壓裂返排液的處理裝置及處理方法制造方法及圖紙

本發明專利技術提供了一種壓裂返排液的處理裝置及處理方法。該處理方法包括以下步驟：S1，對包括壓裂返排液的待處理液進行電解處理；S2，對電解后的待處理液進行氣浮處理，以得到浮渣和清液；S3，對浮渣進行脫水處理。通過該處理方法，在不外加氧化劑、殺菌劑的條件下，消耗較低的電量即可實現對返排液的快速降粘與殺菌同步處理，同時通過在線測定電解處理后返排液的氧化還原電位，自動調整電解處理工藝中的電解功率與返排液的流量，從而使處理后的返排液在降粘、殺菌方面達到恒定的效果。

Treatment device and method of fracturing flowback fluid

【技術實現步驟摘要】
壓裂返排液的處理裝置及處理方法
本專利技術涉及石油開采
，具體而言，涉及一種壓裂返排液的處理裝置及處理方法。
技術介紹
油氣井壓裂作業結束后，壓裂液在地層條件和破膠劑的作用下破膠，黏度降低，從地層中返排至地面。返排出的壓裂液中含有大量的添加劑、地層離子和機械雜質等，直接排放將嚴重污染環境，而進行無害化處理的成本又較高。因此，近幾年來，國內外開展了壓裂液回收再利用技術研究，即對返排出的壓裂液進行回收處理，然后再次用于壓裂施工。該方法既可節約配液用水和配液材料，又解決了壓裂作業后大量廢液難處理的問題，起到節能減排作用。而現有處理工藝流程長，成本高，投資大，工藝很復雜的問題。比如對于具有一定粘度的返排液，如果直接采用過濾或者壓濾的方式去除懸浮物，濾布易被堵，處理效率低；而采用絮凝沉降的方式無法有效去除懸浮物或者絮凝劑的用量較大；如果采用向返排液中加入氧化劑，使返排液于室溫下徹底降粘然后再去除懸浮物的方式，則需要的氧化劑加量較大，并且需要將剩余的氧化劑進行完全去除，從而很大幅度的增加處理費用；離心法只適用于將泥土類等與流體的密度差大于0.05g/cm3的懸浮物分離。為了更好地分離返排液中的懸浮物，需要對具有一定粘度的返排液進行降粘處理。但是通過采用外加氧化劑使返排液在室溫下徹底破膠降粘，一方面所需藥劑加量較大，另一方面加入的氧化劑會有殘留，而殘留的氧化劑需要進一步去除，否則會影響后續配制出的壓裂液性能。現有技術中有人提供了一種壓裂返排液的處理方法：將胍膠壓裂返排液進行電絮凝；將電絮凝后的廢液進行氣浮沉降；將氣浮沉降處理后的上清液體進行電化學深度氧化處理；將進行電化學深度氧化處理后的廢液進行過濾處理，實現回排或外排。然而，該方法采用了臭氧氧化技術，返排液中剩余的稠化劑(比如胍膠)將會被徹底氧化降解，且該技術所使用的臭氧發生裝置的運行和維護成本較高。現有技術中還有人使壓裂返排液進入暫存池后用pH調節劑將pH值調節至6-7；粗過濾后濾液進入電解池，產生絮凝懸浮物，電解后液體進入收集池,上部為絮凝懸浮物，下部為清液；刮出上部絮凝懸浮物，清液返回電解池處理，再進行精細過濾完成處理。然而，該方法存在以下問題：(1)由于該方法需要先過濾后再進行電解，然而粘度大于5mPa·s的液體很難進行過濾，因此，上述方法只適用于粘度小于5mPa·s的壓裂返排液；(2)電解板為鐵板或者鋁板，使用過程中存在電化學腐蝕，需要定期更換，電解效率隨時間變化較大。現有技術中還有人將壓裂返排液首先進行絮凝沉淀、過濾除成垢元素處理之后，再利用聲光電激發效應將廢水中氯離子轉化成次氯酸根和氯氣進行深度氧化，全流程不需要外加氧化劑，而且只設置了除去影響壓裂液配液的成分，其他有用成分全部或部分保留，不僅減少了廢液處理成本，還可以降低壓裂液配液時助劑的添加成本。然而，該方法存在以下問題：(1)不適用于粘度大于5mPa·s的壓裂返排液，因粘度較大的返排液無法進行有效絮凝沉淀、過濾；(2)超聲波、微波與電解相結合，造成設備運行成本較高。
技術實現思路
本專利技術的主要目的在于提供一種壓裂返排液的處理裝置及處理方法，以解決現有技術中的壓裂返排液在粘度較大時處理效果差且成本較高的問題。為了實現上述目的，根據本專利技術的一個方面，提供了一種壓裂返排液的處理方法，包括以下步驟：S1，對包括壓裂返排液的待處理液進行電解處理；S2，對電解后的待處理液進行氣浮處理，以得到浮渣和清液；S3，對浮渣進行脫水處理。進一步地，電解處理的電流密度為10～1000A/m2，電解處理的結束時間為壓裂返排液的氧化還原電位電解處理至300～700mV。進一步地，在氣浮處理與脫水處理的過程中加入絮凝劑，絮凝劑的用量為10～500mg/L，優選絮凝劑選自聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、陽離子聚丙烯酰胺和聚丙烯酰胺中的任一種或多種，優選氣浮處理的時間為15～45min。進一步地，在步驟S2之后，處理方法還包括對清液進行沉降處理以得到沉降物的步驟，在步驟S3中，對浮渣和沉降物進行脫水處理。進一步地，在步驟S3之后，處理方法還包括以下步驟：將脫水處理后的液相產物返回至步驟S1中并作為待處理液的一部分。根據本專利技術的另一方面，提供了一種壓裂返排液的處理裝置，包括：電解設備，用于對通入的待處理液進行電解處理，待處理液包括壓裂返排液；氣浮設備，與電解設備的出口連通，用于對電解后的待處理液進行氣浮處理以得到浮渣和清液，且氣浮設備具有第一液相出口和第一固相出口；脫水設備，與氣浮設備的第一固相出口連通，用于對浮渣進行脫水處理。進一步地，處理裝置還包括沉降設備，沉降設備的入口與第一液相出口連通，用于將清液進行沉降處理以得到沉降物，脫水設備具有第二液相出口和第二固相出口，第二固相出口與脫水設備的入口連通，脫水設備還用于對沉降物進行脫水處理。進一步地，脫水設備具有第三液相出口和第三固相出口，處理裝置還包括回流管線，回流管線分別與第三液相出口以及電解設備的入口連通。進一步地，電解設備的陽極為表面設置有涂層的鈦電極，且涂層的材料選自釕、銥和錫中的任一種或多種，電解設備的陰極材料選自石墨、鑄鐵和鈦中的任一種或多種。進一步地，處理裝置還包括第一加藥橇，第一加藥橇設置于與氣浮設備的入口連通的管線上，用于通入絮凝劑。應用本專利技術的技術方案，提供了一種壓裂返排液的處理方法。通過該處理方法，在不外加氧化劑、殺菌劑的條件下，消耗較低的電量即可實現對返排液的快速降粘與殺菌同步處理。返排液中通常含有一定濃度的氯離子，電解過程中產生的羥基自由基與氯氣具有較強的氧化性使胍膠快速降解，生成的氯氣部分溶解于返排液中形成次氯酸鹽，起到了良好的殺菌作用；進一步地，可以同時通過在線測定電解處理后返排液的氧化還原電位，自動調整電解處理工藝中的電解功率與返排液的流量，從而使處理后的返排液在降粘、殺菌方面達到恒定的效果；徹底降粘后的返排液，通過氣浮處理實現懸浮物快速、有效去除，使處理后的返排液滿足再次配制壓裂液的需要；分離出的固相產物經過脫水處理進一步脫水，壓縮后的污泥外排處理，經過氣浮處理后的清液用于配制壓裂液或者回注。附圖說明構成本專利技術的一部分的說明書附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。在附圖中：圖1示出了本專利技術所提供的一種壓裂返排液的處理裝置的結構示意圖。其中，上述附圖包括以下附圖標記：10、卸液槽；20、第一儲液罐；30、電解設備；40、第一加藥橇；50、氣浮設備；70、沉降設備；80、第二儲液罐；90、污泥罐；100、第二加藥橇；110、脫水設備；130、回流管線。具體實施方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本專利技術中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本專利技術。為了使本
的人員更好地理解本專利技術方案，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種壓裂返排液的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：/nS1，對包括所述壓裂返排液的待處理液進行電解處理；/nS2，對電解后的所述待處理液進行氣浮處理，以得到浮渣和清液；/nS3，對所述浮渣進行脫水處理。/n

【技術特征摘要】
1.一種壓裂返排液的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1，對包括所述壓裂返排液的待處理液進行電解處理；
S2，對電解后的所述待處理液進行氣浮處理，以得到浮渣和清液；
S3，對所述浮渣進行脫水處理。


2.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述電解處理的電流密度為10～1000A/m2，所述電解處理的結束時間為所述壓裂返排液的氧化還原電位電解處理至300～700mV。


3.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于，在所述氣浮處理與所述脫水處理的過程中加入絮凝劑，所述絮凝劑的用量為10～500mg/L，優選所述絮凝劑選自聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、陽離子聚丙烯酰胺和聚丙烯酰胺中的任一種或多種，優選所述氣浮處理的時間為15～45min。


4.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于，在所述步驟S2之后，所述處理方法還包括對所述清液進行沉降處理以得到沉降物的步驟，在所述步驟S3中，對所述浮渣和所述沉降物進行脫水處理。


5.根據權利要求1至4中任一項所述的處理方法，其特征在于，在所述步驟S3之后，所述處理方法還包括以下步驟：將所述脫水處理后的液相產物返回至所述步驟S1中并作為所述待處理液的一部分。


6.一種壓裂返排液的處理裝置，其特征在于，包括：
電解設備(30)，用于對通入的待處理液進行電解處理，所述待處理液包括所述壓裂返排液；
氣浮設備(50...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張敬春，潘竟軍，陳建林，翟懷建，蔡卓林，鄔國棟，鄭苗，俞天喜，楊建強，
申請(專利權)人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11