一种采用陶瓷膜处理油气田压裂返排液的方法及装置的制造方法
【技术领域】 [0001] 本发明涉及一种采用陶瓷膜处理油气田压裂返排液的方法及装置，属于水处理技术领 域。
【背景技术】 [0002] 压裂作业是油气增产的一项重要举措，同时也可以改善油气层的导流能力，因此被各 大油气田广泛采用，作业结束后，大量的废液返回至地面，成为当前油气田水体的主要污染 源之一。
[0003] 目前开发的压裂液有水基、油基、泡沫等压裂液，由于水基压裂液具有成本低，滤 失低，对油层伤害小，温度适宜能力较好，被各个油气田广泛采用，其所占市场份额高达 95%。水基压裂液的成分非常复杂，包含十多种助剂，主要有胶联剂，杀菌剂，稠化剂，粘土稳 定剂，pH调节剂，助排剂等，因此压裂废液常表现出高酸度，高C0D，高矿化度，高粘度，高稳 定性等特点，处理难度较大。目前处理压裂返排液的主要方法有絮凝沉降、吸附、过滤、氧 化、生物等方法，实际生产过程中多为几种方法的综合应用。
[0004] 张宏针对河南油田压裂液反排液的特点，研究了与之相适应的无害化处理方法： 混凝-氧化-Te/c微电解-Fenton氧化-活性炭吸附五步处理工艺，从此工艺不难看出，该工 艺的核心为氧化部分，其目的是将压裂返排液中的有机物尽可能多的氧化分解，因此该工 艺将会消耗大量的氧化剂，处理成本较高。
[0005] 综上所述，目前的压裂返排液处理技术仍然是以氧化为核心技术，氧化剂消耗量 大，氧化时间过程，且只能达到国家二级排放标准;在国家环保政策日趋严格的状况下，一 种工艺流程段，经济高效，高标准的工艺技术已经提上日程。
【发明内容】
[0006] 本发明提供了一种采用陶瓷膜处理油气田压裂返排液的方法及装置，该方法首先将含 有胶体的压裂返排液进行破胶絮凝处理，然后通过臭氧处理降低返排液的黏度，最后采用 陶瓷膜过滤技术进行精过滤;这种方法不仅可以提高陶瓷膜的通量和运行稳定性，而且缩 短了处理时间和工艺流程，降低压裂返排液的处理成本;经处理后的水可达到特低渗透油 田回注水指标或者国家一级排放标准。
[0007 ]根据本发明的第一个方面： 一种采用陶瓷膜处理油气田压裂返排液的方法，包括如下步骤： 第1步，对压裂返排液中加入破胶剂和絮凝剂，进行破胶和絮凝处理； 第2步，再使第1步处理后料液的黏度降低； 第3步，对第2步中得到的料液用陶瓷膜进行过滤处理。
[0008] 陶瓷膜的平均孔径范围是5~800nm，更优选范围是20~200nm。
[0009] 陶瓷膜进行过滤时，采用的是错流过滤模式;膜面流速1~8m/s。
[0010] 所述的第1步中，破胶剂选自过硫酸盐、次氯酸盐、高氯酸盐、过氧化氢或高锰酸盐 中的一种或者几种的混合物。
[0011] 所述的第1步中，絮凝剂选自高分子絮凝剂或者无机絮凝剂一种或者几种的混合 物。
[0012] 所述的第1步中，在加入絮凝剂时，还加入助絮凝剂。
[0013] 所述的助絮凝剂选自〇&0、1%0、0&(0!1)2、他 20)3、似!10)3中的一种或者几种的混合 物。
[0014]所述的第2步中，使料液黏度降低是采用〇3处理。
[0015]根据本发明的第二个方面： 一种采用陶瓷膜处理油气田压裂返排液的装置，包括有絮凝沉降槽，在絮凝沉降槽上 设置有破胶剂和絮凝剂加入装置，絮凝沉降槽与降黏反应釜连接，降黏反应釜上设置有臭 氧加入口，降黏反应釜与陶瓷膜的截留侧的入口连接。
[0016] 破胶剂和絮凝剂加入装置上包括有絮凝剂加入口和破胶剂加入口；絮凝沉降槽上 设置压裂返排液入口。
[0017] 所述陶瓷膜平均孔径范围是5~800nm，更优选范围是20~200nm。
[0018] 陶瓷膜的渗透侧与除盐装置连接，脱盐装置可以选自电渗析装置、离子交换树脂 床、纳滤膜或者反渗透膜中的一种或者几种的组合。
[0019]有益效果 本发明提供的一种采用陶瓷膜处理油气田压裂返排液的方法，其显著优点在于:①通 过破胶和絮凝耦合作用，提高了沉淀效率，显著提高陶瓷膜过滤通量和净化效果，提高了出 水水质，使出水完全达到了特低渗透油田回注水"5-1-Γ标准（即油质量浓度<5 mg/L，固 粒质量浓度< 1 mg/L，粒径中值< Ιμπι)和国家一级排放标准。
【附图说明】 [0020] 图1是本发明的处理工艺流程图。
[0021] 图2是本发明的一个实施方式中的装置结构示意图。
[0022] 其中，1、絮凝沉降槽;2、降黏反应釜;3、陶瓷膜;4、除盐装置;5、絮凝剂加入口；6、 破胶剂加入口；7、臭氧加入口；8、压裂返排液入口；9、破胶剂和絮凝剂加入装置。
【具体实施方式】
[0023] 下面通过【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解，下 列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或 条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件(例如参考徐南平等著的《无机膜分离技 术与应用》，化学工业出版社，2003)或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生 产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
[0024] 本文使用的近似语在整个说明书和权利要求书中可用于修饰任何数量表述，其可 在不导致其相关的基本功能发生变化的条件下准许进行改变。因此，由诸如"约"的术语修 饰的值并不局限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语可与用于测量该值的仪器 的精度相对应。除非上下文或语句中另有指出，否则范围界限可以进行组合和/或互换，并 且这种范围被确定为且包括本文中所包括的所有子范围。除了在操作实施例中或其他地方 中指明之外，说明书和权利要求书中所使用的所有表示成分的量、反应条件等等的数字或 表达在所有情况下都应被理解为受到词语"约"的修饰。
[0025] 以范围形式表达的值应当以灵活的方式理解为不仅包括明确列举出的作为范围 限值的数值，而且还包括涵盖在该范围内的所有单个数值或子区间，犹如每个数值和子区 间被明确列举出。例如，"大约〇 . 1%至约5%"的浓度范围应当理解为不仅包括明确列举出的 约0.1 %至约5%的浓度，还包括有所指范围内的单个浓度(如，1 %、2%、3%和4%)和子区间（例 如，0 · 1%至 0 · 5%、1%至 2 · 2%、3 · 3%至 4 · 4%)。
[0026] 本说明书中的"去除"，不仅包括完全去除目标物质的情况，还包括部分去除(减少 该物质的量)的情况。本说明书中的"提纯"，包括去除任意的或特定的杂质。
[0027] 本发明中所述的"多个"、"几个"等类似用语在无特别说明的情况下，是指2个以 上。
[0028] 本文使用的词语"包括"、"包含"、"具有"或其任何其他变体意欲涵盖非排它性的 包括。例如，包括列出要素的工艺、方法、物品或设备不必受限于那些要素，而是可以包括其 他没有明确列出或属于这种工艺、方法、物品或设备固有的要素。当一个元件被提及与另一 个元件"连接"时，它可以与其他元件直接相连或者与其他元件间接相连，而它们之间插入 有元件。
[0029]本发明提供的处理工艺主要是应用于油田、气田中的压裂返排液的处理，首先是 通过絮凝、破胶处理，可以使其中的较大的杂质、有机物等首先被去除。絮凝沉淀是颗粒物 在水中絮凝沉淀的过程。在水中投加混凝剂后，其中悬浮物的胶体及分散颗粒在分子力的 相互作用下生成絮状体，且在沉降过程中它们互相碰撞凝聚，其尺寸和质量不断变大，沉速 不断增加。经过破胶后的料液，可以降低陶瓷膜进行过滤的负荷。
[0030] 但是，但是由于压裂返排液中含有一些不完全的冻胶，其主要成分为羟丙基瓜胶 和硼砂形成的化合物，导致其黏度较大，一般情况下约为l〇Mps，仍然会造成陶瓷膜的运行 过程的可持续性低、膜污染严重以及膜通量较低的问题。因此，在压裂返排液处理中