气田压裂废水循环利用技术研究

发布时间：2017-06-26 02:09

  本文关键词：气田压裂废水循环利用技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：压裂作业是油气井增产的一项主要措施,在各油气田广泛采用。压裂废水对周围环境的危害很大,因其内在污染物成份复杂且较稳定,在自然力的作用下很难被分解,带来极大的生态环境问题。并且压裂废水处理后外排难度大、处理成本高,已成为制约油气田可持续发展的重要因素。因此,将压裂废水处理后复配压裂液对油气田减少成本、环境保护及节约淡水资源都具有重要的意义。本研究以苏里格气田压裂废水为研究对象,选取气田具有典型代表性的井场压裂废水,分析了压裂废水的污染特性,研究了压裂废水中的总铁、Ca2+、Mg2+、含盐量、有机物、硼离子对复配压裂液的影响,并提出了相应的消除方法。结果表明,苏里格气田压裂废水具有高粘度、高COD、高SS、高含盐量、高硬度等特性。因此,压裂废水经过降粘、除铁、除有机物、除SS、削减钙镁离子处理后可实现再生利用复配压裂液。针对气田压裂废水高粘度、高COD、高稳定性的特点,采用H2O2预氧化降粘与铁炭微电解完成有机物的分解与转化,通过后续水力旋流固液分离技术完成了削减压裂废水COD、SS、Fe3+等污染物的目的。研究结果表明该工艺可将废水的COD、SS、色度、Fe3+有效去除。以处理后水配制压裂液的资源化利用为目标,研究了COD、Ca2+、Mg2+、Fe3+、B3+、TDS等影响废水资源化利用的影响因子。针对各因素间相互作用机制,提出了柠檬酸作为Ca2+、Mg2+掩蔽剂,以及合理调配Fe3+、B3+比例、钠型离子交换树脂控制TDS的方法达到处理后出水配制压裂液的资源化利用目标。综合以上研究,确定了预氧化-铁炭微电解-混凝-沉淀-投加掩蔽剂的压裂废水处理工艺,设计研发了气田压裂废水一体化处理设备,该设备集预氧化、铁炭微电解、絮凝、沉淀等处理工序于一体,并在苏里格气田现场进行了现场试验研究,证明了该工艺的实用性和可行性,为苏里格气田井场压裂废水再生利用提供了技术支撑。
【关键词】：压裂废水 苏里格气田 再生利用 铁炭微电解 水力旋流固液分离
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X741
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 压裂液概述9-10
• 1.1.1 压裂工艺简介9-10
• 1.1.2 压裂液的主要组成成分10
• 1.2 压裂废水的特征及危害10-12
• 1.2.1 压裂废水的污染特征10-11
• 1.2.2 压裂废水的危害11-12
• 1.3 研究内容、目的及意义12-15
• 1.3.1 研究内容12-13
• 1.3.2 研究目的与意义13-15
• 2 压裂废水处理技术研究进展15-23
• 2.1 压裂废水处理技术概况15-20
• 2.1.1 物理处理技术15-16
• 2.1.2 物化处理技术16-17
• 2.1.3 生化处理技术17-18
• 2.1.4 高级氧化技术18-19
• 2.1.5 多种工艺联合处理压裂废水技术19-20
• 2.2 压裂废水循环利用技术研究进展20-23
• 3 气田压裂废水循环利用技术研究23-63
• 3.1 气田压裂废水水质特点23-24
• 3.1.1 压裂废水的选取23
• 3.1.2 压裂废水的水质分析23-24
• 3.2 压裂废水循环利用复配液水质要求24-25
• 3.3 实验部分25-26
• 3.3.1 实验仪器与药剂25
• 3.3.2 实验水样25-26
• 3.3.3 分析方法26
• 3.3.4 压裂液配制方法26
• 3.4 压裂废水循环利用影响因素分析26-41
• 3.4.1 铁含量对压裂液影响分析27-28
• 3.4.2 钙镁离子含量对压裂液影响分析28-30
• 3.4.3 含盐量对压裂液的影响分析30-32
• 3.4.4 有机物对压裂液的影响分析32-33
• 3.4.5 硼对压裂液的影响分析33-35
• 3.4.6 压裂废水复配液多因素影响分析35-41
• 3.5 压裂废水污染物控制技术研究41-61
• 3.5.1 预氧化降粘技术研究41-44
• 3.5.2 铁炭微电解去除有机物技术研究44-49
• 3.5.3 压裂废水总铁控制技术研究49-50
• 3.5.4 混凝处理技术研究50-56
• 3.5.5 压裂废水钙镁离子控制技术研究56-61
• 3.6 压裂废水循环利用处理工艺61-63
• 4 现场应用研究63-69
• 4.1 实验装置与区域63
• 4.2 压裂废水循环利用现场应用试验63-65
• 4.3 运行成本分析65-69
• 5 结论与建议69-71
• 5.1 结论69-70
• 5.2 建议70-71
• 致谢71-73
• 参考文献73-78

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本文编号：484389