【摘 要】
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随着油田的不断开发和开采力度的不断加大,常规油藏资源逐渐枯竭,开采低渗透油藏成为当下形势的主流。为了开发低渗透油藏,势必要进行大规模的增产作业,往往会产生大量压裂返排液,鉴于水资源的短缺和环境污染间的矛盾愈加严重,这些返排液如何被再利用成为人们近期关注的焦点。长庆某些采油厂现役水处理工艺随着环保要求的逐步提升,已无法满足复杂多变压裂返排液的高回注标准,严重制约了油田的发展和正常生产。针对这一生产上
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随着油田的不断开发和开采力度的不断加大,常规油藏资源逐渐枯竭,开采低渗透油藏成为当下形势的主流。为了开发低渗透油藏,势必要进行大规模的增产作业,往往会产生大量压裂返排液,鉴于水资源的短缺和环境污染间的矛盾愈加严重,这些返排液如何被再利用成为人们近期关注的焦点。长庆某些采油厂现役水处理工艺随着环保要求的逐步提升,已无法满足复杂多变压裂返排液的高回注标准,严重制约了油田的发展和正常生产。针对这一生产上面临的技术难题,本论文对压裂返排液处理工艺技术进行了系统研究,得到了如下研究成果:（1）通过对代表性采油厂压裂液返排液水质进行检测和预处理验证试验,结果表明:悬浮固体杂质主要是泥沙、岩石、含铁化合物等,其含量在100-400 mg/L之间,颗粒中值粒径在1-25μm之间,p H在6.0-7.4之间,水质浑浊偏碱性,颗粒小且难处理;主要影响返排液回用的钙离子含量在750-1600 mg/L、镁离子含量在60-350 mg/L、铁离子含量在6-35 mg/L、硼含量在6-18 mg/L;钠、钾、氯等阴阳离子、矿化度含量较高,返排液以Ca Cl2、Na Cl水型为主,Na HCO3、Na2SO4等水型次之。采用现运行工艺对废水进行的预处理验证试验结果表明:对于p H、悬浮物、钙镁离子、总铁的处理可以选择合理技术进行优化处理,而对硼的去除是本论文研究的难点和重点技术。（2）根据水质检测和预处理分析结果开展了絮凝沉降-过滤工艺优化研究,得到的絮凝优化工艺条件为:H2O2加量300 mg/L、PAC加量500 mg/L、1400万分子量PAMA加量7.5 mg/L,悬浮物去除率达90.16%;过滤优化工艺条件为:核桃壳装填0.3m,改性纤维球装填0.3 m,石英砂作垫层,滤速为8 m/h。在此条件下悬浮物去除率为91.71%,达到了悬浮物预期回用≤50 mg/L标准。研究结果表明所研究工艺对悬浮物去除效果显著。（3）基于压裂返排液絮凝处理基础,进行了脱除杂质离子-细菌工艺过程研究。（1）得到脱除钙镁优化工艺条件为:在钙离子和碳酸钠摩尔比为1:1,p H=10时,钙离子去除率96.99%,镁离子去除率90.53%。（2）在絮凝-除钙镁基础上,开展了三种除硼工艺研究。法1交联-沉淀法除硼优化条件为:在硼和I-PVA的摩尔比为1:5时,硼去除率为78.27%;法2离子交换法在LSC-800树脂过滤体积为1200 m L、p H为9的条件下,去除率达90.08%;法3交联-沉淀-离子交换法去除率达93.38%,可根据对硼含量要求的不同,采用相对应的工艺。（3）化学除菌优化结果是:SW-3加量为50 mg/L。在上述优化条件下,处理后水质达到了Ca2+≤500 mg/L、Mg2+≤300 mg/L、B≤5 mg/L、TGB≤100个/m L、SRB≤25个/m L的回用标准。（4）通过对絮凝沉降、除杂质离子药剂体系工艺条件的进一步优化,得到了优化工艺参数为:搅拌速度300 r/min,沉降时间30 min,加药顺序为H2O2+Na2CO3+调节p H+PAC+I-PVA+PAMA。处理结果表明:最终悬浮物去除率为98.9%,钙离子去除率为97.24%,镁离子去除率为91.13%,总铁去除率为92.11%,硼去除率为78.32%。（5）利用优化后的工艺在某采油厂YB-47和YH-58两口井水处理站开展了现场应用试验,结果表明:悬浮物去除率在97.0%以上,钙离子去除率在95.0%以上,镁离子去除率在90.0%左右,硼去除率在75.0%以上。综上所述,本论文研究的水处理工艺,处理效果良好,处理后水质可满足压裂返排液的回用标准,可在生产现场逐步推广应用。
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