油田压裂返排液的危害与处理工艺技术分析

摘要：在现代发展的背景下，各相关行业领域对石油的需求在日益增加，同时基于现代化技术的发展，就要求在石油勘探开发中合理运用新技术，并且融入节能理念，提高石油开采效率。石油是不可再生资源，全世界都面临资源短缺的问题。因此，在石油资源开采的现状下，需要落实资源的合理利用，以此来完成采油技术的有效利用，同时也是开发高效化发展的重要途径。压裂返排液处理可以改善石油生产的效率，以此来实现节能化的石油生产模式。

1压裂返排液处理简析

压裂技术是石油生产中的重要技术，主要是由于油田的水力作用，使油气层形成压力裂缝，以此来提高油田作业的工作效果。在油田实际作业中，对于储层的压裂必须使用水力压裂液处理，对于常规的石油裂化液有水基裂化液、石油基裂化液和泡沫裂化液。在采油中，压裂液会随着生产和输送而发生回流，这一过程称为“返排液”。返排液不仅包括压裂液成分，同时还包括了采油中的杀菌剂、稳定剂、悬浮物和粘合剂。在废液不断涌出的过程中，由于这一过程的出液量过多会影响压裂中使用的砂滤装置，泥浆会污染砂滤装置的隔膜，导致其运行损坏，同时也会影响油藏破裂效果和采油效果。为此，在石油生产中，需要开发多种工艺和生产方法。通过净化分解返排液，以此来减少这一过程中回流液中的有害物质，有效的改进分解，以全面提供更有效的开发过程。

2存在问题

压裂施工后，返排液含有从储层去除的粘土颗粒，同时也包括了压裂液中的添加剂。具有复杂的多相分散结构，同时也造成了处理难度大的特点。返排液如果不及时处理，在经过长期的存放后会产生难闻的气味，进而影响了井内环境和当地居民的身体健康。如果不加以及时处理处置，将进一步污染环境，特别是将严重影响当地的农作物和地表水系统，进而对环境造成极大的危害。页岩气压裂后的液量比常规油气井要多，而且往往存在“大规模和大量回液”，因此，对于压裂返排液污染是油气勘探开发中亟待解决的问题。随着涪陵工作区的开发，压裂液采用常规燃烧会对环境造成影响，同时在此过程中还会消耗大量的水资源，无法适应压裂方式。因此，对于大量裂化液的处理已成为油田开发过程中亟待解决的技术问题。

3压裂返排液的特点及危害

压裂返排液可以有效的处理原油和高分子有机物，并且在此过程中对于其形成中有渗透水和腐生细菌。因此，在压裂返排液处理，有机污染物是瓜胶和高分子聚合物，同时还有难分解的各种添加剂，同时还具有高粘度和高乳化性的特点。压裂返排液具有较高的粘度特征，并且液体粘度可达10~20MPa·s，对于复合压裂返排液还具有乳化性强的特点，同时还有刺激性气味，在处理过程中将会导致出水困难，处理压裂返排液困难。基于裂解液的添加剂使COD和TSS含量更高，处理过程较为复杂困难，同时还存在成本高。由于裂解回油的特性，对于未处理的压裂液直接通过返回土壤结构，这将造成周边的土壤污染，影响了动植物生存，大量的污染周边水体环境，对水生生物和饮水造成危害。因此，为了保护油田周围的生态环境，确保油田开采过程的可持续发展，需要利用压裂返排液处理对资源进行无害化提纯，并且合理的再加工利用，这些已成为油田开发领域的研究课题。

4压裂返排液处理方法

4.1化学处理工艺

化学处理工艺包括絮凝沉淀、氧化还原等。对于絮凝沉淀作为常用来去除有机物和悬浮物，对于实际处理过程中的使用，处理效果较差，还会造成形成较多的污泥。氧化还原法在返排液的使用包括初级氧化和高级氧化。对于还原需要加入过氧化氢、次氯酸钠等，分解返排液的有机物。对于大多强氧化剂，在具体返排液使用中，与有机物反应时间较为短，并且在具体的施用后会形成大量的离子，将会造成二次污染。此外，在返排液处理中，高级氧化还原包括芬顿氧化、臭氧催化和光催化，对于不同的方法在具体的使用中各有优缺点，在处理过程中可以发挥其一定的作用，在工艺处理效率和成本上也会存在一定的差异。因此，在压裂返排液处理技术应用过程中，需要根据情况选择还原法。

4.2物理处理工艺

压裂返排液处理净化技术包含有气浮法和离心分离。基于油田返排液中含有较多的有机物和无机物，在进行处理过程中，使用多孔粉粒状吸附剂，达到除臭的应用效果。一般对于压裂返排液处理使用物理净化比较简单，同时处理成本相对较低，但对于去除压裂返排液的可溶性有害物质的效果还有待提升。

4.3生物处理

生物处理可以对返排液中的凝聚物和有机物进行处理，以此来达到净化返排液的有效应用目的，在返排液的处理中起着重要的作用。对于生物处理的原理与微生物废水处理相同，在处理过程中具有一定的聚合吸附作用。微生物技术具有处理成本低和使用方便快捷的特点，适合油田压裂返排液的处理。在具体的净化过程中，使用生物处理可以基本降低返排液中的COD成分，以此来实现循环液的净化，实现更高效的压裂返排液处理。

4.4氧化处理技术

氧化提纯包括在油品逆流中，特别是在逆流提纯中，利用氧化剂对有机成分氧化，以减少高分子有机物，同时还可以去除小分子有机物。氧化处理技术对压裂返排液进行高效处理，确保减少了回流产生的效应，进而提高了产油量。当前工艺中氧化处理的使用非常重要，而AOPs是一种常见的逆氧化技术。在实际的净化中，H2O2和Fe2+试剂用作净化氧化剂和催化剂，合成芬顿净化试剂并对压裂返排液处理进行高效净化。

4.5循环回用处理

循环回用工艺是指采用物理处理、化学处理和生物处理方法后，加入添加剂和还原剂，以此来达到回用标准。这种提纯方法将压裂回流残留的物料转化为可用于生产的资源，该技术的应用减少了压裂液对环境的污染，同时又节约了资源。但在具体使用中具有回收工艺成本高，对处理的效果要求高，随着压裂工艺的不断改进，回用工艺的效果将会得到进一步提高。

4.6超声波、电絮凝、反渗透复合处理工艺

超声波、电絮凝是利用超声波和臭氧氧化，该技术的应用对于去除压裂返排液中的重金属，经过电絮凝吸附，最后才能达到处理要求和标准。让返排液在容器中进行自沉降过程，以此可以去除液体中的固体颗粒。通过过滤过程可有效的除去悬浮固体。使用超声波、臭氧氧化和电絮凝，当臭氧水进入装有返排液的容器中，在此过程中可以去除大部分有机物。臭氧氧化法可以去除烃类物质，同时形成小泡沫气液界面，将泡沫收集，提高了泡沫的上升速度，同时还有效的降低了固体和油的浮力。在油田开发过程中使用该技术时，对于返排液处理后的溶解颗粒小于500mg/L。

4.7CleanWave处理工艺

CleanWave基于电凝技术，应用过程工艺主要是利用紫外光杀菌，然后再利用电絮凝将压裂返排液悬浮物加以凝聚，最后利用过滤处理工艺，以此来去除净化返液，达到去除返排液的目标。压裂返排液处理过程中，在通过了CleanWave处理工艺后，处理的阳极释放了带正电的离子，在此过程中，离子与带负电的液态离子的结合，可以促进了不稳定因素在此过程中被电荷有效的吸附。经过了分离提取，对于液体中一些较重的絮凝物沉淀，该技术的应用，使过滤后的悬浮物去除率达98%以上。因此，该技术可有效的将含油量降低到20mg/L以下，表明在压裂返排液处理具有良好的应用前景和实际效果。

5结语

综上所述，由于油田压裂返排液成分相对来说较为复杂，实际处理工艺和实施过程难度较大，同时还存在处理成本高的特点。基于我国油气田开发技术的改进，对于压裂返排液处理工艺也在完善。为了高效地对压裂返排液处理实现低成本经济效益，同时基于高效的处理过程，还需要加强对压裂返排液处理工艺的不断研发和探索，以达到真正高效、环保的目的。由于不同压裂液的成分不同，工艺处理实际是有其局限性。为了达到安全处理的目标，同时合理使用压裂返排液，必须结合多种工艺，用于压裂返排液高效化处理。从压裂液的来源入手，研发环保的添加剂，以此来减少返排液难以分解的成分，降低压裂液实际对环境造成的破坏。考虑到社会发展对环境保护、节能减排的重视，对于压裂返排液的处理已成为油田发展需要重要的项目，需要通过降低处理成本，进一步减少对环境的污染。