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第46卷第7期2017年7月应用化工Applied Chemical IndustryVol.46 No.7Jul.2017压裂返排液处理技术研究进展王佳1，李俊华1，雷珂1，张旭2，卢鹏飞2，强龙2，尉少华3(1.陕西省石油化工研究设计院陕西省石油精细化学品重点实验室，陕西西安710054 ;2.陕西延长石油（集团）有限责任公司油气勘探公司，陕西延安716000;3.陕西延长石油天然气有限责任公司，陕西延安716000)摘要:针对压裂施工井次不断增多和施工规模逐渐增大的现状，概述了我国压裂返排液处理技术的研究进展，并 对未来的发展方向进行了展望。
各油气田应根据现场实施条件，对比外排、回注、回用等处置方式的技术难度，优 选最合适的处理工艺进行渠道化处理。
有回注条件的优先选择回注处理工艺，其处理成本最低;有回用需求的选 择回用工艺，保留返排液中有用成分重新配制新的压裂液;最后的选择是外排处理，其要求指标多，处理成本最高。
关键词:压裂返排液；回用；回注;排放中图分类号:TQ 520.9 ;T E357 文献标识码:A 文章编号：1671 -3206(2017)07- 1414 -03Progresses in research of fracturing flowbackfluids treatment technologiesWANG Jia ,LI Jun-hua1 ,LEI Ke1 , ZHANG Xu2 ,LU Peng-fei2 ,QIANG Long1, WEI Shao-hua3(1. Shaanxi Key Laboratory of Fine Petroleum C hem icals, Shaanxi R esearch Design Institute of Petroleum and Chem ical In d u stry,X i, an 710054,C h in a；2. Oil and Gas Exploration C om pany,Shaanxi Y anchang Petroleum( G roup) Co. ,L t d., Y a n, an 716000,C h in a；3. Shaanxi Y angchang Petroleum N atural Gas Co. , Ltd. ,Y a n, an 716000,C hina) Abstract ： According to the present situation of fracturing construction time increasing and the gradually increasing scale of construction, the research progress of fracturing fluid flowback technology in our country have been reviewed,and the future development direction is prospected. Compare three disposal methods including discharged to environment, reinjection and reuse, the oil and gas field should select the most appropriate treatment for channelization processing according to the practical implement condition. The reinjection should be chose as a preferential disposal way if it allowed,and the cost is lowest. If reuse way were chose,the useful component of flowback fluid should be reserved to make a new fracturing fluid. The final choice is discharged to environment,it has the highest processing cost for many targets are demand. Key words：fracturing flowback fluid; reinjection；recycling；emissions压裂技术是注水井增注、油气井增产的一项重 要措施[1]。
油田压裂返排液的处理研究现状随着我国油田的不断开发，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。
文章，对中外油田返排液处理工艺现状及发展趋势进行了调研，论述了物理法、化学法和微生物法等油田压裂返排液的处理方法的原理、特点及应用状况，提出了今后油田返排液处理技术的发展方向，为解决油田压裂返排液处理难题提供一定的技术支持。
标签：压裂返排液；处理方法；发展方向我国油田大部分属于低渗透油田，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，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，处理压裂废液主要采取物理法、化学法和微生物降解法[1-3]。
1 物理方法物理法主要包括絮凝法、膜过滤法、气浮法等。
1.1 絮凝法絮凝法处理高浊度、高色度的废水是最基本的一种方法，其特点是处理时间短，投加方便，基本不需要什么装置，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[4]。
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。
1.2 膜过滤法随着国家经济发展转型，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。
28压裂属于油气井增产以及水井增注的关键方法，属于油气田勘探开发不可或缺的关键技术，应用相对较为广泛。
压裂作业结束后，井筒返排部分作业废液，即压裂返排液。
返排液通常为淡黄色或无色，存在刺激性气。
压裂液由于添加大量添加剂导致成分十分复杂，若处理不当势必对环境产生严重影响。
一、压裂返排液水质特征实验以某气田井组压裂返排液当作主要研究对象，现场采集压裂返排液主要为压裂返排液以及原胶，全部为橙黄色黏稠液体，体系保持稳定，不会出现分层。
二、实验工艺和装置以固定化微生物污水处理技术为主，对压裂废液做出处理，核心技术为高效微生物载体以及高效微生物。
通过固定化微生物反应器（G-BAF），加入高效微生物载体，接种高效耐盐变异微生物，在载体表面形成附着并保持固定。
三、实验和结果压裂返排液关键污染指标以COD为主，因此，实验主要对COD取出效果予以考察。
1．预处理以过硫酸盐作为破胶剂，完成对压裂返排液的破胶处理，破胶之后添加常规混凝与絮凝剂，完成絮凝处理。
预处理之后，废水COD去除率获得一定的提升。
2．一、二级催化氧化预处理之后，对废水pH做出调整，并进入一、二级催化氧化系统。
位于各级催化系统，废水初次经过电化学氧化单元，对污染物采取氧化还原，去除少数有机污染物，且有机物结构出现相应地变化，便于后续采取氧化处理。
位于多相催化氧化单元，添加适量氧化剂，同水中金属离子结合变成超强氧化剂，可以有效去除废水中大部分有机物。
多相催化剂氧化出水，流经后续絮凝沉淀池，对氧化时形成的有机悬浮固体予以基于催化氧化复合生物技术处理油气田压裂返排液研究杜俊跃 中石化华北油气分公司采油气工程服务中心【摘 要】压裂作业废水，作为石油天然气生产期间形成的主要污染源，污染成分较为复杂，有害物质明显超标，尤其是胍胶以及表面活性剂等高分子物质，COD、稳定度与粘度等较高。
基于此，本文对催化氧化符合生物技术处理油气天压力返排液进行分析研究。
【关键词】压裂返排液；催化氧化；复合生物技术有效去除。
压裂返排液重复利用技术研究摘要：近几年随着分公司勘探开发不断深入，压裂工作量逐年增加，返排液产生量巨大，据不完全统计2019年压裂井施工后产生返排液50000m³以上。
返排液前期主要以拉运至污水处理厂进行处理为主，单方处理成本220元，处理成本较高。
为全面贯彻落实中国石化“绿色企业行动计划”，同时缩减分公司生产经营成本，拟开展压裂返排液重复利用技术研究，研究重点针对各区块压裂返排液的组分特征分析、压裂返排液回用处理配方等方面开展，旨在建立压裂返排液重复利用水质标准，并开展返排液基压裂液配方优化，形成完善的返排液重复利用技术，降低返排液处理成本。
关键词：压裂返排液；重复利用技术1压裂返排液处理工艺调研目前国内对压裂返排液的处理主要采取回注、外排达标和固化处理等方法，2000年以来，随着国家对所有工业污染物的排放实施强制性的标准，对石油化工领域内环境保护要求越来越严格，在压裂返排液的回注、达标外排处理技术上探索了一些新方法，概括起来压裂返排液处理技术主要为絮凝沉降法、生物及生物化学法、高级氧化技术、微电解组合工艺微电解法等。
而由于水基压裂返排液有机添加剂种类繁多，降低COD的难度较大，未来水基压裂返排液处理技术发展趋势为：（1）研发高效的复合絮凝剂、氧化剂，混凝剂应具有絮凝能力强、沉降速度快、分层效果好、絮凝体体积小的优点，且在碱性和中性条件下均有同等效果；（2）设计并研制撬装式水基压裂返排液无害化和脱盐处理的一体化装置，进一步降低成本等；（3）研制可回收的压裂液体系也是压裂液返排回收利用技术的发展方向。
2压裂返排液重复利用技术2.1技术难点返排液处理技术难点有四个方面：①返排液处理的重点组分；②组分的处理程度；③组分的处理成本；④研选主处理药剂，优化形成处理配方。
2.2技术路线研究拟采用以下技术路线（图1）：图1压裂返排液重复利用技术研究路线2.3压裂返排液组分特征分析研究采用返排液取自SW16井、北213-2HF井、北213-1井，样品详细信息如下表1：表1 返排液样品汇总取样井压裂液配方：2.3.1北213-1、北213-2HF基液：0.45%一级胍胶＋1%KCl+0.2%高效杀菌剂+0.3%复合醇醚+0.33%液碱+0.5%粘土稳定剂+0.3%破乳剂；滑溜水：0.07%减阻剂+0.3%粘土稳定剂+0.1%增效助排剂；交联剂：中温交联剂，交联比为100： 0.35；破胶剂：胶囊破胶剂，0.02%-0.04%、追加过硫酸铵；活性水：1%KCl+0.5%粘土稳定剂。
压裂返排液处理与重复利用技术1压裂返排液处理技术1.1达标外排为了有效防止生态环境及地下水污染，近几年国家能源局大力推进压裂返排液处理技术研究。
目前，我国压裂返排液外排的水质标准采用的是石油天然气行业标准SY/T5329—2012《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》和国家标准GB8978—1996《污水综合排放标准》，主要水质指标包括pH值、色度、悬浮物、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、石油类及细菌含量。
处理工艺包括pH 调节、混凝沉淀、油水分离、杀菌及氧化处理等，最后通过清水稀释达到安全排放标准后再进行外排。
由于返排液的复杂性和稳定性，导致处理难度大，成本太高，而且现有的处理工艺都无法去除返排液中的高浓度盐类物质。
虽然各类标准都未对盐类物质作具体要求，但高浓度的盐水排入生态环境会造成许多不良影响。
另外，对于大多数缺水区域，对大量的返排液进行处理后外排也是对水资源的浪费，因此将返排液处理后外排并不是一个好的选择。
1.2处理后回注将压裂返排液经过处理达标后再回注地层，这不仅可以有效解决返排液的排放问题，还能弥补注水开发过程中对用水的需求。
处理后的返排液需达到石油天然气行业标准SY/T5329—2012《碎屑盐油藏注水水质推荐指标及分析方法》的要求方能进行回注，同时还要采取切实可行的措施，防止地层污染。
由于回注水仅对油含量、悬浮物含量及粒径有较严格要求，因此相对于返排液处理后外排，对其处理后再回注不仅可以节省大量水资源，同时也降低处理成本。
然而，由于返排液不仅悬浮物含量高，而且黏度大，性质稳定，必须对其进行氧化、絮凝及过滤等操作后方能达到回注要求，因此需要外运到回注站进行集中处理，而回注站的处理能力一般很难满足大规模返排液处理的要求，且成本高、地下水环境风险不明确。
另外，这种处理方式对返排液中大量残余的稠化剂也是一种浪费。
因此，对返排液进行处理后回注也并非是最佳选择。
1.3处理后重复配制压裂液随着非常规油气资源开采力度加大，压裂用水量和压裂废水急剧增加。
油田压裂返排液的处理工艺的研究众所周知，在油田开发过程中，井下作业产生的压裂返排液是一类处理难度大的污染物。
其中含有甲醛、石油类、难降解的胍胶以及各种添加剂，使得产生的压裂返排液具有高粘度，高稳定性，高COD值的特点，导致压裂返排液排放时对环境造成了极大污染。
若处理不当，将会对企业造成极大的损失。
随着国家对石油化工领域环境保护的要求越来越严格，对压裂返排技术的需求越来越迫切，油田压裂液的处理便成为当今石油化工领域内亟待解决的问题。
标签：压裂返排液;处理;组合法;回收利用近年来，我国对石油资源的需求不断增加，随着国家对环保要求的不断提高，压裂改造后的返排液处理也成为油田开发改造过程中的重点工作。
本文针对油田压裂返排液化学试剂含量高、组分复杂、处理难度大的特点，综述了近年来物理法、化学法、生化法、组合法等压裂返排液处理工艺的研究进展，分析了各种处理工艺的优缺点，并对压裂返排液处理工艺的发展方向进行了展望，认为采用组合法处理油田压裂返排液，并对其进行资源化回收利用是压裂返排液处理工艺的发展趋势。
1.压裂返排液的特点及危害油田压裂返排液不仅含有原油、聚合有机物，还含有地层中的渗入水、各种腐生菌等，具有以下特点：（1）有机物种类多、含量大。
压裂返排液中的有机污染物主要是高浓度的瓜胶和高分子聚合物，其次还含有多种难以降解的各类添加剂;（2）粘度大，乳化程度高。
压裂返排液的粘度较高，能达到10～20mPa·s，而复合型压裂液乳化严重，排出的压裂废水粘稠，且有刺激性气味，静置沉降出水困难;（3）处理难度大。
压裂液中的各种添加剂使其具有较高的COD（化学需氧量）、TDS（总溶解固体）、TSS（总悬浮固体），处理难度较大、处理成本较高。
由于油田压裂返排液的以上特点，未经处理的压裂返排液返排到地面上，首先会对油田周围的土壤造成长期、严重污染，影响动植物的生存环境，导致生物多样性减退;其次，未经处理的压裂返排液还会大量污染周围水源，对水生生物的生长和周围居民的饮水安全产生极大的危害。
