油田钻井泥浆、压裂返排液、酸化污水净化处理撬装装置 一.概述 钻井工程、压裂施工、油水井酸化改造作业始终伴生油田勘探开发的全过程,在施工中产生 的泥浆污水、压裂返排液、酸化废水因其组成成分复杂、色度深、可溶性**物含量高、富含重 金属的岩屑和复杂的高分子聚合物等有毒有害物质。如不处理,势必对排放地的自然生态环境和 地下浅层水、地表水造成不可逆的重度污染。在自然环境已非常脆弱的当今,国家已严格执法, 任何污染环境的人和事都将付出沉重的代价。钻井泥浆污水不处理或处理达不到国家排放标准就 外排,法律上是**禁止的。同时,油田勘探开发单位是*国有企业,作为对社会和自然生态 环境负责任的央企大单位,**不允许任其让据有重度污染的钻井泥浆,压裂返排液、酸化废水 不处理或处理不达标就在施工现场自然排放。然而,钻井、压裂、酸化施工产生的污水是一类高 浓度**污水,难提取、难降解、毒性强,目前其达标净化处理技术还是一个重大难题,本系统 设计就是为解决这一技术难题而作。 二.钻井泥浆、压裂返排液、酸化废水的定性描述 1.钻井工程施工中采用的钻井液,就大的体系而言,有水基和油基泥浆两大类。其多由无 机盐、油类、粘土、磺化酚醛树脂(或高分子聚丙烯酰胺)、木质素铁铬盐等化合物组成,钻 井时与钻遇地层的岩屑混合返出地面形成钻井泥浆污水。据有四高特点:高色度、高悬浮物、高 CODcr值、高稳定性。色度以黄白—黑褐色居多,PH值在6.8-7.2之间,悬浮物浓度在1-5%之间, CODcr含量在10000-60000mg/l,含油在30-50mg/l,有毒有害的多种重金属含量在3-7mg/l。 2.无论哪种体系的压裂液配方,大多是由高分子长链**活性剂为主要成分,辅以降摩阻、 增稠增粘剂、转向剂、杀菌剂等(亦是**高分子化合物与特定的金属离子结合)。在压裂施工 中,前置液中一般都要添加防膨稳定剂以保护油层,在**替液中又添加了破胶剂。特别是针对巨 厚致密性粉细砂岩油气层的大型压裂,其压裂液配方,由数十种化学剂组成,压裂后的返排液, 也会携带出原油和天然气。由其形成的污水,化学成分就更为复杂,净化处理从技术上评价更 是一个难题,而要达到环保排放标准就更困难了。压裂返排液主要污染因子有五天生化需氧量 B O D5、化学需氧量C O D c r、氨氮三项指标会很高,处理至国家二级排放标准难度就很大。国家二 级排放标准:BOD5为60--150mg/l,CODcr为150mg/l,氨氮为50mg/l。采取我公司提供的技术, 可以达到排放指标要求。 3.酸化废水也包含了油层保护剂、缓蚀剂和少量的油气,其主要成分为无机或**酸类,表 现为酸性。相对于钻井泥浆和压裂返排液来讲,净化处理较易。如将其与前两种污水混合处理, 可以小幅度降低处理成本。 地址:河南郑州经济技术开发区 电话:0371-64896923 15038294490 传真:0371-64899483 20三.快速达标净化处理技术设计的原则工艺 为了实现快速、达标净化处理钻井泥浆、压裂返排液、酸化污水的目的,其净化处理的原则 工艺按如下设计: 单一(或混合)污水----调节P H值、破乳+混絮凝----强磁分离提取污泥----强氧化----微 电解----PH值调节+气浮----过滤----达标排放净化水。 按照上述工艺,经破乳+絮凝和强磁提取污泥工段,可将原污水的重金属、悬浮物基本** 去除,色度由黑褐色转换成为淡黄—白色透明,C O D c r去除70左右%,即可以降低至1500m g/l以 下;在强氧化+微电解工段,可将CODcr降至200mg/l左右;通过高效涡凹气浮+过滤,将CODcr值 降低到100m g/l以下,同时除去其它有害物质,使其净化处理的污水,真正达到国标综合一级排 放标准。 以辽河油田钻井泥浆室内小样实验测试结果如下表: 1-2工段 3-4工段 5-6工段 国家标准 PH值(mg/l) 6.5-6.8 1.0-1.5 6.8-7.2 6.0-9.0 CODcr(mg/l) ≦1500 ≦200 ≦100 ≦120 悬浮物(ss)(mg/l) ≦20 ≦20 ≦10 ≦100 石油类(mg/l) ≦10 ≦10 ≦5 ≦10 总Cr(mg/l) ≦0.05 ≦0.05 ≦0.05 ≦1.5 Pt(mg/l) ≦0.005 ≦0.005 ≦0.005 ≦0.05 酚类(mg/l) ≦0.05 ≦0.05 ≦0.02 ≦0.5 色度 淡黄-白色 白色 清澈透明色 无色 从实验测试结果可以看出,设计的工艺流程,对处理油田钻井泥浆污水技术上是可行的、效 果是显着的。工厂按此工艺技术设计制造的是,可以车载的、在野外的流动撬装块,即可满足在 钻井现场就地快速净化处理钻井泥浆污水,也适应油田将废泥浆污水集中快速净化处理,单台套 装置的处理能力在5—40m3/h任意选择。 整套装置在制造时,运用本公司据有自主知识产权的较新**技术《含油污水污泥快速净化 处理一体化装置》,**号:ZL 2010 2 0564989.6,生产出整套装置的核心设备,配套了自己设 计的微电解源和较新型高效涡凹气浮,构成了整套装置的核心。现场运行时在除油工段使用了我 们自己研制的**破乳剂和阳离子高分子絮凝剂,保证了整套装置技术的先进性、针对性和可操 作性。 系统在泥水分离段提取出来的污泥,经我们设计的高效磁力轧泥机脱水后,出泥含水率 ≦60%,数量上已占比例很小,也没有危害性,即可就地掩埋,也可拉走集中处理。如确需彻底处 理,我们可配套自己研制的含油污泥无害化固化技术,处理后的无害污泥,可以作为铺路基材或 挤压成砖有效利用。