物微生物对压裂反排液进行降解处理，将有机污染物转化为无毒或低毒物质。

6.深度处理：对处理后的压裂反排液进行进一步处理，如氧化、灭菌、除臭等，以保证其满足环境排放要求。

二、设备配置设计：1.过滤设备：选用高效滤网或滤料，可根据实际情况选择滤网类型和规格，以保证压裂反排液的质量。

2.化学处理设备：包括调整pH值的反应槽、中和装置、沉淀槽、离子交换器等设备，根据压裂反排液的特性选择适当的设备和药剂。

3.生物处理设备：包括生物反应槽、曝气装置、溶氧器等，提供适宜的生物环境和条件，促进微生物的生长和降解有机物。

4.深度处理设备：包括氧化装置、灭菌装置、除臭装置等，用于对压裂反排液进行进一步处理，以达到环境排放标准。

5.控制系统：应配备自动控制系统，能够监测和调节处理过程中的各项参数，实现全自动化操作，提高处理效率和质量。

三、安全环保设计：1.设备密封性：各处理设备和管道应采用密封性良好的结构和材料，防止压裂反排液的泄漏和挥发，保护操作人员的健康和安全。

2.废气处理：对处理过程中产生的废气进行收集和处理，可采用吸附、吸收等方法，以减少对环境的污染。

3.废水处理：对处理过程中产生的废水进行收集和处理，可采用沉淀、过滤、生物降解等方法，使废水符合排放标准或可回用。

4.能源节约：设计应考虑能源的节约利用，优化设备配置和工艺流程，降低能源消耗和运行成本。