压裂返排液的处理装置及处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种压裂返排液的处理装置及处理方法。该处理方法包括以下步骤：S1，对包括压裂返排液的待处理液进行电解处理；S2，对电解后的待处理液进行气浮处理，以得到浮渣和清液；S3，对浮渣进行脱水处理。通过该处理方法，在不外加氧化剂、杀菌剂的条件下，消耗较低的电量即可实现对返排液的快速降粘与杀菌同步处理，同时通过在线测定电解处理后返排液的氧化还原电位，自动调整电解处理工艺中的电解功率与返排液的流量，从而使处理后的返排液在降粘、杀菌方面达到恒定的效果。

Treatment device and method of fracturing flowback fluid

【技术实现步骤摘要】
压裂返排液的处理装置及处理方法
本专利技术涉及石油开采
，具体而言，涉及一种压裂返排液的处理装置及处理方法。
技术介绍
油气井压裂作业结束后，压裂液在地层条件和破胶剂的作用下破胶，黏度降低，从地层中返排至地面。返排出的压裂液中含有大量的添加剂、地层离子和机械杂质等，直接排放将严重污染环境，而进行无害化处理的成本又较高。因此，近几年来，国内外开展了压裂液回收再利用技术研究，即对返排出的压裂液进行回收处理，然后再次用于压裂施工。该方法既可节约配液用水和配液材料，又解决了压裂作业后大量废液难处理的问题，起到节能减排作用。而现有处理工艺流程长，成本高，投资大，工艺很复杂的问题。比如对于具有一定粘度的返排液，如果直接采用过滤或者压滤的方式去除悬浮物，滤布易被堵，处理效率低；而采用絮凝沉降的方式无法有效去除悬浮物或者絮凝剂的用量较大；如果采用向返排液中加入氧化剂，使返排液于室温下彻底降粘然后再去除悬浮物的方式，则需要的氧化剂加量较大，并且需要将剩余的氧化剂进行完全去除，从而很大幅度的增加处理费用；离心法只适用于将泥土类等与流体的密度差大于0.05g/cm3的悬浮物分离。为了更好地分离返排液中的悬浮物，需要对具有一定粘度的返排液进行降粘处理。但是通过采用外加氧化剂使返排液在室温下彻底破胶降粘，一方面所需药剂加量较大，另一方面加入的氧化剂会有残留，而残留的氧化剂需要进一步去除，否则会影响后续配制出的压裂液性能。现有技术中有人提供了一种压裂返排液的处理方法：将胍胶压裂返排液进行电絮凝；将电絮凝后的废液进行气浮沉降；将气浮沉降处理后的上清液体进行电化学深度氧化处理；将进行电化学深度氧化处理后的废液进行过滤处理，实现回排或外排。然而，该方法采用了臭氧氧化技术，返排液中剩余的稠化剂(比如胍胶)将会被彻底氧化降解，且该技术所使用的臭氧发生装置的运行和维护成本较高。现有技术中还有人使压裂返排液进入暂存池后用pH调节剂将pH值调节至6-7；粗过滤后滤液进入电解池，产生絮凝悬浮物，电解后液体进入收集池,上部为絮凝悬浮物，下部为清液；刮出上部絮凝悬浮物，清液返回电解池处理，再进行精细过滤完成处理。然而，该方法存在以下问题：(1)由于该方法需要先过滤后再进行电解，然而粘度大于5mPa·s的液体很难进行过滤，因此，上述方法只适用于粘度小于5mPa·s的压裂返排液；(2)电解板为铁板或者铝板，使用过程中存在电化学腐蚀，需要定期更换，电解效率随时间变化较大。现有技术中还有人将压裂返排液首先进行絮凝沉淀、过滤除成垢元素处理之后，再利用声光电激发效应将废水中氯离子转化成次氯酸根和氯气进行深度氧化，全流程不需要外加氧化剂，而且只设置了除去影响压裂液配液的成分，其他有用成分全部或部分保留，不仅减少了废液处理成本，还可以降低压裂液配液时助剂的添加成本。然而，该方法存在以下问题：(1)不适用于粘度大于5mPa·s的压裂返排液，因粘度较大的返排液无法进行有效絮凝沉淀、过滤；(2)超声波、微波与电解相结合，造成设备运行成本较高。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种压裂返排液的处理装置及处理方法，以解决现有技术中的压裂返排液在粘度较大时处理效果差且成本较高的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种压裂返排液的处理方法，包括以下步骤：S1，对包括压裂返排液的待处理液进行电解处理；S2，对电解后的待处理液进行气浮处理，以得到浮渣和清液；S3，对浮渣进行脱水处理。进一步地，电解处理的电流密度为10～1000A/m2，电解处理的结束时间为压裂返排液的氧化还原电位电解处理至300～700mV。进一步地，在气浮处理与脱水处理的过程中加入絮凝剂，絮凝剂的用量为10～500mg/L，优选絮凝剂选自聚合氯化铝、聚合硫酸铁、阳离子聚丙烯酰胺和聚丙烯酰胺中的任一种或多种，优选气浮处理的时间为15～45min。进一步地，在步骤S2之后，处理方法还包括对清液进行沉降处理以得到沉降物的步骤，在步骤S3中，对浮渣和沉降物进行脱水处理。进一步地，在步骤S3之后，处理方法还包括以下步骤：将脱水处理后的液相产物返回至步骤S1中并作为待处理液的一部分。根据本专利技术的另一方面，提供了一种压裂返排液的处理装置，包括：电解设备，用于对通入的待处理液进行电解处理，待处理液包括压裂返排液；气浮设备，与电解设备的出口连通，用于对电解后的待处理液进行气浮处理以得到浮渣和清液，且气浮设备具有第一液相出口和第一固相出口；脱水设备，与气浮设备的第一固相出口连通，用于对浮渣进行脱水处理。进一步地，处理装置还包括沉降设备，沉降设备的入口与第一液相出口连通，用于将清液进行沉降处理以得到沉降物，脱水设备具有第二液相出口和第二固相出口，第二固相出口与脱水设备的入口连通，脱水设备还用于对沉降物进行脱水处理。进一步地，脱水设备具有第三液相出口和第三固相出口，处理装置还包括回流管线，回流管线分别与第三液相出口以及电解设备的入口连通。进一步地，电解设备的阳极为表面设置有涂层的钛电极，且涂层的材料选自钌、铱和锡中的任一种或多种，电解设备的阴极材料选自石墨、铸铁和钛中的任一种或多种。进一步地，处理装置还包括第一加药橇，第一加药橇设置于与气浮设备的入口连通的管线上，用于通入絮凝剂。应用本专利技术的技术方案，提供了一种压裂返排液的处理方法。通过该处理方法，在不外加氧化剂、杀菌剂的条件下，消耗较低的电量即可实现对返排液的快速降粘与杀菌同步处理。返排液中通常含有一定浓度的氯离子，电解过程中产生的羟基自由基与氯气具有较强的氧化性使胍胶快速降解，生成的氯气部分溶解于返排液中形成次氯酸盐，起到了良好的杀菌作用；进一步地，可以同时通过在线测定电解处理后返排液的氧化还原电位，自动调整电解处理工艺中的电解功率与返排液的流量，从而使处理后的返排液在降粘、杀菌方面达到恒定的效果；彻底降粘后的返排液，通过气浮处理实现悬浮物快速、有效去除，使处理后的返排液满足再次配制压裂液的需要；分离出的固相产物经过脱水处理进一步脱水，压缩后的污泥外排处理，经过气浮处理后的清液用于配制压裂液或者回注。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了本专利技术所提供的一种压裂返排液的处理装置的结构示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、卸液槽；20、第一储液罐；30、电解设备；40、第一加药橇；50、气浮设备；70、沉降设备；80、第二储液罐；90、污泥罐；100、第二加药橇；110、脱水设备；130、回流管线。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压裂返排液的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1，对包括所述压裂返排液的待处理液进行电解处理；/nS2，对电解后的所述待处理液进行气浮处理，以得到浮渣和清液；/nS3，对所述浮渣进行脱水处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种压裂返排液的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，对包括所述压裂返排液的待处理液进行电解处理；
S2，对电解后的所述待处理液进行气浮处理，以得到浮渣和清液；
S3，对所述浮渣进行脱水处理。


2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述电解处理的电流密度为10～1000A/m2，所述电解处理的结束时间为所述压裂返排液的氧化还原电位电解处理至300～700mV。


3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述气浮处理与所述脱水处理的过程中加入絮凝剂，所述絮凝剂的用量为10～500mg/L，优选所述絮凝剂选自聚合氯化铝、聚合硫酸铁、阳离子聚丙烯酰胺和聚丙烯酰胺中的任一种或多种，优选所述气浮处理的时间为15～45min。


4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤S2之后，所述处理方法还包括对所述清液进行沉降处理以得到沉降物的步骤，在所述步骤S3中，对所述浮渣和所述沉降物进行脱水处理。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤S3之后，所述处理方法还包括以下步骤：将所述脱水处理后的液相产物返回至所述步骤S1中并作为所述待处理液的一部分。


6.一种压裂返排液的处理装置，其特征在于，包括：
电解设备(30)，用于对通入的待处理液进行电解处理，所述待处理液包括所述压裂返排液；
气浮设备(50...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敬春，潘竟军，陈建林，翟怀建，蔡卓林，邬国栋，郑苗，俞天喜，杨建强，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11