页岩气压裂返排液处理技术探讨

介绍了页岩气压裂返排液的主要成分及常用处理方法,探讨了国外返排液处理新技术,提出了返排液处理发展方向。返排液处理常用技术主要有自然蒸发、冻融、过滤、臭氧氧化、化学絮凝、电絮凝、反渗透和蒸馏等,而新技术主要是各种处理工艺的组合应用,以氧化、絮凝为主。返排液处理技术的发展应朝着各种工艺复合应用,物理处理为主,化学处理为辅的方向进行,开发电絮凝和高级氧化等新技术,研制撬装处理设备,使处理工艺模块化,并对有用成分进行合理回收再利用,降低处理成本,为页岩气开发提供技术支撑。     

页岩气压裂返排液对环境的影响及思考

页岩气开发对水资源的大量消耗和压裂返排液处置困难引起了广泛关注。文章分析了滑溜水压裂液、混合压裂液、纤维压裂液、高速通道压裂液、二氧化碳压裂液、液化石油气压裂液6种页岩气压裂液的特点及对环境的影响。介绍了压裂液返排技术,主要有深井灌注、现场或中心建厂处理后重新利用、返排液处理后外排,进而结合我国页岩气开发的形势提出压裂返排液处理技术研究思路、研究方向和建议。     

陆相页岩气压裂返排液循环利用技术概述

针对陆相页岩气压裂返排液的性质特点,提出了\"氧化降黏—絮凝沉降—固液分离—多级过滤\"四步法处理工艺,处理后的水含油量和铁离子含量约1 mg/L、悬浮物含量约10 mg/L,并且考虑到陕北水资源缺乏,将处理后水循环利用.重新配置页岩气压裂液,其性能符合要求.能够满足现场压裂施工要求。     

中美页岩气水力压裂返排液环境影响与治理

对比分析中美页岩气水力压裂返排液,发现两者均具有产生量大、成分复杂、难生物降解、高COD、高TSS、高TDS等特点,若压裂返排液进入到地表水及土壤中,可能造成不利影响,甚至对人类健康造成影响。目前常用的处理压裂返排液的技术有深井回注法、处理后回用法及处理后排放法。我国页岩气水力压裂返排液处理技术尚不成熟,部分地区仍沿用石油行业处理采出水的方法;部分页岩气田以借鉴国外压裂返排液处理技术为主,结合自身返排液情况制定处理流程;返排液回收后重新用于水力压裂的水处理技术还不成熟,应积极开展压裂返排液处理技术的研究。     

页岩气压裂返排液破胶剂筛选

页岩气压裂返排液在进行深度处理前需要破胶预处理。实验选用次氯酸钠(NaClO)、过氧化氢(H_2O_2)、聚合氯化铝(PAC)三种药剂作为破胶剂。研究表明,NaClO在投加量为5g/L,pH值为7,搅拌时间为20min的最优条件下,压裂返排液COD_(Cr)、浊度、SS、黏度、多糖浓度均下降;以浊度和多糖为评价指标时,浊度下降88.6%,多糖浓度下降85.4%,取得了很好的破胶效果。页岩气压裂返排液破胶剂筛选研究,为后续有效处理返排液提供了必要的条件。     

页岩气压裂返排液处理效果影响因素研究

以昭通页岩气示范区的A、B两种类型压裂返排液为研究对象,研究和优选了适用于压裂返排液的混凝剂和促凝剂,并考察了温度、沉降时间、pH值及表面活性剂对SS(固体悬浮物)去除效果的影响,为工程应用提供了较好的指导。结果表明:聚合氯化铝与聚丙烯酰胺1 600对两种类型压裂返排液均有良好的絮凝效果,对A型压裂返排液:聚合氯化铝和聚丙烯酰胺1 600浓度分别为400 mg/L和4 mg/L、温度为25℃、pH值为6～8、沉降30 min,SS去除率为98%;对B型压裂返排液:聚合氯化铝和聚丙烯酰胺1 600浓度分别为480 mg/L和12 mg/L、温度为25℃、pH值为6.5～8、沉降30 min,SS去除率为97%。细菌含量对压裂返排液SS去除率无显著影响。4种类型表面活性剂对絮凝效果的影响大小排序为:阴离子非离子两性≈阳离子。     

页岩气压裂返排液回用处理装置应用

针对延长气田研制了一套\"预处理-氧化絮凝-快速沉降-膜过滤\"移动式撬装设备,介绍了设备的原理、组成、技术参数、性能特点和应用效果。现场应用结果表明,该设备处理后的水质不仅达到SY/T 5329─2012《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》要求,而且可用于配置滑溜水和胍胶压裂液,其性能分别满足DB61/T 575─2013《压裂用滑溜水体系》和SY/T 6376—2008《压裂液通用技术条件》的技术要求。该设备既提高了水处理效果,又缩减了处理工艺流程,减小了返排液对周边环境的威胁。     

压裂返排液处理技术现状及展望

针对页岩气压裂返排液的特点、危害,综述了氧化-絮凝-过滤/吸附联合处理工艺、氧化-絮凝-电解-过滤/吸附联合处理工艺、氧化-絮凝-电解-过滤/吸附-生化联合处理工艺的特点、适用性及处理效果,经过多种工艺处理后,压裂返排液中COD等污染物可以有效去除,出水可以达标。并对压裂返排液处理技术的发展前景进行展望,认为回收重复利用是未来压裂返排液处理的发展趋势。     

压裂返排液生物处理实验研究

从油田压裂返排液中筛选出EB系列菌种,可高效降解压裂返排液中的高分子和有机污染物。考察了振荡时间、温度、接种量、菌种混合比例等对压裂返排液COD去除率的影响。结果表明:48h振荡、25℃、10%接种量、菌种EB1和EB2按1∶1比例混合是较佳应用条件。EB复合菌种的应用范围较广,其pH值适用范围为6～9,矿化度适用范围为3 000～20 000mg/L。该研究提高了压裂返排液生物处理技术规模化应用的可行性。     

高级氧化技术在压裂返排液深度处理中的应用

高级氧化技术对油田压裂返排液中难降解有机污染物的深度处理显示出了较好的效果。文章在阐述高级氧化技术处理油田压裂返排液原理的基础上,简要介绍了油田压裂返排液处理方面的几种高级氧化技术:化学氧化、光催化氧化、电催化氧化、Fenton氧化法、湿式空气氧化、超临界水氧化、超声波氧化,重点讨论了高级氧化技术在油田压裂返排液深度处理中的应用情况,并对其在油田压裂返排液处理方面的发展方向进行了展望。