安塞油田井下压裂废液的综合处理方法研究

论文摘要

在油田开发特别是低渗透油藏开发过程中,油井压裂是目前普遍应用的增产措施之一。在压裂过程中产生的压裂返排液具有粘度高、稳定性高、有机物含量高、处理难度大的特点,已成为当前油田主要生产污染源之一。本文通过对压裂返排液的来源、水质特征、治理现状及处理前景的分析,针对安塞油田压裂作业废水粘度差异较大的特性,采用Fenton氧化和混凝沉淀法对其进行联合处理研究,并进一步探讨了处理后废水进入油水集输系统对集输系统原油破乳、结垢性及腐蚀性的影响,使处理后水质既能达到油田回注水的基本水质要求,并具有腐蚀低、不易结垢、对集输系统原油破乳不产生影响。对于高粘度压裂废水(粘度≥10 mPa·s),首先采用浓硫酸酸化,再依次进行Fenton氧化和絮凝处理,并将处理后废水与采油废水按1：9的比例掺混再按照采油废水的常规处理工艺进行处理。结果表明,处理后废水较澄清透亮,透光率由0.7%升至73.9%,达到较好的处理效果。对于低粘度压裂废水(粘度≤5mPa·s),采用Fenton氧化一絮凝处理时,在过氧化氢(H2O2)和硫酸亚铁(FeSO4)投加量分别为0.2%～0.6%和15～20 mg/L时对废水进行氧化处理,调节废水pH值至3.0～10.0,再按照聚合氯化铝(PAC)30～50 mg/L和聚丙烯酰胺(PAM) 1～5 mg/L的投加量依次加入絮凝剂和助凝剂,加药间隔为30s进行絮凝处理,处理后又将PH调回7.5。结果表明：废水经处理后各水质指标均能达到安塞油田回注水水质标准,其悬浮物含量和油含量分别为2.0～2.5 mg/L和4.37～5.22 mg/L,平均腐蚀速率和细菌含量分别为0.0127～0.0155mm/a和0个/mL；处理后水结垢趋势低,其混合水失钙率低于10%；处理后水可通过油水集输系统进行外输,且对原油破乳不会产生影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 开题背景
• 1.2 开题目的及意义
• 1.2.1 压裂液体系及添加剂
• 1.2.2 国内外压裂废水的处理现状
• 1.2.3 国内压裂废水处理设施及存在问题
• 1.2.4 压裂废水处理药剂
• 1.2.5 化学絮凝法处理污水原理
• 1.3 开题思路和本文研究内容
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究思路
• 1.3.3 研究内容与创新点
• 第二章 实验部分
• 2.1 试剂及仪器
• 2.2 分析方法
• 2.3 安塞油田压裂作业废水的处理方法研究
• 2.4 处理后安塞油田压裂作业废水与地层水的结垢配伍性研究
• 2.5 处理后安塞油田压裂作业废水对原油破乳影响的研究
• 2.5.1 研究目的和意义
• 2.5.2 研究方法
• 2.6 压裂废液Fenton氧化降粘机理研究
• 第三章 安塞油田压裂作业废水组成与性质分析
• 第四章 安塞油田压裂作业废水室内处理方法研究
• 4.1 安塞油田高粘度压裂废水的处理方案确定
• 4.1.1 高粘度压裂废水的酸化破胶条件研究
• 4.1.2 pH条件和破乳剂加量对高粘度压裂废水酸化破胶效果的影响
• 4.1.3 高粘度压裂废水的Fenton氧化-絮凝处理方法研究
• 4.1.4 高粘度压裂废水化学氧化-絮凝处理后与采油废水掺混处理方法研究
• 4.1.5 小结
• 4.2 安塞油田低粘度压裂废水的处理方案确定
• 2O₂投加量的确定'>4.2.1 H₂O₂投加量的确定
• 4.2.2 不同pH值对压裂废水的Fenton氧化处理效果影响
• 4投加量确定'>4.2.3 FeSO₄投加量确定
• 4.2.4 低粘度压裂废水的Fenton氧化-絮凝处理方法研究
• 4.2.5 有机絮凝剂与无机絮凝剂加药时间间隔的优选
• 4.2.6 低粘度压裂废水的化学氧化-絮凝-过滤处理效果
• 4.2.7 小结
• 4.3 处理后压裂废水与地层水的配伍性研究
• 4.3.1 处理后压裂废水与地层水的水质组成
• 4.3.2 处理后压裂废水与地层水的配伍性实验
• 4.3.3 小结
• 4.4 处理后压裂废水对原油破乳效果的影响
• 4.4.1 实验过程
• 4.4.2 处理后压裂废水对原油破乳影响的实验结果
• 4.4.3 小结
• 第五章 Fenton试剂处理压裂废液氧化降粘机理研究
• 5.1 基准压裂液的制备
• 5.2 粘度对化学絮凝处理效果的影响
• 5.3 氧化降粘机理研究
• 5.3.1 实验过程
• 5.3.2 实验结果
• 5.4 小结
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 详细摘要