科研總結報告

壓裂廢液處理技術的研究進展姓名：郭曉順化學工程與技術導師：王寶輝目錄一、壓裂工藝簡介二、國內目前處理壓裂廢液技術三、壓裂廢液處理現存的問題四、壓裂液處理技術發展的建議一、壓裂工藝簡介壓裂施工作為油田生產中重要的組成部分之一，也是增產、增注的重要措施。壓裂作業后壓裂廢液的排放會對油田附近的地層以及水源造成污染。壓裂作業排出的殘余壓裂液具有高濁度、粘度大和COD高等特點，環保達標處理難度大，是油田污水中處理難度最大的廢水。如果返排至地面的壓裂液不經過處理而外排，將會對周圍環境，尤其是農作物及地表水系造成污染。因此，對壓裂廢液進行深入研究，并設計新型、有效處理方案，可大大減少其對環境的污染。壓裂液的組成主要包括前置液、攜砂液和頂替液三種：前置液的作用是破裂地層，在壓裂施工初始時將前置液加入到地層中，對地層造成具有一定幾何尺寸的裂縫，同時前置液還能對降溫起到一定作用。攜砂液的注入起到將支撐劑（一般是石英砂或陶瓷顆粒）帶入裂縫中，并將砂子放置在預先設置的位置上。斜射液一般在前置液注入后，地層破裂成具有一定幾何尺寸的裂縫后注入。頂替液的作用是將井筒中的攜砂液全部替換并進入到裂縫中，其目的在于提高攜砂液的工作效率，防止井筒出現沉砂現象。壓裂液常用的添加劑有稠化劑，交聯劑，破膠劑，粘土穩定劑，殺菌劑，支撐劑，助排劑等。油田壓裂常用的用量較大的幾種藥劑：改性瓜膠、有機硼交聯劑、過硫酸鉀、（小陽離子，氯化鉀）、陶粒、醛類、陽離子表活劑、氟碳表面活性劑等。壓裂返排液的主要成份大體上以胍膠、甲醛、石油類及各種添加劑為主，而且為生產時選擇的各種特性的壓裂液在處理時，壓裂液的優勢變為了劣勢，造成壓力返排液黏度較大，乳化程度較高等特點使之較難處理。另外如果大量隨意排放，還會造成環境的嚴重污染。對此，需要采取相應的措施處理壓裂返排液，保護環境。二、國內目前處理壓裂廢液技術1、挖坑填埋油田早期采用的方法，目前基本淘汰2、固化法主要包括化學固化和生物固化。化學固化是指添加一些化學固化劑（氧化鎂、三氧化二鋁、氧化鈣，二氧化硅等）處理廢液；生物固化指用特殊的生物菌劑添加到廢液池進行攪拌、發酵，最后固化，該方法對廢液中的石油類物質具有極好的處理效果氣浮法處理壓裂液廢水的工藝流程圖廢液池氧化罐一級氣浮氧化劑絮凝劑二級氣浮緩沖罐收渣池收渣池流沙罐出水口回注

4、電解法在處理壓裂返排液時，利用原電池的氧化還原反應使廢液中的污染物得到降解和沉淀。常用的原電池正負兩級是鐵和碳。由于電化學反應在溶液中形成電場效應,破壞溶液中分散的膠體粒子的穩定體系,故膠體粒子向相反電荷的電極移動,沉積或吸附在電極上,從而去除廢水中懸浮態和膠體態的污染物質。電極反應產物具有高化學活性,其中新生原子態的[H]和新生態的Fe2+能與廢水中的許多組分發生氧化還原作用,破壞有機高分子的發色或助色基團,使之失去發色能力,使難降解的物質轉變成易降解的物質。新生態的Fe2+和Fe3+是良好的絮凝劑,能進一步吸附廢水中的污染物最終聚結成較大的絮體而沉淀。三、壓裂廢液處理現存的問題壓裂廢液的主流處理方式主要有兩種一是經過預處理后回注，一是處理后直接外排。這兩種處理方法各有其獨到的好處,國內對井下作業污水的處理,各大油田目前在處理上或多或少地存在一些缺陷,以大慶油田為例，根據油田目前的狀況，在壓裂廢液處理上還存在以下幾點問題：一、目前對于壓裂廢液的處理上尚無具體統一的細則及標準，主要是還是注重對于含油量，COD及懸浮物指標的測定，對于廢液中存在的其他離子則不予考慮二、設施費用及投入的人力、物力不足。目前建設的廢液處理車間都是規模比較小的，配備的人員也不完全具備獨立操作設備來應付處理污水的能力。對于污水排放也并未分類排放，造成污水成分復雜，極難處理。三、缺少操作簡單，處理量大，處理費用經濟和技術成熟的工藝。很多技術還是只停留在室內研究或者小批量處理，或者由于維護費用昂貴不能大量生產。三、對于污水回注或排放引起的環境污染問題重視、認識程度不夠，從思想上并未脫離過去的傳統認識。四、壓裂液處理技術發展的建議針對上述存在的問題,提出幾點壓裂液處理技術發展的建議：A、研制并開發出適合處理高含有機物體系污水處理的混凝劑和氧化劑B、研制并開發利用高級氧化技術為核心的新型處理工藝，并結合其他先進的處理工藝，將化學、物