一种压裂返排液回收处理再利用方法以及装置

压裂返排液回收处理再利用方法解析

压裂返排液回收处理再利用需经过多步工艺，以实现液体的净化与性能调整。具体步骤如下：

1. 预处理阶段：压裂返排液首先进入气液分离装置，分离出的气体通过燃烧装置处理，液体则进入沉砂除油罐去除砂粒和凝析油。
2. 去离子与沉淀处理：处理后的液体泵入去离子罐，分批次注入碳酸钠作为离子处理剂。在线pH值测定装置监控液体pH值，当pH达到8.5以上时，钙、镁、铁等高价金属离子大部分沉淀析出。随后液体经过10-12小时自然沉降，沉淀物从底部排出。
3. 过滤与存储：沉降后的液体通过泵提升至带滤网的过滤罐过滤，去除残余沉淀，随后进入专用储液罐存放。泵注管线上的流量计用于控制液体提升流量。
4. 性能调整与评价：从储液罐取样分析残余添加剂浓度，通过药剂补给罐补充所需药剂，调整液体性能。经压裂液性能评价合格后，转入储液罐用于下一口井压裂作业。
   

压裂返排液处理关键技术与创新点

核心处理技术

• 化学沉淀法：通过调节pH值至8.5以上，使高价金属离子形成沉淀，降低对液体重复利用的影响。
• 膜分离技术：部分工艺采用特种防堵超滤、纳滤装置，进一步去除有机杂质（COD）和矿化度，浓水可返回前置处理单元循环处理。 

• 二氧化碳软化技术：深层煤层气压裂返排液处理中，利用二氧化碳软化装置去除钙镁离子，产生的碳酸钙可直接作为钻井液添加剂资源化利用。

技术创新特点

• 全流程资源化：处理过程中产生的碳酸钙沉淀物、过滤残渣等可回收利用，降低固废产量。
• 自动化与低能耗：系统集成在线监测（如pH值、流量）和自动药剂投加功能，缩短流程并减少能耗及药剂用量。
• 灵活适配性：根据回用要求选择处理深度，超滤出水达标可直接回用，否则进入纳滤单元进一步处理。

压裂返排液处理装置组成与功能

压裂返排液处理装置由预处理、净化、存储及调控单元构成，各部分功能如下：

应用场景与环境效益

主要应用领域

• 油田压裂作业：处理后的返排液可直接用于下一口井压裂，减少新鲜水用量和废水排放。
• 深层煤层气开发：通过二氧化碳软化与膜分离联用技术，实现高矿化度返排液的高效净化与回用。

环境与经济效益

• 减排与资源节约：减少新鲜水开采和废水外排，降低对生态环境的污染风险。 

• 成本降低：回收利用返排液中的有效添加剂，减少药剂采购成本，同时降低固废处置费用。
• 循环经济促进：沉淀物（如碳酸钙）资源化利用，形成“处理-回收-再利用”的闭环系统。
  

处理方法对比与优化方向

不同处理工艺对比

未来优化方向

• 智能化控制：提升在线监测精度，结合AI算法优化药剂投加量和处理流程。

• 膜材料改良：开发抗污染、高通量的膜组件，降低膜分离技术的运行成本。
• 联用工艺拓展：探索生物处理与物化处理联用，增强有机污染物降解能力，适应复杂水质条件。