油田壓裂返排液處理技術(shù)實驗分析

馬翔宇（長城鉆探壓裂公司， 遼寧 盤錦 124107）

油田壓裂返排液處理技術(shù)實驗分析

馬翔宇
（長城鉆探壓裂公司， 遼寧 盤錦 124107）

石油開采是我國的一項重要工程，目前我國的多個油田已經(jīng)進入了石油開采中后期。對于部分低滲透油田來說，若想增產(chǎn)必須要運用到油田壓裂技術(shù)。在油田壓裂作業(yè)過程中會產(chǎn)生很多的壓裂返排液，這是油田水體的主要污染，而怎樣對壓裂返排液進行有效的處理是一項非常值得深入研究的問題。本文針對油田壓裂返排液處理技術(shù)進行了實驗分析，希望能夠給相關(guān)工作者帶來一定的啟發(fā)。

油田壓裂；壓裂返排液；處理技術(shù)；實驗分析

石油業(yè)的發(fā)展既影響著國家的經(jīng)濟建設(shè)，又關(guān)系著國防安全。我國至今已發(fā)現(xiàn)了多個大型油田，對這些油田的開采工程業(yè)已進入了中后期。在這些油田中，有很多都存在著低滲透現(xiàn)象，最典型的就是吉林油田。為了增加石油開采效率，人們研發(fā)出了油田壓裂技術(shù)，但在油田壓裂作業(yè)過程中所產(chǎn)生的壓裂返排液必須要得到有效的處理，否則將會對油田周圍的環(huán)境造成巨大的污染。筆者就現(xiàn)行的油田壓裂返排液處理技術(shù)進行了相關(guān)實驗，做出如下報道。

1 水質(zhì)情況

在油田壓裂作業(yè)過程中，通常需要運用到很多種類的壓裂液，其中最主要的是水基壓裂液。油田壓裂返排液中含有很多成分復(fù)雜的物質(zhì)，如胍膠、石油類產(chǎn)品、表面活性劑及各類添加劑等都是其主要成分，因此油田壓裂返排液具有高COD、高穩(wěn)定性及高黏度等特點。尤其是壓裂返排液中含有的各類添加劑往往結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，很多都是親水型有機物添加劑，若想將之從廢水中去除非常困難。油田壓裂返排液的具體物質(zhì)成分如表1所示。

表1 油田壓裂返排液的物質(zhì)成分分析表

2 結(jié)果與分析

（1）絮凝劑復(fù)配使用 ①絮凝劑復(fù)配使用量的篩選實驗。絮凝劑復(fù)配使用量篩選實驗方法如下：a.向油田壓裂返排液中加入不同量的PC-1絮凝劑及定量的PC-2絮凝劑與PC-3絮凝劑進行實驗，對處理后的壓裂返排液的COD含量進行監(jiān)測；b.向油田壓裂返排液中加入不同量的PC-2絮凝劑及定量的PC-1絮凝劑與PC-3絮凝劑進行實驗，對處理后的壓裂返排液的COD含量進行監(jiān)測；c.向油田壓裂返排液中加入不同量的PC-3絮凝劑及定量的PC-1絮凝劑與PC-2絮凝劑進行實驗，對處理后的壓裂返排液的COD含量進行監(jiān)測；d.根據(jù)以上三項實驗結(jié)果，選擇出PC-1絮凝劑、PC-2絮凝劑及PC-3絮凝劑的最佳使用量。②不同絮凝劑用量的處理效果。在一定條件下，絮凝劑會使油田壓裂返排液中的反離子濃度升高，雙電層則會被壓縮，從而降低ζ-電位，達到絮凝沉降的目的。因此，絮凝劑的使用量將會直接影響到ζ-電位與絮凝性能。鑒于此，在進行油田壓裂返排液處理之時必須要嚴(yán)格控制絮凝劑用量。現(xiàn)以處理效果為第一指標(biāo)，對不同絮凝劑及不同使用量進行研究，評價表1樣品3處理后溶液的pH值、COD含量及COD去除率，最終確定出最佳的絮凝劑復(fù)配使用量方案。結(jié)果顯示：PC-1絮凝劑、PC-2絮凝劑及PC-3絮凝劑復(fù)配使用可使廢水pH值達到或接近中性、COD去除率約為70%。三種絮凝劑的最佳復(fù)配使用量分別是：600mg/L、1000mg/L、50mg/L。

（2）微波強氧化技術(shù)處理 微波強氧化技術(shù)是一種利用微波來對污水中的污染物進行降解和轉(zhuǎn)化，從而實現(xiàn)污水凈化目的的技術(shù)。采用微波對經(jīng)絮凝劑處理后的油田壓裂返排液進行強氧化處理約3min，然后對廢水的COD指標(biāo)進行監(jiān)測。結(jié)果顯示：經(jīng)微波強氧化技術(shù)處理后的廢水的COD去除率約為65%，胍膠等有機高分子大幅度降解成了低分子化合物。

（3）活性炭氈處理工藝 取經(jīng)微波強氧化技術(shù)處理后的油田壓裂返排液100mL，加入0.2g活性炭氈，攪拌一定時間，然后過濾水樣，每隔一定時間測定濾液的COD值。結(jié)果顯示：當(dāng)吸附時間≤10min時，濾液的COD去除率會隨著時間的延長而逐漸增加；而當(dāng)吸附時間＞10min時，濾液的COD去除率將不再隨時間延長而出現(xiàn)變化，這表明了活性炭氈的吸附平衡時間為10min。

（4）納濾/反滲透處理工藝 取經(jīng)活性炭氈處理過后的油田壓裂返排液進行納濾/反滲透實驗，結(jié)果顯示：納濾/反滲透處理工藝可使污水中的COD值達到國家規(guī)定的綜合污水排放一級標(biāo)準(zhǔn)，即COD值≤100mg/L。

（5）各處理工藝結(jié)合的處理效果 采用以上四種工藝結(jié)合來處理油田壓裂返排液，結(jié)果顯示：油田壓裂返排液的pH值和COD值均達到了國家相關(guān)污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)語

在利用油田壓裂技術(shù)開采石油的過程中，會產(chǎn)生大量的油田壓裂返排液，而對油田壓裂返排液的處理應(yīng)當(dāng)結(jié)合絮凝劑復(fù)配使用、微波強氧化技術(shù)、活性炭氈處理工藝、納濾/反滲透處理工藝等多種處理技術(shù)，這樣才能夠達到國家標(biāo)準(zhǔn)。

［1］杜貴君.油田壓裂返排液處理技術(shù)實驗研究［J］.油氣田環(huán)境保護，2012，04：55-57+89.

［2］王玉春，岳建平，高慶鴿，張麗平，顧曉敏.綏靖油田油井壓裂返排液處理技術(shù)研究［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2011，13：2920-2924.

［3］羅淇峰.油田壓裂返排液的深度處理技術(shù)研究［J］.中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013，12：92.

馬翔宇（1988-），男，遼寧盤錦人，工程師，本科，主要從事鉆井壓裂研究。