[實用新型]一種頁巖氣開發壓裂返排液集成化處理裝置

有效

• 申請號: 201520302584.8
• 申請日: 2015-05-12
• 公開（公告）號: CN204644025U
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: 喻科;王用
• 申請（專利權）人: 成都恩承油氣有限公司;四川蓉瑞華寶科技有限公司
• 主分類號: C02F9/06
• 分類號: C02F9/06;C02F11/12
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李林合

技術領域

本實用新型屬于油田開發廢水處理設備領域，具體涉及一種頁巖氣開發壓裂返排液集成化處理裝置。

背景技術

頁巖氣是一種新型能源資源，是油氣資源勘探開發新的重要領域。頁巖氣是指賦存于富有機質泥頁巖及其夾層中，以吸附或游離狀態為主要存在方式的非常規天然氣，成分以甲烷為主，是一種清潔、高效的能源資源。頁巖氣藏有別于常規天然氣，在成藏機理和賦存特征方面有其獨特之處，只能在特定條件下被開采出來。

壓裂施工作業是頁巖氣井增產改造的主要措施，壓裂配液用水量大造成壓裂后殘液返排量大，據統計，每個鉆井隊每天每口壓裂井產生100~200m³的壓裂返排液，壓裂返排液中含有大量的胍膠、甲醛、石油類及其他各種添加劑，并攜帶有少量從地層脫落的巖屑和未固定的支撐劑，頁巖氣壓裂返排液的主要污染指標包括壓裂返排液中含有的降阻劑、殺菌劑、粘土穩定劑、表面活性助排劑、防垢劑等有機高分子物質。大規模、長時間的壓裂施工作業時液體和地層有機質中細菌生長和高壓力條件下，有機高分子物質在地層中形成降解、斷裂后存在于液體中，液體的密度和粘度發生改變。同時，地層在壓裂液的作用下，粘土礦物膨脹、脫落和運移，在壓裂液中溶解入大量的鈣、鎂等金屬離子。

大規模的水力壓裂不僅對我國短缺的淡水資源造成壓力，同時壓裂施工作業后產生的大量返排廢液如果不能有效再利用和無污染處置，將對油氣井開發區周邊環境造成極大的污染隱患和環境保護壓力，如果采用外運回注處置的方法將產生較高的運輸成本，同時增加地下水污染的風險。

發達國家10多年前就開展了對含油固廢物處理的系統研究，至今已經形成了較為完善的相關環保法規。目前我國也開始研究含油固廢物的處理，例如，CN103663877A專利申請將壓裂返排液廢液進行隔油回收得到回收后的廢液；將回收后的廢液降解得到降解后的廢液；降解后的廢液絮凝并浮選得到絮凝物；將絮凝物與液體分離得到油氣田壓裂液配制用液。專利CN101608543以破膠，加絮凝劑、粘泥剝離劑或殺菌劑進行懸浮物沉積、殺菌，過濾回收，再次經過精密過濾器精過濾，在過濾液中加入生物酶制劑等，徹底地解決了壓裂返排液的環境污染問題。杜貴君在2012年《油氣田環境保護》第4期發表的“油田壓裂返排液處理技術實驗研究”一文中提出了對壓裂返排液廢液采用絮凝、微波強氧化、活性炭氈處理、納濾/反滲透集成處理工藝處理后，壓裂返排液中的CODCr可以達到?GB?8978-1996《污水綜合排放標準》一級標準要求。

但是上述這些處理壓裂返排液的方法普遍存在以下問題：

1）需要用特殊的生物藥劑，處理工藝復雜，工藝過程不易控制，不適合野外操作，處理費用高。

2）大量的藥劑化處理過程引入新的污染源，可能產生其他污染或存在潛在威脅，增大資源回收利用難度。

3）處理效率低，不能完全滿足井場的無害化處理要求。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種頁巖氣開發壓裂返排液集成化處理裝置，使用該裝置能夠實現對頁巖施工壓裂返排液的低成本、無害化治理。

為實現上述目的，本實用新型的一個實施例所采取的技術方案是：

包括依次連接的電磁分離系統、固液分離系統和污泥脫水系統。

優選地，電磁分離系統包括進水離心泵和電磁儀，電磁儀包括電磁處理腔、管道加藥器和曝氣室。

優選地，固液分離系統包括多個并聯連接的碳管分離膜組件。

優選地，污泥脫水系統包括脫水機，脫水機連接螺桿泵。

優選地，碳管分離膜組件所用膜材料為陶瓷膜。

優選地，脫水機內設有多孔的合成纖維楔形斜紋濾帶，濾帶由多個上下交錯的轉鼓組成。

優選地，電磁分離系統、固液分離系統和污泥脫水系統之間采用撬裝式連接方式。

使用本實用新型的處理裝置處理壓裂返排液產生的有益效果為：

1.?本裝置采用電磁分離系統對壓裂返排液廢水中的有機或無機污染物質進行一體化氧化及還原反應，進而凝聚、浮除，將污染物從水體中分離，工藝步驟簡單、可控性好，無需添加處理藥劑，也不需要復雜的化學處理過程，電磁分離系統產生的氫氧化物比藥劑法的活性高，凝聚吸附能力強，處理效果好。既能保證最終出水的水質穩定，又能大幅降低總投資成本。

2.?本裝置系統集成化程度高、結構緊湊、布局合理，設備均安裝于集裝箱內，便于在各井場移動處理。