油田压裂返排液氯离子去除工艺及技术

一、主流氯离子去除工艺

1. ‌蒸发浓缩法‌
   通过控制蒸发条件分离氯离子，适用于小水量、高浓度废水（如矿化度TDS＞5万mg/L的采气废水），但能耗较高且需二次处理‌。苏里格地区压裂返排液矿化度达5000-25000mg/L时，可通过多级蒸发实现氯根去除‌。
2. ‌化学沉淀法‌
   添加特定试剂（如硝酸银、钙基沉淀剂）与氯离子生成不溶物（如AgCl、CaCl₂沉淀）。需严格控制离子组分比例，适用于含单一高浓度氯根的废水‌14。渤海钻探公司通过自主研发处理剂，将返排液氯离子浓度降至可回用标准‌。
3. ‌电解法‌
   在电解槽中施加电位差，使氯离子在阳极氧化为Cl₂气体脱除。此方法对废水导电性要求较高，需配套气体回收装置以避免二次污染‌。

二、创新集成工艺

1. ‌CDOF+CDFU技术‌

• ‌CDOF（连续动态油水分离）‌：采用臭氧催化氧化降黏，破坏压裂液胶体结构，提升氯离子分离效率，能耗较传统工艺降低30%‌。
• ‌CDFU（浮选单元）‌：添加专用絮凝剂去除悬浮物及残留氯离子，浮选后废水经滤器处理可回用，氯根去除率＞90%‌。

‌耐盐压裂液体系‌
渤海钻探公司研发的耐盐压裂液可在氯离子浓度≤3万mg/L条件下稳定运行，减少返排液处理频次，实现返排液直接回用‌。

三、成本控制措施

1. ‌预处理优化‌

• 采用重力沉降去除大颗粒泥沙，降低后续处理负荷（如CDOF单元进液悬浮物减少50%）‌。
• 分质处理低/高氯根废水：低浓度（TDS＜1万mg/L）优先采用生物-化学协同处理，高浓度采用蒸发-电解组合工艺‌。

‌动态加药系统‌
通过实时监测氯离子浓度调节沉淀剂投加量，药剂消耗减少8%-12%‌。

四、应用案例

1. ‌苏里格气田案例‌
   渤海钻探公司在苏25-9-14X井应用返排液处理设备，处理后氯离子浓度从2.5万mg/L降至8000mg/L，液体回用率提升40%，单井处理成本降低25%‌。
2. ‌页岩油压裂返排液处理‌
   采用CDOF+CDFU工艺后，返排液破胶时间缩短至4小时内，氯根去除效率达92%，处理后水可直接用于配制新压裂液‌。

（注：当前技术仍面临高氯根废水处理能耗较高、复杂离子干扰沉淀效率等问题，需进一步开发低耗高效耦合工艺。）