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1、科研总结报告压裂废液处理技术的研究进展,姓名：郭晓顺化学工程与技术导师：王宝辉,目录,一、压裂工艺简介二、国内目前处理压裂废液技术三、压裂废液处理现存的问题四、压裂液处理技术发展的建议,一、压裂工艺简介,压裂施工作为油田生产中重要的组成部分之一，也是增产、增注的重要措施。压裂作业后压裂废液的排放会对油田附近的地层以及水源造成污染。压裂作业排出的残余压裂液具有高浊度、粘度大和COD高等特点，环保达标处理难度大，是油田污水中处理难度最大的废水。如果返排至地面的压裂液不经过处理而外排，将会对周围环境，尤其是农作物及地表水系造成污染。因此，对压裂废液进行深入研究，并设计新型、有效处理方案，可大大减少其
2、对环境的污染。,压裂技术是指在采油（采气）过程中，通过外力将地层压开，使油气层形成裂缝，之后用支撑剂将裂缝支撑起来以减小流体的阻力，实现增产增注的一种方法。压裂液可分为：水基压裂液（稠化水压裂液，水基泡沫压裂液，水包油压裂液，水冻胶压裂液）；油基压裂液（稠化油压裂液，油基泡沫压裂液，油包水压裂液，油冻胶压裂液）；乳化压裂液；泡沫压裂液。,压裂液的组成主要包括前置液、携砂液和顶替液三种：前置液的作用是破裂地层，在压裂施工初始时将前置液加入到地层中，对地层造成具有一定几何尺寸的裂缝，同时前置液还能对降温起到一定作用。携砂液的注入起到将支撑剂（一般是石英砂或陶瓷颗粒）带入裂缝中，并将砂子放置在预先设
3、置的位置上。斜射液一般在前置液注入后，地层破裂成具有一定几何尺寸的裂缝后注入。顶替液的作用是将井筒中的携砂液全部替换并进入到裂缝中，其目的在于提高携砂液的工作效率，防止井筒出现沉砂现象。,压裂液常用的添加剂有稠化剂，交联剂，破胶剂，粘土稳定剂，杀菌剂，支撑剂，助排剂等。油田压裂常用的用量较大的几种药剂：改性瓜胶、有机硼交联剂、过硫酸钾、（小阳离子，氯化钾）、陶粒、醛类、阳离子表活剂、氟碳表面活性剂等。,压裂返排液的主要成份大体上以胍胶、甲醛、石油类及各种添加剂为主，而且为生产时选择的各种特性的压裂液在处理时，压裂液的优势变为了劣势，造成压力返排液黏度较大，乳化程度较高等特点使之较难处理。另外如
4、果大量随意排放，还会造成环境的严重污染。对此，需要采取相应的措施处理压裂返排液，保护环境。,二、国内目前处理压裂废液技术,1、挖坑填埋 油田早期采用的方法，目前基本淘汰2、固化法 主要包括化学固化和生物固化。化学固化是指添加一些化学固化剂（氧化镁、三氧化二铝、氧化钙，二氧化硅等）处理废液；生物固化指用特殊的生物菌剂添加到废液池进行搅拌、发酵，最后固化，该方法对废液中的石油类物质具有极好的处理效果,3、氧化絮凝法是指通过向废液中添加氧化剂使得压裂废液中的高分子有机物降解,降低COD值，脱色除味；加入絮凝剂、助凝剂来除去部分有机物和悬浮颗粒，达到净水作用。氧化剂目前采用较多的次氯酸盐、高铁酸钾、F
5、ENTON试剂、臭氧氧化等絮凝剂现场主要采用聚合氯化铝、聚合氯化铁、阳离子聚丙烯酰胺等,气浮法处理压裂液废水的工艺流程图,废液池,氧化罐,一级气浮,氧化剂,絮凝剂,二级气浮,缓冲罐,收渣池,收渣池,流沙罐,出水口,回注,A、次氯酸钠主要氧化原理：NaClO+H2O HClO+NaOH;HClO HCL+O释放出的O是导致废水中有机物氧化降解的主要原因，新加入的NaClO又进一步释放出O，不断对有机高分子氧化降解，从而导致废水COD快速降低，同时对于H2S、PH3等可以很好的脱除。B、聚合氯化铝是应用很广的一种无机高分子絮凝剂，在现场施工中被大量使用，其水解-聚合产物对水中的胶体颗粒和污染物进行
6、电性中和、脱稳、吸附架桥作用生成粗颗粒絮凝体而去除；C、阳离子聚丙烯酰胺是在水处理方面应用较高的一种有机高分子絮凝剂，一方面通过阳离子基团吸附电中和带负电的胶体离子并压缩胶体的双电层絮凝沉淀，另一方面本身的长链结构在静电引力、范德华力和氢键的作用下将多个胶体颗粒和悬浮物吸附桥接成大的颗粒而絮凝沉降下来,4、电解法,在处理压裂返排液时，利用原电池的氧化还原反应使废液中的污染物得到降解和沉淀。常用的原电池正负两级是铁和碳。由于电化学反应在溶液中形成电场效应,破坏溶液中分散的胶体粒子的稳定体系,故胶体粒子向相反电荷的电极移动,沉积或吸附在电极上,从而去除废水中悬浮态和胶体态的污染物质。电极反应产物具
7、有高化学活性,其中新生原子态的H和新生态的Fe2+能与废水中的许多组分发生氧化还原作用,破坏有机高分子的发色或助色基团,使之失去发色能力,使难降解的物质转变成易降解的物质。新生态的Fe2+和Fe3+是良好的絮凝剂,能进一步吸附废水中的污染物最终聚结成较大的絮体而沉淀。,三、压裂废液处理现存的问题,压裂废液的主流处理方式主要有两种一是经过预处理后回注，一是处理后直接外排。这两种处理方法各有其独到的好处,国内对井下作业污水的处理,各大油田目前在处理上或多或少地存在一些缺陷,以大庆油田为例，根据油田目前的状况，在压裂废液处理上还存在以下几点问题：一、目前对于压裂废液的处理上尚无具体统一的细则及标准，
8、主要是还是注重对于含油量，COD及悬浮物指标的测定，对于废液中存在的其他离子则不予考虑二、设施费用及投入的人力、物力不足。目前建设的废液处理车间都是规模比较小的，配备的人员也不完全具备独立操作设备来应付处理污水的能力。对于污水排放也并未分类排放，造成污水成分复杂，极难处理。三、缺少操作简单，处理量大，处理费用经济和技术成熟的工艺。很多技术还是只停留在室内研究或者小批量处理，或者由于维护费用昂贵不能大量生产。三、对于污水回注或排放引起的环境污染问题重视、认识程度不够，从思想上并未脱离过去的传统认识。,四、压裂液处理技术发展的建议,针对上述存在的问题,提出几点压裂液处理技术发展的建议：A、研制并开发出适合处理高含有机物体系污水处理的混凝剂和氧化剂B、研制并开发利用高级氧化技术为核心的新型处理工艺，并结合其他先进的处理工艺，将化学、物理、生物方法结合起来。C、将压裂废液处理过程中产生污泥的无害化处理并人流程一起考虑D、加紧开发研制绿色酸化压裂液及添加剂E、健全各项规章制度并严格执行,减少作业中污染物的无组织排放。,谢谢,
