东翱石油根据我国实际施工生产要求与哈尔滨工业大学进行合作,成功研发出了压裂反排液处理系统,并大量使用在大庆油田、吉林油田、富山油气田等多地。
大庆油田未动用储量主要是外围低渗透油田的葡萄花和扶扬油层,长垣葡萄花油层主要分布在肇州、新肇、新站、葡西等油田,扶余油层主要分布在朝阳沟、榆树林等油田,油层具有构造复杂、储层厚度薄、砂体规模小等特点,油田开发难度较大。近年来,为保证油田稳产和对外围油田薄差储层的高效开发,油田试验总结出水平井穿层压裂开发和缝网压裂、体积压裂的开发模式,可大大提高难采储量的动用率,单井产生的压裂液数量将大幅增加,单井压裂液返排量达到4000-7500 m3不等,废压裂液的产生量将大幅上升。
废压裂液是油水井压裂过程中产生的混合废液,来源于两个方面:一是在油水井压裂作业结束后,从地层中返排的废液;二是因天气等原因不能施工所产生的变质压裂液及工序失败后剩余的压裂液。废压裂液主要组成有增稠剂(聚糖类高分子)、各种添加剂、地层中返出的油污、压裂液与地层发生反应后的终端产物、压裂液破胶后产生的较小分子量的有机产物等,其中液相占98%,固相占2%。压裂液具有高COD值、高稳定性、高粘度、悬浮物含量高等特点。
通过上述数据分析可以看出:
(1)由于含有多种难于生化降解的高分子水溶性聚合物及各种添加剂,COD、BOD值超标严重。
(2)含悬浮物较多,并以悬浮油颗粒为主,石油类浓度偏高。
由于众多添加剂的加入及从地层挟带石油类等有机物质,使返排出的压裂液具有高COD值、高稳定性、高粘度、污染物浓度高、排放量大等特点,COD的降解难度大,特别是不易净化的亲水性有机添加剂,难以从废液中除去。不经过处理直接外排会对周围环境,尤其是对土壤、地下水及地表水造成严重污染。废压裂液不经处理直接进入油田含油污水处理系统,会对油田生产系统造成冲击,大量消耗水处理药剂,降低水处理药剂的处理效果,影响水中油及悬浮物的去除,影响原油的聚结上浮和污泥沉降,严重污染滤料等,从而造成处理后水质不达标,严重时会造成整座污水站停运。
根据油田“十二五”后两年及“十三五”开发规划,2014-2020年,油田一方面加大外围油田葡萄花和扶杨油层的动用力度,另一方面增加的老井压裂措施井的数量,每年将压裂近4000井次,产生废压裂液约55.25×104m3。随着措施井的增多,废压裂液的产生量还在不断增加。目前,这些废液的处置方式主要是就近排放到村屯附近的自然土坑内。
压裂反排液处理系统主体工艺流程
压裂反排液处理系统主体工艺可分为三个部分组成,每个部分又由许多具体设备构成,用电总功率150KW,占地面积2000㎡。其主体工艺如下:
废压裂液回收单元→废压裂液处理单元→污水处理单元
1、压裂反排液处理系统回收池
①收集系统
每项废压裂液处理工程新建废压裂液回收池1座,规模为5000m3,为方便废液拉运和处理设施运行,废压裂液回收池周边设道路和场地,场地内设15m×15m的回车场和16m×16m撬装装置摆放场。四周采用高纤维混凝土围栏围合,设高1.5m、宽4m大门1座。站外新建污泥拉运道路,为降低投资,道路及场地均为沥青混凝土路面,采用4m宽路面, 6m宽路基。撬装装置安放场地面积256 m2,均为水泥混凝土结构。新建废压裂液回收池采用钢筋混凝土结构,底板做法从上至下依次为1:2水泥防水砂浆抹平层厚20mm,刷混凝土界面处理剂一道,C30 P6级D200抗渗抗冻补偿收缩钢筋混凝土底板厚600mm,C15混凝土垫层厚100mm,挤塑板80mm,粗砂垫层300mm。挤塑板的压缩强度取150kPa,采用双层错层搭接。壁板从里往外做法为1:2水泥防水砂浆抹平层厚20mm,刷混凝土界面处理剂一道,C30 P6级D200抗渗抗冻补偿收缩钢筋混凝土壁板厚300mm,刷冷底子油一道,热沥青两道,池壁周围回填粗砂***少300mm。回收池沿长边在中心位置设伸缩缝一条,宽30mm。
②、 压裂反排液处理系统给排水部分:给排水部分主要是为废压裂液处理装置配套清水、污水管道,清水管道接自联合站已建清水干线,规格为DN100 PN16 热浸镀锌焊接钢管,埋地部分做加强级防腐,地上部分做保温处理。污水管道规格为DN100焊接钢管。清水、污水管线均设→→→电力部分主要是为照明和生产运行用电,配套压裂废液处理装置供配电变压器1台(60kW ,380V)。彩板房值班室内设置配电箱,采用电力电缆YJV22-0.6/1 3x95+1x50埋地敷设至用电设备。废压裂液储存池四周设场地照明,场地四角设投光灯四基,电源引自新建彩板房值班室内配电箱,采用电力电缆YJLV22-0.6/1 4x4埋地敷设至用电设备处。
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