1、11.2 項目實施方案11.2.1 壓裂返排液分析常規壓裂施工所采用的壓裂液體系，以水基壓裂液為主。壓裂施工后所產生的壓裂廢液主要來源于兩個方面：一是施工前后采用活性水洗井作業產生的大量洗井廢水；另一個方面就是壓裂施工完成后從井筒返排出來的壓裂破膠液，返排的壓裂廢液中含有大量的胍膠、甲醛、石油類及其他各種添加劑，眾多添加劑的加入使壓裂液具有較高的COD值、高穩定性、高黏度等特點，特別是一些不易凈化的親水性有機添加劑，難以從廢水中除去。總的來說，壓裂廢液具有以下特點：（1）成分復雜。返排液主要成分是胍膠和高分子聚合物等，其次是SRB菌、硫化物、硼酸根、鐵離子和鈣鎂離子等，總鐵、硼含量都很高。（2

2、）處理難度大。懸浮物是常規含油污水處理中最難達標的項目，壓裂返排液組分的復雜性及其性質的獨特性決定了其處理難度更大。（3）處理后要求比較高。處理后的液體不僅粘度色度要達標，里面的鈣鎂離子、鐵離子、和硼酸根離子均要去除，否則會影響后續配制壓裂液的各項性能。11.1 國內外研究現狀由于壓裂廢液具有粘度大、穩定性好、COD高等特點，環保達標處理難度較大。國外對壓裂廢液的處理主要是回收利用。根據國外報道的技術資料看，他們對壓裂廢液的處理技術和工藝相對簡單，一般采用固液分離、堿化、化學絮凝、氧化、過濾等幾個組合步驟，處理后的水用于鉆井泥漿、水基壓裂液、固井水泥漿等配制用水。這種處理方式不僅降低了處理壓裂

3、廢液的費用支出，而且還減少了污染物的排放。國內對早些壓裂廢液的處理主要采取以下一些方法：（1） 廢液池儲存：將施工作業中產生的壓裂廢液儲存在專門的廢液池中，采用自然蒸發的方式干化，最后直接填埋。這種處理方式不僅耗時長，而且填埋的污泥塊仍然會滲濾出油、重金屬、醛、酚等污染物，存在嚴重的二次污染。（2） 焚燒：這種方式雖然可以在一定程度上控制污染物的排放，但仍然會造成大氣污染。（3） 回注：將壓裂廢液收集，集中進行絮凝、氧化等預處理，然后按照一定比例與采油污水摻混進行再處理，處理后的水質達標后用作回注用水。就當前研究現狀綜合分析，處理壓裂液返排液回注回注工藝，國內大多數油田采用自然沉降混凝過濾的“

4、老三段”式常規處理工藝。傳統處理工藝面臨著很多問題，比如沉淀時間長，處理能力低下，凈化藥劑投加量過大，造成處理后的液體中含鹽量的增加，絮凝沉淀后的污泥量過大增加運輸成本。11.2 工藝原理我公司根據以上難點和問題以及現場施工特點發明了一套最新的壓裂液返排液處理工藝。我公司計劃采取絮凝沉淀-固液分離-深度過濾的處理工藝，為壓裂返排液高效處理提供一套有效的解決方案。主要技術特點：（1）系統設備：采用撬裝式設計，操作方便、操作過程連續化、操作管理方便、運行成本低。（2）絮凝沉淀：采用高效復合混凝劑、絮凝劑提高處理效率。（3）過濾：經過兩個階段過濾除雜，高效徹底。（4）深度過濾：膜過濾深度過濾，最終效

5、果有保障。絮凝沉淀向廢水中投如一定量的混凝劑、絮凝劑，在適當的條件下形成絮體和水相的非均相混合體系，利用重力作用，實現絮體和水相的分離，從而達到去除污染物的目的。通過絮凝，壓裂廢液中的高分子單體、高分子殘渣得以去除，因此COD值大幅度降低。一般來說，通過優選絮凝劑及助凝劑種類、優化絮凝劑加量、調節絮凝條件，能夠使壓裂廢液的COD去除率達到4070。絮凝法不僅能降低壓裂廢液的COD值，而且還能有效降低壓裂廢液的含油量、懸浮物含量、濁度等。采用新型化學處理劑，大大降低絮凝時間，提高絮凝效率。采用新型化學處理劑后，在10分鐘的絮凝沉降時間后，其處理的結果可以達到傳統化學處理劑處理效果的90%以上。表

6、11-3 不同處理劑的效果對比對比項目沉降時間處理水質COD去除率%懸浮物去除率%色度去除率%傳統化學處理劑5-7小時50-9570-8050-80新型化學處理劑10分鐘45-9560-8050-80固液分離絮凝沉淀后的液體通過過濾裝置進行固液分離。過濾分為兩個階段，先經過小目數的過濾網去除肉眼可見的固態懸浮物，后經過大目數的過濾網過濾微小絮凝物，經過這兩步過濾后的處理液可以達到肉眼看上去非常清澈，物理性質跟水一樣的效果。深度過濾沉淀分離產生的液相通過深度過濾裝置進一步降低液相中的COD值、鐵、硼酸根離子的含量。深度過濾選用非對稱膜。此種膜管壁密布微孔，在壓力作用下，原料液在膜管內或膜外側流動

7、，小分子物質(或液體)透過膜，大分子物質(或固體)被膜截留，從而達到分離、濃縮、純化和環保等目的。此種膜具有分離效率高、效果穩定、化學穩定性好、耐酸堿、耐有機溶劑、耐菌、耐高溫、抗污染、機械強度高、再生性能好、分離過程簡單、能耗低、操作維護簡便、使用壽命長等眾多優勢。經過深度過濾處理后的液相，達到國家排放標準（GB8978-1996）二級標準。處理后污水可回用重新配置壓裂液。11.2.4 工藝流程本方案主要工藝是采用先進的絮凝劑，經過絮凝沉降、固液分離、深度過濾等工序，過程簡單實用且破膠除油效果顯著。之后選用高效的處理藥劑，將固相進行無害化處理，處理后固相浸出液指標達到驗收標準；液相經過深度過

8、濾處理后，現場試驗檢測滿足重新配液要求。圖11-1 處理工藝流程圖施工方案Ø 作業前準備1）返排液處理作業準備通過與客戶協調，公司技術支持人員于開工前7天左右進行現場勘查并完成現場實驗。2）安全技術培訓公司安排作業人員，項目經理1名，技術負責人1名，現場工程師人員10名（1人兼任電工，資質齊全），值班車司機等，所有項目人員都應資質齊全，完成技術、操作人員QHSE培訓。開工前設備維護期間，完成操作人員安全操作培訓，并建立員工的培訓記錄。3）設備搬遷和現場人員動員待甲方下發開工動員通知單后，本項目現場人員要提前抵達作業現場，通知公司有關部門準備板車和吊車，將設備和藥劑等從公司烏審旗基地搬

9、遷到壓裂酸化作業現場。4）安裝調試與試運行設備進場后，技術管理人員確定裝置停放位置，并依據設備調試方案，指導操作人員進行設備安裝調試。藥劑到達現場后，存放到易于施工的高地，做到上蓋下墊。Ø 施工作業工序1）傳輸-均質調節系統： 用物料輸送系統將井下壓裂酸化后返出的液體輸送到均質調節系統中，進行均質調節，用泵提升至下一個流程。2）加藥混合破膠-離心分離系統用氣動泵提升返排液的同時按比例投加加破膠劑和絮凝劑，經混合反應設備充分反應后的液體進入均質調節系統處理，進行充分破膠絮凝，破膠后的液體泵入高速離心機，離心分離產生的固相進入固相接收罐，接收后使用螺旋輸送機提升至加藥混拌設備，進行無害化處理。離心分離后的液相進入下一步流程。3）集成超微氣泡-混合氧化反應系統離心分離后的液相進入儲罐儲存，經過泵提升至超微氣泡反