壓裂返排液的處理方法和處理得到的壓裂返排液及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，具體地，涉及一種壓裂返排液的處理方法和處理得到 的壓裂返排液及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，世界各國對(duì)于能源的需求在不斷增加，而常規(guī)油氣資源卻 日益枯竭，近年來以頁巖油氣為代表的非常規(guī)油氣資源的開發(fā)得到了長足的發(fā)展，成為了 世界能源供應(yīng)的新的增長點(diǎn)。
[0003] 頁巖氣等非常規(guī)油氣資源的開發(fā)通常需要采用大型水平井多級(jí)分段壓裂技術(shù)，因 而需要采用大量的壓裂液?，F(xiàn)有的壓裂用的壓裂液主要分為水基壓裂液、油基壓裂液和泡 沫壓裂液等，而水基壓裂液由于效果好、成本低是目前使用最為普遍的壓裂液。根據(jù)地質(zhì)條 件的不同，水基壓裂液體系又分為滑溜水（清水壓裂）體系、線性膠體系和凍膠體系。在頁 巖氣的開采過程中，由于很多頁巖氣藏都是低滲透地層，因而對(duì)地層傷害作用小的滑溜水 體系被廣泛使用。
[0004] 由于現(xiàn)有的頁巖氣藏的壓裂開發(fā)過程具有用液量大、返排液量大的特點(diǎn)，由此產(chǎn) 生的大量壓裂廢液，成分復(fù)雜，懸浮物和油含量高，水質(zhì)波動(dòng)大，處理困難，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán) 重，已成為當(dāng)前非常規(guī)（油）氣開發(fā)中無可回避的技術(shù)瓶頸之一。
[0005] 將壓裂返排液處理后重新利用，既可以節(jié)約寶貴的水資源，又能減少污染物的排 放，是一舉兩得的好方法，越來越得到大家的重視。如專利申請(qǐng)CN102520133A提出了一種 壓裂返排液資源化評(píng)價(jià)方法及分析處理系統(tǒng)。
[0006] 然而，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)凍膠體系的壓裂返排液的研究較多，對(duì)滑溜水體系的壓裂返 排液的研究則較少。在滑溜水體系的壓裂返排液的實(shí)際處理回用過程中，現(xiàn)場(chǎng)多采用在聚 鋁、聚鐵等絮凝劑處理壓裂返排液后，將壓裂返排液直接與部分清水（自來水）混摻，從而 將壓裂返排液重復(fù)利用。但是，這種常規(guī)滑溜水體系的壓裂返排液的處理回用過程中，壓裂 返排液處理完后需要馬上回用，否則存放幾天后水就會(huì)變臭，導(dǎo)致無法回用，同時(shí)該方法還 存在處理過程中壓裂返排液的有用成分損失大、浪費(fèi)資源的問題。因此，研發(fā)一種既能有效 保存壓裂返排液的有用成分，又能延長處理后的壓裂返排液保存時(shí)間的壓裂返排液的處理 方法，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)方法在滑溜水體系的壓裂返排液的實(shí)際處理 回用過程中，壓裂返排液的有用成分損失大且保存時(shí)間短的缺陷，提供一種壓裂返排液的 處理方法和處理得到的壓裂返排液及其應(yīng)用，該方法能有效保存壓裂返排液的有用成分， 延長處理后的壓裂返排液的保存時(shí)間，且處理成本低，處理效果好，處理后的壓裂返排液能 有效被循環(huán)利用，且用于壓裂配液用水時(shí)能夠大幅節(jié)約減阻劑的用量。
[0008] 本發(fā)明的發(fā)明人在研究中意外發(fā)現(xiàn)，在處理壓裂返排液時(shí)，通過將待處理的壓裂 返排液的pH值調(diào)節(jié)為9. 8-11. 5,然后在壓裂返排液中加入絮凝劑進(jìn)行絮凝沉降處理，將絮 凝沉降處理完畢后的壓裂返排液進(jìn)行紫外殺菌處理，在紫外殺菌處理完畢后的壓裂返排液 中加入水質(zhì)穩(wěn)定劑的方法，能夠有效保存壓裂返排液的有用成分，延長處理后的壓裂返排 液的保存時(shí)間，且處理成本低，處理效果好，處理后的壓裂返排液能有效被循環(huán)利用，且用 于壓裂配液用水時(shí)能夠大幅節(jié)約減阻劑的用量。
[0009] 因此，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供了一種壓裂返排液的處理方法， 所述方法包括以下步驟：
[0010] (1)將待處理的壓裂返排液的pH值調(diào)節(jié)為9. 8-11. 5 ;
[0011] (2)在壓裂返排液中加入絮凝劑進(jìn)行絮凝沉降處理；
[0012] (3)將絮凝沉降處理完畢后的壓裂返排液進(jìn)行紫外殺菌處理；
[0013] (4)在紫外殺菌處理完畢后的壓裂返排液中加入水質(zhì)穩(wěn)定劑。
[0014] 第二方面，本發(fā)明提供了上述方法處理得到的壓裂返排液。
[0015] 第三方面，本發(fā)明還提供了上述壓裂返排液在作為壓裂配液用水中的應(yīng)用。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的壓裂返排液的處理方法先通過選擇一定的絮凝條件和 加入絮凝劑，有效去除了細(xì)菌以及鈣、鎂等高價(jià)金屬離子，再通過紫外殺菌處理及加入水質(zhì) 穩(wěn)定劑，能夠有效保留壓裂返排液的有用成分，且能夠延長壓裂返排液的保存時(shí)間。另外， 與清水配液相比，本發(fā)明方法處理后的壓裂返排液用于壓裂配液用水時(shí)能大幅節(jié)省藥劑 (如減阻劑）的用量，且本發(fā)明的方法簡單易行，處理成本低。
[0017] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0019] 第一方面，本發(fā)明提供了一種壓裂返排液的處理方法，該方法包括以下步驟：
[0020] (1)將待處理的壓裂返排液的pH值調(diào)節(jié)為9. 8-11. 5 ;
[0021] (2)在壓裂返排液中加入絮凝劑進(jìn)行絮凝沉降處理；
[0022] (3)將絮凝沉降處理完畢后的壓裂返排液進(jìn)行紫外殺菌處理；
[0023] (4)在紫外殺菌處理完畢后的壓裂返排液中加入水質(zhì)穩(wěn)定劑。
[0024] 本發(fā)明方法中，為了能夠更加有效的保留壓裂返排液的有用成分并進(jìn)一步延長處 理后的壓裂返排液的保存時(shí)間，優(yōu)選情況下，步驟（1)中，將待處理的壓裂返排液的pH值調(diào) 節(jié)為10-11. 3,進(jìn)一步優(yōu)選為10. 5-10. 9。
[0025] 本發(fā)明方法中，對(duì)于調(diào)節(jié)待處理的壓裂返排液的pH值的方法沒有特別的限定，只 要能夠?qū)⒋幚淼膲毫逊蹬乓旱膒H值調(diào)節(jié)至上述范圍即可。例如，可以通過加入氫氧化 鈉、氫氧化鉀和氨水中的一種或多種來進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0026] 本發(fā)明方法中，對(duì)于絮凝劑沒有特別的限定，可以為本領(lǐng)域常用的各種絮凝劑，為 了能夠更加有效的保留壓裂返排液的有用成分并進(jìn)一步延長處理后的壓裂返排液的保存 時(shí)間，優(yōu)選情況下，絮凝劑為陰離子聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵和聚合硫酸鋁中 的一種或多種，進(jìn)一步優(yōu)選為陰離子聚丙烯酰胺。對(duì)于陰離子聚丙烯酰胺沒有特別的限定， 可以為本領(lǐng)域常用的各種陰離子聚丙烯酰胺，優(yōu)選情況下，陰離子聚丙烯酰胺的分子量為 800 萬-1200 萬。
[0027] 本發(fā)明中，分子量均指粘均分子量。
[0028] 本發(fā)明方法中，為了能夠更加有效的保留壓裂返排液的有用成分并進(jìn)一步延長處 理后的壓裂返排液的保存時(shí)間，優(yōu)選情況下，相對(duì)于每升壓裂返排液，絮凝劑的投加量為 1- 100mg，進(jìn)一步優(yōu)選為2-50mg，更優(yōu)選為5-20mg。
[0029] 本發(fā)明方法中，對(duì)于絮凝沉降處理的時(shí)間沒有特別的限定，只要能保證絮凝沉淀 反應(yīng)完全即可，優(yōu)選情況下，絮凝沉淀處理的時(shí)間為50-100min。
[0030] 本發(fā)明方法中，為了能夠更加有效的保留壓裂返排液的有用成分并進(jìn)一步延長處 理后的壓裂返排液的保存時(shí)間，優(yōu)選情況下，紫外殺菌處理的條件包括：紫外線的波長為 200-300nm，殺菌時(shí)間為2-90s，優(yōu)選為3-30s 〇
[0031] 本發(fā)明方法中，對(duì)于水質(zhì)穩(wěn)定劑沒有特別的限定，可以為本領(lǐng)域常用的各種水質(zhì) 穩(wěn)定劑，但本發(fā)明的發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，水質(zhì)穩(wěn)定劑包括殺菌劑和離子去除劑，殺菌劑為 季銨鹽和季磷鹽的混合物，離子去除劑為羥基乙叉二膦酸四鈉和乙二胺四乙酸二鈉的混合 物時(shí)，能夠更加有效的保留壓裂返排液的有用成分并進(jìn)一步延長處理后的壓裂返排液的保 存時(shí)間。因此，為了能夠更加有效的保留壓裂返排液的有用成分并進(jìn)一步延長處理后的壓 裂返排液的保存時(shí)間，優(yōu)選情況下，水質(zhì)穩(wěn)定劑包括殺菌劑和離子去除劑，殺菌劑為季銨鹽 和季磷鹽的混合物，離子去除劑為羥基乙叉二膦酸四鈉和乙二胺四乙酸二鈉的混合物。進(jìn) 一步優(yōu)選地，季銨鹽為十二烷基芐基氯化銨、十四烷基芐基氯化銨和