芬顿法处理压裂返排液的实验
Fenton试剂在返排压裂液处理中的应用
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－３１５８．２０１３．０３．００５Ｆｅｎｔｏｎ试剂在返排压裂液处理中的应用＊马超 徐良伟 陈永红 白波（长江大学石油工程学院油气钻采工程湖北省重点实验室） 摘 要 油气田压裂作业后的返排残余压裂液黏度、有机物含量以及浊度都较高，对油田企业周围的生态环境，尤其是农作物及地表水造成严重污染。
经过破胶—絮凝处理后，ＣＯＤ仍然较高。
文章以胜利油田水基胍胶返排压裂液为研究对象，针对破胶—絮凝处理后的上清液，采用Ｆｅｎｔｏｎ试剂深度氧化处理，处理后压裂液ＣＯＤ去除率可达９９．３％，满足ＧＢ ８９７８－１９９６《污水综合排放标准》二级排放标准。
关键词 残余压裂液；Ｆｅｎｔｏｎ试剂；ＣＯＤ；深度氧化 中图分类号：Ｘ７０３．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５－３１５８（２０１３）０３－００１６－０３０ 引 言 油气田压裂作业中返排出的残余压裂液含有胍胶、杀菌剂、石油类及其它添加剂，这种残余压裂液返排至地面如不经过任何处理而外排，将会对油田企业周围的生态环境，尤其是农作物及地表水造成严重污染［１］。
传统处理的填埋法有存在严重的环境污染隐患，固化法成本高、操作复杂，焚烧法工艺复杂，大气污染严重［２－３］。
随着水处理技术和工艺的发展，目前针对返排压裂液的新处理技术是絮凝法、氧化法、生物法、吸附法的联合技术，技术的关键问题是如何快速、高效地去除ＣＯＤ［３］。
结合胜利油田实际工程需要，将残余压裂液在初步破胶—絮凝处理的基础上，对离心分离后的上清液采用Ｆｅｎｔｏｎ试剂深度氧化法进行深度处理，进一步快速高效地去除压裂液中残余的ＣＯＤ。
１ 返排压裂液污染特征 返排压裂液经初步破胶—絮凝处理前后指标对比见表１。
由表１可知，残余压裂液主要污染物是ＣＯＤ，达到４５ ２００ｍｇ／Ｌ，其次残余压裂液的浊度和悬浮物含量高。
经过破胶—絮凝的初步处理后，分出的上清液的污染指标大幅度下降，除ＣＯＤ外其它指标均达到ＧＢ ８９７８－１９９６《污水综合排放标准》二级排放标准，只有ＣＯＤ仍高达１４ ０００ｍｇ／Ｌ，因此必须进行深度氧化处理，进一步除去ＣＯＤ。
油田压裂返排液处理技术
油田压裂返排液处理技术IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】油田压裂返排液处理技术1.压裂返排液的产生及存在的问题压裂工艺是油井增产的一项主要措施在各油田普遍采用。
其中最常用的是水基压裂液它具有高黏度、低摩阻、悬砂性好、对地层伤害小等优点现已成为主要压裂液类型。
油井压裂过程中产生的返排压裂废液具有污染物成分复杂、浓度高、黏度大，精品文档，超值下载处理难度大，是油田较难处理污水之一。
如不处理直接进入集输流程，会严重干扰后续流程，严重影响到油田生产，导致设备堵塞、油田下降，环保不达标等诸多问题。
表1 压裂返排液污水性质图1 不同压裂返排水样2.国内常规压裂返排液处理工艺简介化学氧化－絮凝沉淀－过滤处理工艺采用双氧水、次氯酸钠等强氧化破胶使返排液中的高分子物质氧化分解成小分子物质，降低废液黏度，提高传质效率，增加水处理药剂的分散与分解；絮凝可以改变水中多分散体系表面电性，破坏废液胶体的稳定性，使胶体物质脱稳、聚集；过滤，去除水中不溶或微溶物，脱色除臭。
氧化－絮凝－过滤是油气田污水处理常用工艺。
在实际应用过程中该工艺也存在一些不足，具体如下：第一、该工艺受温度影响比较大，在低温环境，化学氧化剂反应慢，氧化时间长，需要较长的停留时间，导致氧化反应罐（池）占地大，不易在现场作业，运输困难等。
第二、除油效果不明显，系统对乳化油去除效果不佳，需要添加大量药剂，导致污泥量大，增加污泥处理成本。
第三、过滤器时常堵塞，由于氧化破胶不彻底，污油处理效果不佳，导致过滤器堵塞严重，影响最终出水效果和整套装置处理能力。
化学氧化－絮凝沉淀－电解氧化－过滤联合处理工艺电解法集氧化还原、絮凝吸附、催化氧化、络合及电沉积等作用于一体，能够使大分子物质分解为小分子物质，降解的物质转变成易降解的物质，是污水深度处理的常用方法。
然而电解技术目前在国内应用情况并不理想，时常存在电极钝化、结垢等问题，时常需要更换电极，处理效果稳定性差，成本高，操作检修频繁。
油田压裂返排液的常用处理方法
氧微生物的新陈代谢来达到处理目的。微生物摄取返排液 中的有机物之后，经过自身的新陈代谢，使返排液中的有 机物一部分被分解及稳定，并为其生命活动提供所需的能 量 ；另一部分被转化为其他形式的能量。生物氧化法是符 合当代社会发展的环保安全的处理方式，具有较髙的研究 前景。 2.2 . 3 生化处理方法
为了达到压裂返排液预处理后的回注地层或油井的国 家标准，大庆油田优选工艺流：气浮除油—化学絮凝—磁 分离—沉降— 回注的磁分离处理技术流程。该技术经过药 剂 投 加 量 、药 剂 组 合 等 诸 多 试 验 ，确 定 了 较 为 优 化 的 方 案 ，并通过现场实践，确定了其处理速度快、处理成本低 和处理流程简单易管理等优势。 2.2 氧化法 2.2 .1 化学氧化法
油田压裂反排液的组分复杂性，其处理方法也较多。 目前，主要采取化学法、生化法、物理方法、固化法及各 方法的混合使用等方法进行处。 目前较经济和安全的压裂 返排液的处理方式主要有三：一种是经过预处理达标后回 注油层；一种是处理并达到国家外排标准后直接外排或再 利 用 ；还有一种对酸性返排液的处理方式是残酸池储存。 2 .1 回注处理技术
氧 化 法 处 理 压 裂 反 排 液 ，是 利 用 常 用 氧 化 剂 过 硫 酸 钾 、次氯酸、过氧化氢、髙锰酸钾的强氧化性来降低返排 液中的COD值 。经过试可得氧化剂过硫酸钾78.47%、次氯 酸钠70.60%〇、次氯酸钙64.10%〇、过氧化氢61.60%〇、髙锰 酸钾51.70%c 的氧化性依次减弱。氧化法一般有一级氧化 和两级氧化两种方式，但是由于压裂反排液的复杂性，实 践中常用两级氧化，经过两级氧化后压裂反排液的处理效 果最理想，从而大大提髙了CO D 的去除率，同时也提髙了 油键词：压 裂 返 排 液 生 化 处 理 C O D 值
页岩气压裂返排液处理
页岩气压裂返排液处理方法研究1 研究目的及意义页岩气作为重要的非常规天然气资源，已成为全球油气资源勘探与开发的新亮点，但其特殊的钻采开发技术可能带来新的环境污染问题，尤其是在页岩气压裂作业过程中将产生大量压裂返排废水，这类废水中含有随着返排废水带出的地层地下水、废压裂液和钻屑等，具有高盐、高矿化度、高色度、含有毒有害物质、可生化性差和难处理的特点。
因此，研究页岩气压裂返排液处理技术，对于缓解开发区块的环境问题显得格外重要，同时对于保障页岩气的正常生产和可持续发展具有重要意义。
2 国内外现状中国石油西南油气田分公司已形成了加砂压裂用滑溜水返排液重复利用技术并在现场应用。
其基本处理回用流程为：返排液→物理分离→水质检测→水质调整→水质检测→压裂用水或与清水混合后作为压裂用水。
现场通过过滤、沉降去除机械杂质，补充添加剂来调整返排液性能，使其满足压裂施工要求，重复利用。
该处理方式相对简单，但对成分较复杂的返排液处理后需与清水稀释才能满足压裂用水要求。
2.1 常规压裂返排处理技术1）自然蒸发依靠日照对返排液进行自然蒸发，去除水分，剩余盐类和淤泥采用固化处理。
该方法处理能力小，处理周期长，受自然条件限制（温度和土地）。
美国西部部分州和中国部分沙漠地区少量的返排液采用了自然蒸发处理。
2）冻融冻融是将返排液冷冻至冰点以下结冰，盐因溶解度降低而析出，使冰的盐浓度降低，再将冰加热融化得到低浓度盐水，从而实现盐一水分离。
该方法受地理气候限制，需要足够的冰冻天气，未见工业化应用报道。
3）过滤过滤常被用于返排液预处理和返排液处理后固-液分离，去除机械杂质/悬浮物等，也能在过滤时将部分油(脂)除去，且通常配以活性炭吸附处理。
过滤效果受滤网/滤芯孔径限制，过滤效率受过滤后的水质要求限制。
对于一些孔径较小的过滤器，细菌的存在将产生豁液堵塞过滤器，清洗后也难以保持。
过滤处理返排液在国内外各大油气田均有应用，但通常与其它处理技术复合应用，除去返排液自身和处理过程中产生的机械杂质。
压裂返排液处理剂配方实验评价
2017年03月压裂返排液处理剂配方实验评价宋宪实(吉林师范大学化学学院，吉林四平136000）摘要：压裂返排液的二次利用是解决环境污染和联合站处理压力大等问题的有效途径。
在已工业应用的钻井污水处理工艺基础上，研制了压裂返排液处理剂。
基本配方为：0.1%APS处理剂+0.30%阻垢剂+0.40%金属离子螯合剂+0.20%杀菌剂。
返排液经钻井污水处理装置处理后，添加该处理剂，开展实验评价。
关键词：压裂；返排液；重复利用；处理剂该处理剂处理对象是压裂返排液通过现行钻井污水处理装置处理后的产出水，其中对二次利用有不利影响的杂质成分主要包括残余的APS、Ca2+、Mg2+、SO42-、HCO3-、Cl-、以及变价、高价金属离子，根据杂质成分确定处理剂组分为APS处理剂、阻垢剂[1]、金属离子螯合剂、杀菌剂几部分。
通过实验优化确定处理剂配方为0.1%APS处理剂+0.30%阻垢剂+0.40%金属离子螯合剂+0.20%杀菌剂。
使用该处理剂后，对二次利用所配压裂液的基液粘度、交联性能、流变性能、破胶性能、残渣含量等指标进行综合评价。
1实验部分1.1实验材料实验用返排液:L油田某构造A井营城组压裂返排液（该井压裂液配方为0.45%稠化剂+0.2%杀菌剂+0.3%表面活性剂A+0.2%表面活性剂B+1%粘土稳定剂+0.05%pH调节剂，破胶剂为APS，交联剂为YL-JL-4型有机硼交联剂。
）经钻井污水处理装置处理后的产出水；APS处理剂：具有还原性的盐，分析纯；阻垢剂：B-43型阻垢剂，工业级；金属离子螯合剂：BCG-5型金属离子螯合剂，工业级；杀菌剂：十二烷基二甲基苄基氯化铵，工业级；交联剂：YL-JL-4型有机硼交联剂，有效含量15%。
1.2实验仪器美国Haake公司生产的MARSⅢ型流变仪，吴茵混调器，范式粘度计，电子天平，烘箱，恒温水浴锅及高速离心机。
1.3压裂液配制将添加有处理剂的压裂返排液置于搅拌器的搅拌杯中，在转速为2000r/min下形成漩涡，按配方（压裂液配方为：0.45%稠化剂+0.2%杀菌剂+0.3%表面活性剂A+0.2%表面活性剂B+1%粘土稳定剂+0.05%pH调节剂。
油田污水及压裂返排液处理技术分析
2021年第4期综述油田污水是在油田三采过程中产生的作业废水,主要含有原油、驱油剂、破乳剂、杀菌剂、机械杂质等,呈现出腐蚀快、细菌多、悬浮物含量高、色度重等特点,处理不当会造成注水设备腐蚀、水体腐败等问题[1-3]。
压裂返排液则是在油田增产改造后从井筒中返排出来的液体,主要含有稠化剂、聚合物、表面活性剂、杀菌剂及其他添加剂,具有粘度大、有机物含量高、水质多变等特点,若排放至地面不经过处理,将会对周围环境,尤其是农作物及地表水系统造成污染[4-6]。
因此,如何有效的缓解油气田开发带来的环境污染问题成为了当今油气田开发的关键技术之一。
1国内油田污水处理技术现状1.1油田污水的处理方法油田污水的处理方法主要有物理法、化学法、物理化学法、生物法等[7,8]。
1.1.1物理法物理法主要是实现固液分离或不同相的分离处理,物理法主要包括重力分离、离心分离、过滤、粗粒化、膜分离和蒸发等方法[9]。
重力分离技术是依据比重差异实现污水中油分、悬浮物、机杂从水体分离,已被各油田广泛使用。
离心分离是污水在高速旋转过程中形成离心力场,从而实现固液分离和不同相分离。
我国引进Vortoil水力旋流器已经在油田污水处理领域有了良好的应用。
粗粒化是指在设备中加入一定量的粗粒化材料,使污水中的油分粒径增大,以便处理含油污水中的小油滴和乳化油。
膜分离主要是通过膜渗透理论实现不同粒径物质、分子的分离及脱除。
常用膜分离技术包括超滤、王克强1,陈亚联1,2,毛智平1(1.咸阳川庆鑫源工程技术有限公司,陕西西安710018;2.川庆钻探长庆井下技术作业公司,陕西西安710018)摘要:油田压裂及油田开发产生的污水造成了大量水资源的浪费,成为制约油气田开发重要问题之一。
本文在分析油田污水及压裂污水特点的基础上,调研了植物脱盐、膜分离、铁碳微电解、紫外光杀菌、捕获离子等处理方法及工艺,分析了不同处理工艺的特点,并提出了油田污水处理发展的方向、油田污水回用的思路。
页岩气压裂返排液处理
页岩气压裂返排液处理方法研究1研究目的及意义页岩气作为重要的非常规天然气资源，已成为全球油气资源勘探与开发的新亮点，但其特殊的钻采开发技术可能带来新的环境污染问题，尤其是在页岩气压裂作业过程中将产生大量压裂返排废水，这类废水中含有随着返排废水带出的地层地下水、废压裂液和钻屑等，具有高盐、高矿化度、高色度、含有毒有害物质、可生化性差和难处理的特点。
因此，研究页岩气压裂返排液处理技术，对于缓解开发区块的环境问题显得格外重要，同时对于保障页岩气的正常生产和可持续发展具有重要意义。
2 国内外现状中国石油西南油气田分公司已形成了加砂压裂用滑溜水返排液重复利用技术并在现场应用。
其基本处理回用流程为：返排液→物理分离→水质检测→水质调整→水质检测→压裂用水或与清水混合后作为压裂用水。
现场通过过滤、沉降去除机械杂质，补充添加剂来调整返排液性能，使其满足压裂施工要求，重复利用。
该处理方式相对简单，但对成分较复杂的返排液处理后需与清水稀释才能满足压裂用水要求。
2.1常规压裂返排处理技术1）自然蒸发依靠日照对返排液进行自然蒸发，去除水分，剩余盐类和淤泥采用固化处理。
该方法处理能力小，处理周期长，受自然条件限制（温度和土地）。
美国西部部分州和中国部分沙漠地区少量的返排液采用了自然蒸发处理。
2）冻融冻融是将返排液冷冻至冰点以下结冰，盐因溶解度降低而析出，使冰的盐浓度降低，再将冰加热融化得到低浓度盐水，从而实现盐一水分离。
该方法受地理气候限制，需要足够的冰冻天气，未见工业化应用报道。
3）过滤过滤常被用于返排液预处理和返排液处理后固-液分离，去除机械杂质/悬浮物等，也能在过滤时将部分油(脂)除去，且通常配以活性炭吸附处理。
过滤效果受滤网/滤芯孔径限制，过滤效率受过滤后的水质要求限制。
对于一些孔径较小的过滤器，细菌的存在将产生豁液堵塞过滤器，清洗后也难以保持。
过滤处理返排液在国内外各大油气田均有应用，但通常与其它处理技术复合应用，除去返排液自身和处理过程中产生的机械杂质。
页岩油压裂返排液处理技术进展
基金项目：中国石油绿色油气田污染防治及生态保护研究项目“含聚含油废液强制破胶与回用工程技术研究”（２０２１ＤＪ６６０４）。
第一作者：徐凌婕，中国石油大学（北京）２０２１级在读研究生，研究方向：污水处理与回用技术。
通信地址：北京市昌平区府学路１８号，１０２２９９。
Ｅ ｍａｉｌ：ｘｕｌｉｎｇｊｉｅ０５１８＠１６３．ｃｏｍ。
通讯作者：张华，２００８年毕业于中国科学院生态环境研究中心环境工程专业，博士，高级工程师，现在中国石油集团安全环保技术研究院有限公司从事污水处理与回用技术研究工作。
通信地址：北京市昌平区黄河北街１号院１号楼，１０２２０６。
Ｅ ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇ ｈｕａ＠ｃｎｐｃ．ｃｏｍ．ｃｎ。
页岩油压裂返排液处理技术进展徐凌婕１，２ 张华１ 王毅霖１ 魏炜３ 陈昌荣４（１．中国石油集团安全环保技术研究院有限公司；２．中国石油大学（北京）；３．中国石油渤海石油装备制造有限公司；４．中国石油华北石化公司）摘 要 随着页岩油地质特点的差异化与压裂液体系的变革，亟需低成本、高效的返排液回用处理技术。
文章基于不同压裂液体系的油田返排液，对比分析了常规与非常规返排液的特征，明确严重影响页岩油返排液回用处理的关键污染特性是黏度大、悬浮物、油含量高。
针对关键技术难题，分别探究了氧化破胶技术与混絮凝剂的研究进展，发现任何单一处理剂均难以解决其破胶、脱稳与分离难题，需要研发并优化复合功能型药剂，确保页岩油压裂返排液高效资源化处理，支撑页岩油规模化绿色开发。
关键词 页岩油；压裂返排液；回用处理；氧化破胶；混絮凝剂ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５ ３１５８．２０２３．０４．００９ 文章编号：１００５ ３１５８（２０２３）０４ ００４０ ０６犘狉狅犵狉犲狊狊狅狀犜狉犲犪狋犿犲狀狋犜犲犮犺狀狅犾狅犵犻犲狊狅犳犛犺犪犾犲犗犻犾犉狉犪犮狋狌狉犻狀犵犉犾狅狑犫犪犮犽犉犾狌犻犱狊ＸｕＬｉｎｇｊｉｅ１，２ ＺｈａｎｇＨｕａ１ ＷａｎｇＹｉｌｉｎ１ ＷｅｉＷｅｉ３ ＣｈｅｎＣｈａｎｇｒｏｎｇ４（１．犆犖犘犆犚犲狊犲犪狉犮犺犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犛犪犳犲狋狔牔犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔；２．犆犺犻狀犪犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犘犲狋狉狅犾犲狌犿（犅犲犻犼犻狀犵）；３．犆犖犘犆犅狅犺犪犻犛犲犪犈狇狌犻狆犿犲狀狋犔犻犪狅犚犻狏犲狉犇狉犻犾犾犻狀犵犪狀犱犘狉狅犱狌犮狋犻狅狀犆狅．，犔狋犱．；４．犘犲狋狉狅犮犺犻狀犪犖狅狉狋犺犆犺犻狀犪犘犲狋狉狅犮犺犲犿犻犮犪犾犆狅犿狆犪狀狔）犃犅犛犜犚犃犆犜 Ｄｕｅｔｏｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｏｆｓｈａｌｅｏｉｌｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄｓｙｓｔｅｍｓ，ｌｏｗ ｃｏｓｔａｎｄｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｒｅｕｓｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｆｌｏｗｂａｃｋｆｌｕｉｄｓａｒｅｕｒｇｅｎｔｌｙｎｅｅｄｅｄ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄｏｎｆｌｏｗｂａｃｋｆｌｕｉｄｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄｓｙｓｔｅｒｍｓ，ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌａｎｄｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｆｌｏｗｂａｃｋｆｌｕｉｄｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｋｅｙｐｏｌｌｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｒｅｕｓｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｅｆｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓｏｆｆｌｏｗｂａｃｋｆｌｕｉｄｓｓｅｒｉｏｕｓｌｙａｆｆｅｃｔｅｄｗｅｒｅｈｉｇｈｖｉｓｃｏｓｉｔｙ，ｓｕｓｐｅｎｄｅｄｓｏｌｉｄｓａｎｄｈｉｇｈｏｉｌｃｏｎｔｅｎｔ．Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｅｓｉｎｏｘｉｄａｔｉｖｅｇｅｌｂｒｅａｋｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｎｄｃｏａｇｕｌａｎｔｓｗｅｒｅｅｘｐｌｏｒｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｆｏｕｎｄｔｈａｔａｎｙｓｉｎｇｌｅｔｒｅａｔｍｅｎｔａｇｅｎｔｗａｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｇｅｌｂｒｅａｋｉｎｇ，ｄｅｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｓｅｐａｒａｔｉｏｎ．Ｉｔｗａｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｄｅｖｅｌｏｐａｎｄｏｐｔｉｍｉｚｅａｃｏｍｐｏｕｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｌａｇｅｎｔｔｏｅｎｓｕｒｅｅｆｆｉｃｉｅｎｔｒｅｓｏｕｒｃｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｓｈａｌｅｏｉｌｆｌｏｗｂａｃｋｆｌｕｉｄａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｌａｒｇｅ ｓｃａｌｅｇｒｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｈａｌｅｏｉｌ．犓犈犢犠犗犚犇犛 ｓｈａｌｅｏｉｌ；ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｏｗｂａｃｋｆｌｕｉｄ；ｒｅｕｓｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｏｘｉｄａｔｉｖｅｇｅｌｂｒｅａｋｉｎｇ；ｃｏａｇｕｌａｎｔ０ 引 言近年来，我国对非常规油气的开发力度逐渐加大，已在储藏丰富的页岩油区块如新疆吉木萨尔、大庆古龙等建立了国家级陆相页岩油示范区［１ ２］。
Fenton试剂在返排压裂液处理中的应用
氧化处 理 ， 进一 步 除去 Ｃ Ｏ Ｄ。
取 经过破 胶
絮凝 处 理 压 裂 液 离 心 后 分 离 出 的
Ｎ
Ｒ Ⅵ ５ ∞
０
Ｎ
Ｃ Ｏ Ｄ 去除 率可 达 ９ ９ ． ３ ， 满足 Ｇ Ｂ ８ ９ ７ ８ —１ ９ ９ ６ （ （ 污水综 合排 放标 准 》 二 级排放 标 准 。
关键 词 残余 压裂 液 ； Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ试剂 ； Ｃ ＯＤ；深度 氧 化
中 图分 类 号 ｉ Ｘ ７ ０ ３ ． １ 文献 标 识 码 ｉ Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ５ — ３ １ ５ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ０ １ ６ － ０ ３
Ｎ
对 油 田企 业 周 围 的 生 态 环 境 ， 尤 其 是 农 作 物 及 地 境 ０ Ｆ 表水造 成严重 污染ｌ ＿ １ ］ 。传 统 处 理 的 填 埋 法 有 存 在
保＆ 札 严 固化 法 成 本 高 、 操 作 复杂 ， 重的环境 污 染 隐患 ，
护 Ｓ
焚烧 法 工 艺 复 杂 ， 大 气 污 染 严 重 ２ 训 。随 着 水 处 理 絮凝 法 、 氧化 法 、 生物法、 吸 附 法 的 联 合
注： 表 中数 据 委 托 湖 北 省 城 市 供 水水 质 监测 荆 州 监 测 站 测 试
技 术和工艺 的发展 ， 目前 针 对 返 排 压 裂 液 的 新 处
Ｈ 理 Ｈ 技 术 是 Ｄ Ｓ
ＣＯ Ｄｌ ３ ］
油田压裂返排液处理技术研究
油田压裂返排液处理技术研究油田压裂返排液处理技术研究一、引言在油田开发过程中，为了提高油藏的开发程度和油井的产能，采取了多种增产技术，其中包括压裂技术。
压裂技术是一种通过高压注入流体，使油藏中的地层岩石产生裂缝，从而增加储封层中的有效渗透率，提高原油的产量与回采率的方法。
然而，压裂作业产生的返排液成为环境污染的重要源头，因此对返排液的处理技术进行研究，对于油田开发的可持续性具有重要意义。
二、压裂返排液的组成与特性压裂返排液是指在压裂过程中，高压注入到地层后未完全回流至井口的液体，主要包括注入液、地层流体和地层溶质所形成的混合物。
其组成复杂，其中包含大量的溶解气体、地层固体颗粒、有机酸、有机胶体和各种溶解离子等。
此外，压裂返排液还具有酸性、高温、高盐度等特点，给其处理带来了较大的挑战。
三、压裂返排液的处理技术1. 传统处理技术传统的压裂返排液处理技术主要包括物理处理和化学处理。
物理处理技术主要包括沉淀、过滤、离心、蒸馏和吸附等方法，用于去除悬浮固体、溶解固体和溶解气体等污染物。
化学处理技术主要包括酸碱中和、氧化还原、络合沉淀等方法，用于去除有机酸、重金属离子和溶解离子等污染物。
传统处理技术虽然能够一定程度上降低返排液的污染，但处理效果有限，且存在设备复杂、处理成本高等问题。
2. 新型处理技术为了解决传统处理技术存在的问题，研究者们提出了一系列新型的压裂返排液处理技术。
例如，利用超滤膜和反渗透膜等膜分离技术，可以有效去除返排液中的溶解固体和溶解离子。
离子交换技术可以通过树脂吸附剂与溶液中的离子交换，达到去除重金属离子和溶解离子的目的。
生物处理技术通过利用微生物对返排液中的有机物进行降解，达到处理的目的。
此外，电解法、紫外光氧化法和高温热解法等新型处理技术也被广泛研究和应用。
四、压裂返排液处理技术的影响因素压裂返排液处理技术的应用效果受到多个因素的影响。
首先，压裂返排液的组成与特性会影响不同处理技术的适用性和效果。
压裂返排液的处理及回用
使用压裂液进行油气层压裂是提高油气产 量的有效措施之一。然而，压裂返排液的排放既 影 响 了 压 裂 工 程 效 率 ， 又 造 成 了 环 境 污 染［1］。 研究者针对现场压裂返排液处理问题做了大量研 究，处理方法主要有物理法、化学法和微生物降 解法。但现有处理技术仅是部分指标满足回用要 求，仍存在出水COD较高、回用COD不稳定、 氨氮去除率低、矿化度高、处理流程繁琐、成本 高、实用性差等问题［2-4］。
第4 期
赵浩楠等. 压裂返排液的处理及回用
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面积，有利于催化剂与水中污染物的接触，使其表 现出良好的催化活性［5-10］。此外，纳米级零价铁具 有尺度小、比表面积大、表面能高、吸附性好等优 点，同时具有一定的还原性，能够产生高效物理化 学吸附作用以及催化还原作用，深度去除水中重金 属离子和残余有害成分［11-12］。而将纳米零价铁与 特定载体材料复合，可增大纳米粒子与污染物的接 触面积，防止纳米颗粒团聚，提高纳米粒子的稳定 性，改善其在反应体系中的分散性，还可利用纳米 铁的磁性提高材料的循环利用效率［13］。
将TiO2纳米颗粒均匀分散于沸石表面，制成沸 石负载纳米TiO2复合催化剂，增加了催化剂的比表
［收稿日期］ 2019 - 01 - 17；［修订日期］2019 - 04 - 02。 ［作者简介］ 赵浩楠（1994—），男，山西省晋城市人，硕士生， 电话 18810143329，电邮 zgsydxzhaohaonan@。通讯作 者：柯扬船，电话 010 - 89733270，电邮 kyc009@。 ［基金项目］ 国家自然科学基金重大项目（51490650）；国家自然科 学基金面上项目（51674270）；国家科技重大专项（2017ZX05009003）；国家自然科学基金创新研究群体项目（515210纳米零价铁；回用
微电解-Fenton耦合处理油田压裂废水处理
44■技2018年•第4期微电解-F e n t o n i J合处理油田压裂废水处理◊西安石油大学畅飞研究Fe/C微电解、Fenton氣化反应、微电解-Fenton工艺 对油田压裂废水预处理效果，通过对C0D…去除率进行优选，确定了微电解-Fenton最佳工艺条件为在p H=3, Fe/C为1:1，H202投加董为5 m l/L,Fe2+投加量1000 m g/L，反应时间为150 min,C O D。
去除率可达58.9%，色度去除率达到93.3%。
油田压裂废水主要来源于压裂工艺中洗井作业产生的废水。
为了满足施工作业需求，压裂液中需要添加十几种添加剂|W]。
因此，压裂液具有成分复杂、废水中悬浮物浓度高、高 COD、难降解等特点。
目前国内外处理的方法有物理方法、物 化法、化学氧化法、生化龄剛。
1材料与方法1.1试验水质本试验的水取自某采油厂现场的油田压裂废水，废水粘度 较大，对原水先加降粘剂过二硫酸钾，投加剂量为5000 mg/L031,后水质变化情况如表1所示0表1降粘处理效果1.2试验材料本试验铁屑为海绵铁，先用8%的氢氧化钠溶液侵泡10 min,再用3.3%稀硫酸侵泡10 min，去除表面油污及表面氧化物。
活性炭在原水样中侵泡48小时以上，烘干后使用。
其它化 学试剂皆为分析纯。
1.3分析方法试验中采用快速消解分光光度法、pH采用pH仪、粘 度采用平氏运动粘度测定法、色度采用稀释倍数法，红外光谱 采用Peridn-Elmer550sM傅里叶变换红外光谱仪测定。
2结果与讨论2.1影响因素研究通赃交碰确定各因素对Fe/C微補、;Fenton氧化反应试 验的影响，初步确定试验条件为pH=3,铁碳比为1:1，氏0教加量为51〇1几，？6504投加量100〇1〇&^,反应时间为150〇1^。
对 其三种不同工艺在不同时间段，处理效果如图1所示。
由图1可知，<90 m in微电解反应COD^去除效率增长较快，在90 min以后，（：00…去除率几乎不变，去除率稳定在24.5%左 右，原水0»\由2318]31^降至为1750〇1&1^<6〇111111?邱1〇11氧 化反应C〇Da去除效率增长较快，60 min以后，COD。
超声辅助芬顿氧化降解油田压裂返排液
第37卷第2期2020年6月25日油田化学Oilfield ChemistryVol.37No.225Jun，2020文章编号：1000-4092（2020）02-358-05超声辅助芬顿氧化降解油田压裂返排液*刘波潮1，2，高俊斌1，曹宝升1，许佩华1，2，慕朝1，赵如松1（1.北京石油化工学院，油田应用化学与化工技术研究所，北京102617；2.北京化工大学化学工程学院，北京100029）摘要：压裂返排液的降解对保护环境、节约水资源具有重要意义。
本文采用超声辅助芬顿试剂氧化的方法，对长庆油田的高矿化度、高黏度返排液污水进行氧化降解，考察了不同因素对氧化降解反应的影响。
研究表明，在适宜的反应条件下，即H 2O 2与FeSO 4摩尔比3.7∶1、超声功率120W 、反应温度20℃、反应时间18min 、反应液pH 值6.17（接近原水），水样的COD 从10615.5mg/L 降至2351.3mg/L ，COD 去除率可达到77.85%，色度从2113.8CU 降至20.95CU ，浊度从47.88NTU 降至0.12NTU ，黏度从1.79mPa ·s 降至1.02mPa ·s ，矿化度从7130mg/L 降至1045mg/L 。
经超声辅助芬顿处理，可实现压裂返排液的快速降黏，大量脱除COD ，极大地降低返排液的色度、浊度，有利于后续深度处理。
图12表1参7关键词：油田压裂返排液；超声；芬顿氧化；COD 降解；色度；浊度中图分类号：X703.1文献标识码：ADOI：10.19346/ki.1000-4092.2020.02.030*收稿日期：2019-05-10；修回日期：2019-12-16。
作者简介：刘波潮（1991-），男，北京化工大学化学工程专业硕士（2019），从事油田污水处理研究，通讯地址：102617北京石油化工学院，E-mail ：***********************。
油田压裂废水有机物降解技术的研究_硕士学位论文 精品推荐
西安建筑科技大学硕士学位论文油田压裂废水有机物降解技术的研究专业：市政工程硕士生：刘思帆指导教师：高湘副教授摘要石油是当今最广泛使用的化石能源，具有不可再生性。
压裂作业是油田增产最为重要的措施，被各油田普遍采用，使用最为广泛的是稠化剂为羟丙基瓜胶的水基压裂液。
一般情况下，压裂液用于地下水回注，随着采出油含水量的增加，一部分压裂返排液需外排至地面。
返排液具有色度深、酸性强、粘度大、COD Cr 高、难降解等特点。
若不经处理直接排放，将会对周边环境造成严重污染。
本课题针对压裂返排液（本文称为压裂废水）的水质组成及特点，依据微电解法及Fenton试剂氧化法的原理，分别利用这两种处理方法处理压裂废水在不同反应条件下观察COD Cr去除率的变化规律，利用正交试验探求最佳反应条件；依据对中和、混凝、微电解法、Fenton试剂氧化法原理的研究，以对提高COD Cr 的去除率为判断标准，提出了“中和-混凝-Fe/C微电解-Fenton试剂法”的组合处理工艺，并优化各工艺的试验条件。
本论文首先对陇东地区某井具有代表性压裂废水进行水质检测（COD Cr：5186mg/L）。
其次分别针对Fenton试剂法和Fe/C微电解法进行研究，通过单因素试验优化所得最佳反应条件为：(1)单一Fenton试剂法对压裂废水进行处理，其最佳反应条件为pH值为3、H2O2的投加量为0.25mol/L、Fe2+投加量为40mmol/L、反应温度为50℃、反应时间为80min，COD Cr去除率达到68.9%；(2)Fe/C微电解实验：pH 值为2、反应时间为20min、铁碳比为5:1， COD Cr去除率可达52.7%。
最后利用“Ca(OH)2中和、混凝、Fe/C微电解及Fenton试剂法”的组合工艺对此压裂废液进行分步处理并对每个工艺单元进行优化，通过大量的烧杯实验得知各个单元的最佳反应条件为：(1)中和试验： Ca(OH)2的加量为30g/L。
芬顿法处理压裂返排液的实验
芬顿法处理压裂返排液的实验一.实验目的1.利用芬顿实验去除污水的COD 。
2.通过实验确定双氧水和七水硫酸亚铁的最佳摩尔比.双氧水和七水硫酸亚铁的投入量。
二.实验原理芬顿反应是以亚铁离子为催化剂的一系列自由基反应。
主要反应大致如下：Fe2+ +H2O2==Fe3+ +OH-+HO·Fe3+ +H2O2+OH-==Fe2+ +H2O+HO·Fe3+ +H2O2==Fe2+ +H+ +HO2HO2+H2O2==H2O+O2↑+HO·芬顿试剂通过以上反应，不断产生HO·（羟基自由基，电极电势2.80EV，仅次于F2），使得整个体系具有强氧化性。
三.实验设备及仪器1.六联搅拌机 1台2.pH试剂3.漏斗滤纸若干4.500毫升容量瓶若干5.塑料瓶若干四.实验试剂1.双氧水(30%)2.七水硫酸亚铁3.锰砂4.水样5.PAC药剂6.PAM药剂五.实验步骤(1).取100ml 目标污水置于烧杯中，、控制PH 在3-4.控制 H 2O 2 投入量为12% FeSO 4 1.8% (摩尔比为15:1) 放置六联搅拌机上,反应一个小时后. 加入PH 试剂，使PH 达到7-8。
(2).加入2#(加入量为2%)(3). 分别用滤纸和锰砂过滤。
(4).测COD1.通过粗略计算确定双氧水的大概用量。
2.以双氧水为定量,七水硫酸亚铁为变量,确定本水样的双氧水和七水硫酸亚铁的最佳摩尔比。
（1） 分别取100ml 废水置于5个烧杯中，控制PH 在3~4.控制双氧水的投加量为0.7%.分别以双氧水和七水硫酸亚铁摩尔比 4:1 6:1 8:1 10:1 12:1投入七水硫酸亚铁。
放置六联搅拌机上，反应3小时后，加入PH 试剂，使PH 达到7-8。
(2)再取100ml废水置于5个烧杯中，控制PH在3~4.控制双氧水的投加量为1%.分别以双氧水和七水硫酸亚铁摩尔比4:1 6:1 8:1 10:1 12:1投入七水硫酸亚铁。
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芬顿法处理压裂返排液的实验
一.实验目的
1.利用芬顿实验去除污水的COD 。
2.通过实验确定双氧水和七水硫酸亚铁的最佳摩尔比.双氧水和七水硫酸亚铁
的投入量。
二.实验原理
芬顿反应是以亚铁离子为催化剂的一系列自由基反应。
主要反应大致如下：
Fe2+ +H2O2==Fe3+ +OH-+HO·
Fe3+ +H2O2+OH-==Fe2+ +H2O+HO·
Fe3+ +H2O2==Fe2+ +H+ +HO2
HO2+H2O2==H2O+O2↑+HO·
芬顿试剂通过以上反应，不断产生HO·（羟基自由基，电极电势2.80EV，仅次于F2），使得整个体系具有强氧化性。
三.实验设备及仪器
1.六联搅拌机 1台
2.pH试剂
3.漏斗滤纸若干
4.500毫升容量瓶若干
5.
塑料瓶若干
四.实验试剂
1.双氧水(30%)
2.七水硫酸亚铁
3.锰砂
4.水样
5.PAC药剂
6.PAM药剂
五.实验步骤
(1).取100ml 目标污水置于烧杯中，、控制PH 在3-4.控制 H 2O 2 投入量为12% FeSO 4 1.8% (摩尔比为15:1) 放置六联搅拌机上,反应一个小时后. 加入PH 试剂，使PH 达到7-8。
(2).加入2#(加入量为2%)
(3). 分别用滤纸和锰砂过滤。
(4).测COD
1.通过粗略计算确定双氧水的大概用量。
2.以双氧水为定量,七水硫酸亚铁为变量,确定本水样的双氧水和七水硫酸亚铁的最佳摩尔比。
（1） 分别取100ml 废水置于5个烧杯中，控制PH 在3~4.控制双氧水的投加量为0.7%.分别以双氧水和七水硫酸亚铁摩尔比 4:1 6:1 8:1 10:1 12:1投入七水硫酸亚铁。
放置六联搅拌机上，反应3小时后，加入PH 试剂，使PH 达到
7-8。
(2)再取100ml废水置于5个烧杯中，控制PH在3~4.控制双氧水的投加量为1%.分别以双氧水和七水硫酸亚铁摩尔比4:1 6:1 8:1 10:1 12:1投入七水硫酸亚铁。
放置六联搅拌机上，反应3小时后，加入PH试剂，使PH达到7-8。
(3) 分别用滤纸和锰砂过滤。
（4）测COD，确定最佳摩尔比。
3.以摩尔比为定量,确定双氧水和七水硫酸亚铁的最佳投入量。
（1）分别取100ml废水置于4个烧杯中，控制PH在3~4.控制双氧水和七水硫酸亚铁摩尔比为6:1 分别加入0.7% 0.9% 1% 1.2%的双氧水，再按摩尔比加
入七水硫酸亚铁。
放置六联搅拌机上，反应3小时后，加入PH调节试剂，使P H
达到7-8
(2) 分别用滤纸和锰砂过滤。
（3）测COD，确定双氧水和七水硫酸亚铁的投入量。
六.实验数据
原水COD 2060mg/l
絮凝水COD 1552mg/l
芬顿+絮凝2#H2O2 用量12% FeSO4 1.8% 摩尔比为15：1 反应时间一个小时.之后测COD 368 mg/l
七.实验结果
在考虑成本与铁泥的情况下,双氧水用量0.7% 双氧水与七水硫酸亚铁摩尔比6:1 反应时间3小时为最佳.COD去除率为66%。