一种利用压裂返排液制备压裂液的方法与流程

1.本发明涉及压裂返排液再利用技术领域，具体涉及一种利用压裂返排液制备压裂液的方法。


背景技术：

2.石油是重要的能源，对国民经济的发展具有重要的战略意义。水力压裂技术是利用储层中天然的裂缝或人为产生的裂缝，向其中注入压裂液，进一步扩大裂缝，后续再通过支撑剂支撑裂缝改善储层的裂缝网络系统，从而达到增产的目的。
3.随着近年来对石油需求量的增加，我国各大主力油田也采用大规模的压裂来提高生产来满足需求。大规模压裂随之带来的大量压裂返排液对环境存在着巨大的危害，不容忽视。如何针对压裂返排液实现无害化处理，进而实现压裂返排液的回用，减少清水的用量，降低压裂的成本，消除对环境的威胁，实现石油工业的可持续健康发展。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决压裂返排液对环境的污染以及降低压裂施工成本的问题，提供一种利用压裂返排液制备压裂液的方法。
5.一种利用压裂返排液制备压裂液的方法，按以下步骤进行：
6.一、将压裂返排液注入到沉降池内，加入絮凝剂，沉降4～8h后，泵入气浮机中，气浮回流比20％，然后进行两级过滤，再进入电化学装置电解80～100min，然后进入曝气生物滤池内进行处理，再用膜生物反应器过滤，得到处理后压裂返排液；
7.二、将0.2～0.4份基液、0.002～0.004份交联剂、0.00002～0.00005份破胶剂与99.6～99.8份步骤一处理后的压裂返排液混合，充分搅拌后，得到压裂液；所述基液由25份胍胶、5份助排剂、4份破乳剂、5份碳酸钠、1份碳酸氢钠、50份液态粘土稳定剂、3份消泡剂、5份植物胶稳定剂和3份杀菌剂组成。
8.本发明的有益效果：
9.(1)有效地处理压裂返排液，解决压裂返排液对环境的污染和危害；
10.(2)使用处理后的压裂返排液配制压裂液，节约大量的清水资源，减轻油田的用水压力。进而实现压裂返排液的回用，减少清水的用量，降低压裂的成本，消除对环境的威胁，实现石油工业的可持续健康发展。
附图说明
11.图1为本发明一种利用压裂返排液制备压裂液的方法的工艺流程图；
12.图2为本发明一种利用压裂返排液制备压裂液的方法的平面布置图。
具体实施方式
13.具体实施方式一：本实施方式一种利用压裂返排液制备压裂液的方法，按以下步
骤进行：
14.一、将压裂返排液注入到沉降池内，加入絮凝剂，沉降4～8h后，泵入气浮机中，气浮回流比20％，然后进行两级过滤，再进入电化学装置电解80～100min，然后进入曝气生物滤池内进行处理，再用膜生物反应器过滤，得到处理后压裂返排液；
15.二、将0.2～0.4份基液、0.002～0.004份交联剂、0.00002～0.00005份破胶剂与99.6～99.8份步骤一处理后的压裂返排液混合，充分搅拌后，得到压裂液；所述基液由25份胍胶、5份助排剂、4份破乳剂、5份碳酸钠、1份碳酸氢钠、50份液态粘土稳定剂、3份消泡剂、5份植物胶稳定剂和3份杀菌剂组成。
16.本实施方式的有益效果：
17.(1)有效地处理压裂返排液，解决压裂返排液对环境的污染和危害；
18.(2)使用处理后的压裂返排液配制压裂液，节约大量的清水资源，减轻油田的用水压力。进而实现压裂返排液的回用，减少清水的用量，降低压裂的成本，消除对环境的威胁，实现石油工业的可持续健康发展。
19.具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一中絮凝剂为聚丙烯酰胺，絮凝剂的投加量为40～60mg/l。其他步骤与具体实施方式一相同。
20.具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同点是：步骤一中两级过滤是指依次经过两个双层滤料过滤器，在进行一级过滤前加入助滤剂。其他步骤与具体实施方式一或二相同。
21.具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：助滤剂为硅藻土，投加量为5～10mg/l。其他步骤与具体实施方式一至三相同。
22.具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤一中电化学装置选用ti/tio2作为阳极，石墨作为阴极，电压为8～12v，电解体系ph为11。其他步骤与具体实施方式一至四相同。
23.具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤一中曝气生物滤池选用4cm
×
4cm的聚氨酯填料，曝气生物滤池的气水比为5:2，水力停留时间为2～3h。其他步骤与具体实施方式一至五相同。
24.具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤一膜生物反应器中的膜组件为中空纤维帘式膜，材质为膜为聚偏氟乙烯(pvdf)平板膜，孔径0.2微米。其他步骤与具体实施方式一至六相同。
25.具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：步骤二中助排剂为氟碳表面活性剂、破乳剂为ps
‑
639
‑
06、粘土稳定剂为氯化钾、消泡剂为聚醚改性有机硅或805消泡剂、植物胶稳定剂为瓜尔胶，杀菌剂为甲醛或异噻唑啉酮。其他步骤与具体实施方式一至七相同。
26.具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：步骤二中所述的交联剂为有机硼溶液，所述有机硼溶液中有机硼的质量分数为2.5％。其他步骤与具体实施方式一至八相同。
27.具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是：步骤二中所述的破胶剂由5份胶囊破胶剂和1份亚硫酸钠组成的混合物；其中所述的胶囊破胶剂中的有效破胶剂成分为过硫酸钾，有效含量≥60％。其他步骤与具体实施方式一至九相同。
28.采用以下实施例验证本发明的有益效果：
29.实施例1：如图1所示，本实施方式压裂返排液再生利用方法和工艺按照以下步骤实施：
30.(1)压裂返排液进入沉降池，絮凝剂把悬浮的固体颗粒团聚在一起，降低过滤工艺段的负荷，沉降时间为5h，沉降过程中絮凝剂的投加量为40mg/l；
31.(2)压裂返排液经絮凝沉降处理后，上层液体使用输水泵泵入气浮机，气浮机的气浮回流比20％；
32.(3)经过气浮处理的压裂返排液进行两级过滤，两级过滤是指依次经过两个双层滤料过滤器，为提高滤料对悬浮固体的截留效果，在一级过滤前投加助滤剂，助滤剂的投加量为5mg/l；
33.(4)经过过滤的压裂返排液进入电化学装置处理单元，利用电化学反应，有效地去除压裂返排液中有害成分，具有杀灭细菌、降低黏度、去除钙镁离子等作用，装置选用ti/tio2作为阳极，石墨作为阴极，电压为8v，电解体系ph为11，电解时间为80min；
34.(5)经过电解处理的压裂返排液进入曝气生物滤池单元，利用生物的氧化降解能力和截留能力进一步对压裂返排液进行处理，曝气生物滤池选用4cm
×
4cm的聚氨酯填料，曝气生物滤池的气水比为5:2，水力停留时间为2h；
35.(6)经过曝气生物滤池处理的压裂返排液进入膜生物反应器，得到处理后的压裂返排液；其中膜生物反应器中的膜组件为中空纤维帘式膜，材质为膜为聚偏氟乙烯(pvdf)平板膜，孔径0.2微米。
36.(7)将0.2份基液、0.002份交联剂、0.00002份破胶剂与99.8份处理后的压裂返排液混合，充分搅拌后，得到压裂液；所述基液由25份胍胶、5份助排剂、4份破乳剂、5份碳酸钠、1份碳酸氢钠、50份液态粘土稳定剂、3份消泡剂、5份植物胶稳定剂和3份杀菌剂组成。助排剂为氟碳表面活性剂、破乳剂为ps
‑
639
‑
06、粘土稳定剂为氯化钾、消泡剂为聚醚改性有机硅、植物胶稳定剂为瓜尔胶、杀菌剂为甲醛。
37.所述的交联剂由低浓度有机硼质量百分比为2.5％。
38.所述的破胶剂由5份胶囊破胶剂和1份亚硫酸钠组成的混合物；其中所述的胶囊破胶剂中的有效破胶剂成分为过硫酸钾，有效含量≥60％。
39.所获得的压裂返排液可以达到压裂施工要求。图2为本实施例的的平面布置图。
40.实施例2：本实施方式压裂返排液再生利用方法和工艺按照以下步骤实施：
41.(1)压裂返排液进入沉降池，絮凝剂把悬浮的固体颗粒团聚在一起，降低过滤工艺段的负荷，沉降时间为6h，沉降过程中絮凝剂的投加量为50mg/l；
42.(2)压裂返排液经絮凝沉降处理后，上层液体使用输水泵泵入气浮机，气浮机的气浮回流比20％；
43.(3)经过气浮处理的压裂返排液进行两级过滤，两级过滤是指依次经过两个双层滤料过滤器，为提高滤料对悬浮固体的截留效果，在一级过滤前投加助滤剂，助滤剂的投加量为10mg/l；
44.(4)经过过滤的压裂返排液进入电化学装置处理单元，利用电化学反应，有效地去除压裂返排液中有害成分，具有杀灭细菌、降低黏度、去除钙镁离子等作用，装置选用ti/tio2作为阳极，石墨作为阴极，电压为8v，电解体系ph为11，电解时间为100min；
45.(5)经过电解处理的压裂返排液进入曝气生物滤池单元，利用生物的氧化降解能力和截留能力进一步对压裂返排液进行处理，曝气生物滤池选用4cm
×
4cm的聚氨酯填料，曝气生物滤池的气水比为5:2，水力停留时间为2h；
46.(6)经过曝气生物滤池处理的压裂返排液进入膜生物反应器，得到处理后的压裂返排液；其中膜生物反应器中的膜组件为中空纤维帘式膜，材质为膜为聚偏氟乙烯(pvdf)平板膜，孔径0.2微米。
47.(7)将0.4份基液、0.004份交联剂、0.00005份破胶剂与99.6份处理后的压裂返排液混合，充分搅拌后，得到压裂液；
48.所述基液由25份胍胶、5份助排剂、4份破乳剂、5份碳酸钠、1份碳酸氢钠、50份液态粘土稳定剂、3份消泡剂、5份植物胶稳定剂和3份杀菌剂组成。助排剂为氟碳表面活性剂、破乳剂为ps
‑
639
‑
06、粘土稳定剂为氯化钾、消泡剂为805消泡剂、植物胶稳定剂为瓜尔胶、杀菌剂为异噻唑啉酮。
49.所述的交联剂由低浓度有机硼质量百分比为2.5％。
50.所述的破胶剂由5份胶囊破胶剂和1份亚硫酸钠组成的混合物；其中所述的胶囊破胶剂中的有效破胶剂成分为过硫酸钾，有效含量≥60％。所获得的压裂返排液可以达到压裂施工要求。