《油气田压裂返排液治理技术分析》

发布日期: 所属栏目: 科学技术

摘要: 自1940年至今,中国油气田的开发工程发生了显著的变化。随着我国科技的快速发展,开采方式由过去需要大量人力才能完成的工作方式转变为富含高科技技术的机器工作开采方式。国内油气田开采的数量越来越多,研究者发现了油田中多种多样的能量,使油气田的价值稳步提升。而作为油气田生产步骤的核心,压裂的效果直接影响油气田的产值。因此,为提高油气田的生产效率以及产品的质量,产生了各种各样的高新技术。但是在压裂这一过程结束后,会产生较难处理的且严重污染环境的压力返排液。本论文就压裂返排液的产生,成份以及危害进行了阐述,并对当前国内常用的油气田压裂返排液治理技术进行了总结和分析。

关键词: 油气田压裂;生产效率;压力返排液;压裂返排液治理技术

1 压裂返排液的研究

1.1 压裂返排液的产生

在油气田的生产过程中,工人们会根据生产产品的种类来采取相应的措施。主要涉及地质勘探、钻井、酸洗,压裂,调剖等。而压裂返排液是油气田经过压裂措施后在压裂井中产生和积累的。平均每个钻井队每天每口裂井中产生100到200立方米的废液。

1.2 压裂返排液的成份以及特点

压裂返排液的主要成份是压裂液的废液以及洗净废水。而通常情况下,常用的压裂液有两种。一种是由水冻胶,水包油乳化液,水基泡沫,稠化水以及一些酸性溶液组成的水基压裂液;另一种是由稠化油,油包水乳化液,油基泡沫组成的油基压裂液。同时为了提高油气田压裂过程中的生产效率,通常选择润滑性较好,黏度较高,滤失量小以及对被压裂的流体层无堵塞及损害等特性的压裂液。

由此可知,压力返排液的成分较为复杂,包含较多的化学成分。而且为生产时选择的各种特性的压裂液在处理时,压裂液的优势变为了劣势,造成压力返排液黏度较大,乳化程度较高等特点使之较难处理。另外如果大量随意排放,还会造成环境的严重污染。对此,需要采取相应的措施处理压裂返排液,保护环境。

2 压裂返排液治理技术分析

2.1 金属离子组成原电池电解处理

在处理压裂返排液时,利用原电池的氧化还原反应使废液中的污染物得到降解和沉淀。常用的原电池正负两级是铁和碳。即通过强还原性的铁的二价正离子和强氧化性的氢离子发生氧化还原反应,得到水和三价的铁离子。而二价铁离子和三价铁离子可以通过化学反应产生胶体,吸附废液中的污染物而后沉淀。这种方法成本较为低廉,可用铁的废料来完成化学反应。

这种方法也称为高级氧化法,其原理是氧化剂具有氧化型易得到电子,还原剂具有还原性易失去电子。此反应过程中,主要以烃基自由基为主要的氧化剂与有机物进行氧化还原反应,最终得到二氧化碳以及水。通常我们将失去电子的相对大小称为氧化电位,得到电子的相对大小称为还原电位。氧化还原电位简称ORP。温度在18到25摄氏度之间时,ORP的数值越高,则说明水中的较多分子被氧化,产生较多的氧气,水中的污染较少。另一方面,ORP的数值越低,则说明书中较多分子被还原,水中的污染较多。总之氧化还原反应是同时进行的,绝不会产生单独反应的状态。

2.2 微生物治理技术

微生物治理技术的主要原理是利用微生物的新陈代谢将废液变为稳定的胶状状态或者溶解状态,从而将压裂返排液中的污染物质转变为微生物的细胞质。微生物的生活状态主要为悬浮于水体中,数量较多,且易于聚集凝聚。所以可利用物理沉淀的方式将压裂返排液的废物排除。与此同时,微生物的生命力较强,可使微生物生活在含有有害物质的废料中,通过微生物的氧化反应,新陈代谢等化学反应将有害物质转变为无害物质或者危害较小的物质。

此种方法具有一定的局限性。首先,为适应微生物的生长需求必须对压裂返排液进行提前处理,满足微生物的生存条件。其次,要对微生物提前进行培养。选择适合的菌种,并且在培养过程中适当的加入压裂返排液中的物质,使微生物在投入废液时可以适应恶劣的环境,从而达到预期微生物处理的目的。这种方法方便操作,过程简单,但是时间周期较长,以及没有特定的菌种满足实验的需要。

2.3 絮凝沉降治理技术

絮凝沉降治理技术的原理是在废液中加入可使污染物以及其他杂质沉淀的试剂,如天然高分子絮凝剂,复合型絮凝剂以及助凝剂等。通过絮凝剂带有正电性的基团与水中杂质,污染物等带有负电性的基团进行物理化学反应,使这些污染物杂质处于不稳定的状态,利于杂质的聚合与沉淀。但是在实际操作过程中,压裂返排液具有较强的粘合性,所以需要进行氧化反应为絮凝剂的扩散提供条件。

3 结语

综上所述,随着国家和社会对石油天然气资源的需求越来越大,石油化工领域的环境保护问题也应加强注意。虽然我国在处理废液方面取得了较大的进步,但在治理过程中,不能仅考虑治理的成本,还要考虑治理的效率。不能因为治理成本较高而对处理过程进行了简化,并对环境造成了二次污染,得不偿失。同时,应根据实际情况对治理技术进行适当的改善,从而提高压裂返排液污染物治理的效率。 最后,政府应鼓励相关人员进行处理技术的研究,得到更为简单高效的方法。

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