非常规压裂返排液处理的现场试验

菌效果实 验。对 测 试 对 象 中 的 硫 酸 盐 还 原 菌 （ SＲB） 、腐 生 菌
（ TGB） 、铁细菌（ FB） 数量进行细菌测定，测试结果见表 4。使用
FH-7 杀菌剂，在加杀菌剂浓度为 50 mg / L 时，即可满足细菌总数
小于 100 个 / mL 要求。
表 4 投加不同浓度杀菌剂后细菌数量
标。针对河南油田非常规压裂返排液（ 适应现有压裂液配方体系
河南 油 田 压 裂 返 排 液 处 理 设 计 规 模 为 100 m3 / d，合 特点） 的处理推荐使用二级反渗透膜处理工艺。
3． 65 × 104 m3 / 年。该项目实施后节约的费用主要包含回注费用
表 3 二级反渗透除硼效果
mg / L
个 / mL
不同浓度杀菌剂 空白水样
SＲB 1． 5 × 103
TGB 9． 5 × 106
FB 9． 5 × 103
备注 未加杀菌剂
意义。
2 现场试验
1） 絮凝沉降试验。
50 mg / L 杀菌剂
0
80 mg / L 杀菌剂
0
120 mg / L 杀菌剂
0
150 mg / L 杀菌剂
0
20
0． 4
第 41 卷 第 21 期
·124· 2 0 1 5 年 7 月
山西建筑
SHANXI AＲCHITECTUＲE
Vol． 41 No． 21 Jul． 2015
文章编号： 1009-6825（ 2015） 21-0124-03
非常规压裂返排液处理的现场试验
李赫
（ 中国石化河南石油工程设计有限公司地面设计所，河南 南阳 473132）
安全隐患。
口，须设置回风排烟防火阀，阀门平时常开进行排风，当某防烟分
2） 防排烟系统风量的计算。
区着火时，所有防火阀均关闭，然后烟感探明发烟区，再向此防烟
防排烟系统风量的计算相关规范都作了规定，我国排烟风机 分区发出电信号，打开此防烟分区防火阀进行排烟，待 280 ℃ 时
排烟量的规定源于日本的规范，日本规定： 当排烟风机每分钟能 防火阀关闭。
0． 4
0
0
0
0
0
针对安 HF1、泌页 2HF 井压裂返排液处理，利用絮凝剂 0701、
絮凝剂 0901、絮凝剂 0903-1 #、絮凝剂 0903-2 # 进行效果评价。现
场试验表明，絮凝剂 0903-1#对安 HF1 以及泌页 2HF 井压裂返排
液适应 性 较 好，可 满 足 要 求。 最 佳 加 药 量： 絮 凝 A 剂 投 加 量
Feng Qian （ Taiyuan City Planning Design and Ｒesearch Institute，Taiyuan 030001，China） Abstract： According to the features of underground buildings，including few safety exits，impermeability and weak ventilation conditions，the paper analyzes the fire accidents of basements are characterized by longer smoldering process，slow burning，and poisonous smoke caused by high temperature，indicates some problems in the smoke control and extraction system of underground buildings from the design，construction and operation aspects and some precautions，and provides some design suggestions for the smoke control and extraction system of the buildings，so as to exerts the buildings’important role． Key words： underground building，smoke control and extraction，fire-fighting
收稿日期： 2015-05-13 作者简介： 李 赫（ 1987- ） ，男，助理工程师
第 41 卷 第 21 期 2015 年7 月
李 赫： 非常规压裂返排液处理的现场试验
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的细菌、悬浮物以及返排液的粘度、密度和 pH 值进行了分析。该
3） 反渗透除硼实验。
油田压裂返排液的主要特征有： pH 值 6 左右，呈弱酸性； 铁含量不
a． 为了使风口的联动更加简单，在多个防烟分区分别使用排
计研究院． 全国民用建筑工程设计技术措施： 暖通空调·动
烟风机时，宜使用常开型风口，且风口不需防火阀控制。
力（ 2009 年版） ［M］． 北京： 中国计划出版社，2009．
Discussion on how to set the smoke control system in the underground buildings
实际，充分考虑因各工程具体特点、施工过程不严谨及风口质量 ［2］ GB 50067—97，汽车库、修车库、停车场设计防火规范［S］．
不达标等因素而做一定附加量。
［3］ GB 50098—2009，人民防空工程设计防火规范［S］．
3） 合理设置排烟口和防火阀。
［4］ 住房和城乡建设部工程质量安全监管司，中国建筑标准设
液中含 大 量 KCl； 总 硬 变 化 很 大，无 特 定 变 化 规 律，数 值 在 化度大大降低，说明阴、阳离子的去除效果很好； 硼含量经一级反
100 mg / L ～ 900 mg / L 之间； 压裂返排液中油含量变化较大，最大 渗透出水值为 7 mg / L ～ 12 mg / L，经过二级反渗透，硼含量基本为
压裂是页岩气（ 油） 等非常规资源开发的重要手段，而且压裂 液用量较大，每段压裂液用量约为 1 000 m3 ～ 2 000 m3 ，一般 10 段 ～ 12 段压裂时压裂液总用量达 10 000 m3 ～ 20 000 m3 ，利用压裂返排 液配置压裂液可以节约大量清水资源。压裂返排液成分复杂、水 质稳定、排液量较大，国内迄今尚无成熟可靠的处理工艺。设计出 性价比较高的技术方案是河南油田当务之急。探讨适合河南油田 应用的非常规压裂返排液处理工艺技术，为非常规资源开发提供 强 有 力 的 技 术 支 撑，对 该 油 田 来 说 具 有 重 大 的 经 济 效 益 与 环 保
排出 120 m3 ，且能保证防烟分区每平方米地板每分钟排出 1 m3
地下建筑具有与 室 外 连 通 出 口 单 一、封 闭 性 较 强、火 灾 扑 救
时，符合要求； 当负担多个防烟分区时，应能保证面积最大防烟分 困难等特点，在长期的实践中表明排风、排烟共用系统是一种合 区每平方米地板每分钟排出 2 m3 ，在划分防烟分区时，如无特殊 理的布置方式。但是准确的计算风量、精确控制风机负担多个防
和清水配置压裂液费用两个方面。回注成本约为 18 元 / m3 、清水 成本约为 4． 1 元 / m3 。预计年均节约费用 80． 7 万元。现场试验包 括絮凝沉降试验、药剂除硼实验、反渗透膜除硼实验及杀菌剂评价 试验。通过这些试验制定了处理技术方案，包括压裂返排液处理 后回注工艺方案和回用工艺方案。
值 527． 9 mg / L； 压裂返排液中几乎不含硫； 压裂返排液中悬浮物含 零，二级反渗透除硼效果见表 3； 其他离子如铁、硫含量不高，经絮
量变化较大，最大值 726． 1 NTU； 由于不同压裂井采用的压裂液配 凝可以达标，即使个别项目超标，经超滤、反渗透也能去除并达
方不同，导致排出的压裂返排液水质差别较大。
序号 1 2
压裂返排液原水 一级反渗透出水 二级反渗透出水
45
7
0
53
12
0
备注
反渗透前 需预处理
4） 杀菌剂评价试验。
该油田常用杀菌剂有 FH-7，1227 两种，其中 FH-7 杀菌剂抗
低温效果较好且价格较低，因此对 FH-7 进行了评价实验。分别进
行药剂浓度为 0 mg / L，50 mg / L，80 mg / L，120 mg / L 和 150 mg / L 杀
投加絮凝剂前 309
10 602． 4
投加絮凝剂后 8
10 204
备注Βιβλιοθήκη Baidu
2） 反渗透膜除硼实验。 在压裂液中，由于 用 到 硼 盐 作 为 破 胶 剂，在 压 裂 返 排 液 中 含
在反渗透除硼的实验过程中，需要用到两种膜： 超滤膜和反
高，范围在 4 mg / L ～ 16 mg / L； COD 随排液时间逐步增大，最高值 渗透膜。泌 416 井压裂返排液水样中硼含量 50 mg / L。现场试验
达到 11 840 mg / L； 总矿化度高，其中 Cl － ，K + 含量高，原因为压裂 结果表明，在多滤料复合过滤方法的辅助下，其絮凝过滤后总矿
b． 当排烟风机担负多个防烟分区的排烟任务时，某一防烟分
烟系统。然而在设计的实践中，往往容易忽略防火门的影响因 区着火，着火防烟分区的排烟口打开，排烟风机启动排烟，280 ℃
素，为避免风道进行叠加，地上和地下仍合用一套加压送风系统， 关闭，排风系统在每个防烟分区管道上设置常开风口，平时运行
而加压送风口采用电动风口，但本人认为此种方式可靠性不高， 排风，某防烟分区着火时，常开风口全部关闭； 若共用排烟风管、
500 ppm，絮凝 B 剂投加量 160 ppm； 絮凝剂只是针对总悬浮物，对
影响总矿化度的阴、阳离子的去除效果不明显，絮凝剂投加前后水
质指标见表 1。作为回注水，已能部分满足要求。如果要达到再 利用的目标，还需除去水体中的其他离子［1，2］。
表 1 投加絮凝剂前后水质指标
参数 浊度 / NTU 总矿化度 / mg·L － 1
摘 要： 河南油田通过非常规压裂返排液处理的现场试验制定了处理技术方案，包括压裂返排液处理后回注工艺方案和回用工艺
方案，并进行了絮凝沉降试验、药剂除硼实验、反渗透膜除硼及杀菌剂评价试验，结果表明，采用二级反渗透膜处理工艺是适宜的；
采用“气浮 + 过滤”处理工艺处理后水质可满足回注水质标准： 含油不大于 10 mg / L、悬浮物不大于 10 mg / L、含硫小于 2 mg / L、总 铁小于 2 mg / L，细菌总数小于 100 个 / mL，pH 值 7 ～ 8，处理成本不大于 5 元 / m3 。
要求，防烟分区的面积相差不宜太大，避免系统造成浪费。许多 烟分区时的排烟量、合理的设置排烟口和防火阀是设计地下建筑
工程实践中都存在着排烟量和风压不满足设计要求的情况，究其 防排烟系统的重中之重。
原因主要是因为： 竖井或风道有效截面不足； 竖井或风道表面粗 参考文献：
糙； 风口联动关闭不严或风道漏风。因此，设计人员应结合工程 ［1］ GB 50016—2014，建筑设计防火规范［S］．
关键词： 油田，非常规压裂返排液，现场试验，二级反渗透膜处理工艺，标准
中图分类号： TE992． 2
文献标识码： A
DOI:10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2015.21.069
1 概述
井、泌 264 井、泌 416 井压裂返排液水质情况进行了分析。具体工
近年河南油田进行了非常规压裂返排液处理的现场试验及 作包括： 对 返 排 液 中 包 含 的 K + ，Na + ，Ca2 + ，Mg2 + ，Cl － ，SO24 － ，
因为一旦地下部分发生火灾，烟火蔓延至地上部分时，对地上部 各自设置风口，应设置带有电动阀的常开风口及常闭排烟口，平
分的人员疏散会造成很大威胁，因此对于防烟系统而言，发生火 时运行排风，当某防烟分区着火时，所有常开风口的电动阀关闭，
灾时，地上和地下部分加压送风量需要同时满足要求，以免造成 着火防烟分区的排烟口打开进行排烟； 若共用排烟风管和排烟
回注回用工艺技术试验研究工作。对泌页 HF1、安 HF1、泌页 2HF CO23 － ，HCO3－ ，S2 － ，Fe2 + ，Fe3 + ，Fe，B 等进行了分析； 对返排液中
櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅
要求使用防火门进行分隔，并根据规范要求设置相应的机械防排