[發明專利]一種低滲透油田高粘度壓裂廢液混凝處理方法

有效

• 申請號: 201310333068.7
• 申請日: 2013-08-02
• 公開（公告）號: CN104341032A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 冀忠倫;慕立俊;周立輝;蔣繼輝;任小榮;任建科;張海玲;楊琴;趙敏;李巖
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52;C02F1/56
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明涉及廢液處理領域，特別涉及一種低滲透油田高粘度壓裂廢液（壓裂廢液粘度＞5mPa.s）混凝處理方法。

背景技術

油井壓裂儲層改造是低滲透油田開發和老井改造的常用措施，但壓裂改造作業會產生大量的壓裂廢液。壓裂廢液具有粘度高、COD高等特點，含有多種難于生化降解的高分子聚合物、固體懸浮物、原油、細菌及微生物等，對環境和人類健康產生不良影響。壓裂廢液中含有胍膠等大量的有機物，且因攜砂需要需交聯形成凍膠；因此高粘度是壓裂廢液的顯著特點，高粘度雖然不是污染指標，但卻影響壓裂廢液的處理效果。高粘度廢液的流動性較差，投加的化學藥劑在壓裂廢水中很難擴散，傳質作用緩慢，造成反應時間很長，混凝過程中絮體虛浮、泥量大、沉淀時間長，處理效果差。尤其是壓裂返排初期壓裂液破膠不完全，壓裂廢液粘度＞5mPa.s，使混凝藥劑量加大，反應慢，絮體虛浮易上浮，泥量大于30%。

混凝、沉淀是常用的廢水處理技術，也是壓裂廢液主體處理技術。壓裂廢液經混凝、沉淀處理后廢液中懸浮物、膠體物質大幅度降低，有機物、COD也能顯著降低，但高粘度廢液將大大消弱混凝處理效果，不僅導致處理劑加量增大，且導致絮體虛浮、泥量大，沉淀時間長，大大影響了處理效果和效率。

發明內容

本發明的目的是提供一種低滲透油田高粘度壓裂廢液混凝處理方法；在以PAC、PAM為主的常規混凝劑體系中，加入K₂CO₃不僅可調節廢液pH，去除部分鈣、鎂等離子，且K⁺利于儲層穩定，有益于處理水的再利用；為克服高粘度壓裂廢液處理反應效果差、絮體不易沉淀等缺點，考慮取材方便和低成本要求，選擇當地黃綿土作為促凝劑，可促進絮體進一步密實、加快沉淀，提高處理效果和廢水回收率。

本發明所述的一種低滲透油田高粘度壓裂廢液混凝處理所用的混凝劑體系，其各組分加入高粘度壓裂廢液的量分別為：

聚合氯化鋁（PAC）500～1000mg/l

碳酸鉀（K₂CO₃）50～100mg/l

80/100目黃綿土1000～3000mg/l

聚丙烯酰胺（PAM）7～15mg/l。

本發明所述的混凝劑體系特別適用于油田高粘度壓裂廢液處理及再利用，在投加混凝劑PAC、PAM前先投加1000～3000mg/l的黃綿土，可提高絮體密度，縮短沉淀時間，促進廢液中懸浮物、膠體的聚集和沉淀。所用黃綿土為黃土塬區當地常見土壤類型，粒度為80/100目，吸水性較好，攪拌時間短，成本低。所述的高粘壓裂廢液混凝劑體系，其特征在于：混凝劑體系中添加50～100mg/L的碳酸鉀（K₂CO₃），不僅可控制鈣、鎂離子，K⁺具有穩定儲層的作用，利于處理水再利用。所述的高粘壓裂廢液混凝劑體系對各組分投加順序有嚴格要求，尤其是要首先投加黃綿土，攪拌均勻后依次投加PAC、K₂CO₃和PAM。

本發明對油田高粘度壓裂廢液處理效果顯著。對不同區塊、不同體系的壓裂廢液，可根據現場廢液特征，調整配方成分比例，提高混凝效率，使混凝時間控制在30min以內，泥量在10%以內，處理后上清液SS控制在10mg/l以下。

壓裂廢液尤其是返排初期的壓裂廢液一般粘度較高，提高作為壓裂廢液主體處理技術的混凝過程的效果，對提高處理水質和效率、降低處理成本有重要意義，對促進廢液處理、減少污染、保護環境也有積極影響，具有廣闊的應用前景。

本發明所使用的PAC、PAM、K₂CO₃可以從市場購得，所用黃綿土為黃土高原當地常見土壤類型，加工成本低廉。

具體實施方式

本發明的目的是采用以下方式實現的，下面結合實施例及實驗例進行詳細說明。

實施例1

取隴東油田X17-42井壓裂返排30min廢液樣，廢液粘度為8.4mPa.s、SS為346mg/l、色度為621、COD為6470mg/l。投加2000mg/l的黃綿土，攪拌1min；再投加700mg/l的PAC，快速攪拌1min；投加50mg/l的K₂CO₃，攪拌2min；最后投加10mg/l的PAM，慢速攪拌5min。靜止15min后，絮體泥量沉淀至10%以下，取上清液測SS、色度、COD等指標，見表1。

表1壓裂廢液處理情況