BJ-11车载式可移动油田废水压裂返排液污水处理设备

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BJ-11油气田钻井、压裂返排液、处理撬装装置概述；
钻井工程、压裂施工、油水井酸化改造作业始终伴生油田勘探开发的全过程，在施工中产生
的泥浆污水、压裂返排液、酸化废水因其组成成分复杂、色度深、可溶性有机物含量高、富含重
金属的岩屑和复杂的高分子聚合物等有毒有害物质。如不处理，势必对排放地的自然生态环境和
地下浅层水、地表水造成不可逆的重度污染。在自然环境已非常脆弱的当今，国家已严格执法，
任何污染环境的人和事都将付出沉重的代价。钻井泥浆污水不处理或处理达不到国家排放标准就
外排，法律上是禁止的。同时，油田勘探开发单位是中央国有企业，作为对社会和自然生态
环境负责任的央企大单位，不允许任其让据有重度污染的钻井泥浆，压裂返排液、酸化废水
不处理或处理不达标就在施工现场自然排放。然而，钻井、压裂、酸化施工产生的污水是一类高
浓度有机污水，难提取、难降解、毒性强，目前其达标净化处理技术还是一个重大难题，本系统
设计就是为解决这一技术难题而作。

二.钻井泥浆、压裂返排液、酸化废水的定性描述
1.钻井工程施工中采用的钻井液，就大的体系而言，有水基和油基泥浆两大类。其多由无
机盐、油类、粘土、磺化酚醛树脂（或高分子聚丙烯酰胺）、木质素铁铬盐等化合物组成，钻
井时与钻遇地层的岩屑混合返出地面形成钻井泥浆污水。据有四高特点：高色度、高悬浮物、高
CODcr值、高稳定性。色度以黄白—黑褐色居多，PH值在6.8-7.2之间，悬浮物浓度在1-5%之间，
CODcr含量在10000-60000mg/l，含油在30-50mg/l，有毒有害的多种重金属含量在3-7mg/l。
2.无论哪种体系的压裂液配方，大多是由高分子长链有机活性剂为主要成分，辅以降摩阻、
增稠增粘剂、转向剂、杀菌剂等（亦是有机高分子化合物与特定的金属离子结合）。在压裂施工
中，前置液中一般都要添加防膨稳定剂以保护油层，在顶替液中又添加了破胶剂。特别是针对巨
厚致密性粉细砂岩油气层的大型压裂，其压裂液配方，由数十种化学剂组成，压裂后的返排液，
也会携带出原油和天然气。由其形成的污水，化学成分就更为复杂，净化处理从技术上评价更
是一个难题，而要达到环保排放标准就更困难了。压裂返排液主要污染因子有五天生化需氧量
B O D5、化学需氧量C O D c r、氨氮三项指标会很高，处理至国家二级排放标准难度就很大。国家二
级排放标准：BOD5为60--150mg/l，CODcr为150mg/l，氨氮为50mg/l。采取我公司提供的技术，
可以达到排放指标要求。
3.酸化废水也包含了油层保护剂、缓蚀剂和少量的油气，其主要成分为无机或有机酸类，表
现为酸性。相对于钻井泥浆和压裂返排液来讲，净化处理较易。如将其与前两种污水混合处理，
可以小幅度降低处理成本。
0三.快速达标净化处理技术设计的原则工艺
为了实现快速、达标净化处理钻井泥浆、压裂返排液、酸化污水的目的，其净化处理的原则
工艺按如下设计：
单一（或混合）污水----调节P H值、破乳+混絮凝----强磁分离提取污泥----强氧化----微
电解----PH值调节+气浮----过滤----达标排放净化水。
按照上述工艺，经破乳+絮凝和强磁提取污泥工段，可将原污水的重金属、悬浮物基本
去除，色度由黑褐色转换成为淡黄—白色透明，C O D c r去除70左右%，即可以降低至1500m g/l以
下；在强氧化+微电解工段，可将CODcr降至200mg/l左右；通过涡凹气浮+过滤，将CODcr值
降低到100m g/l以下，同时除去其它有害物质，使其净化处理的污水，真正达到国标综合排
放标准。
以辽河油田钻井泥浆室内小样实验测试结果如下表：
1-2工段 3-4工段 5-6工段 国家标准
PH值（mg/l） 6.5-6.8 1.0-1.5 6.8-7.2 6.0-9.0
CODcr(mg/l) ≦1500 ≦200 ≦100 ≦120
悬浮物（ss）(mg/l) ≦20 ≦20 ≦10 ≦100
石油类（mg/l） ≦10 ≦10 ≦5 ≦10
总Cr（mg/l） ≦0.05 ≦0.05 ≦0.05 ≦1.5
Pt(mg/l) ≦0.005 ≦0.005 ≦0.005 ≦0.05
酚类（mg/l） ≦0.05 ≦0.05 ≦0.02 ≦0.5
色度 淡黄-白色 白色 清澈透明色 无色
从实验测试结果可以看出，设计的工艺流程，对处理油田钻井泥浆污水技术上是可行的、效
果是显著的。工厂按此工艺技术设计制造的是，可以车载的、在野外的流动撬装块，即可满足在
钻井现场就地快速净化处理钻井泥浆污水，也适应油田将废泥浆污水集中快速净化处理，单台套
装置的处理能力在5—40m3/h任意选择。
整套装置在制造时，运用本公司据有自主知识产权的新专利技术《含油污水污泥快速净化
处理一体化装置》，专利号：ZL 2010 2 0564989.6,生产出整套装置的核心设备，配套了自己设
计的微电解源和新型涡凹气浮，构成了整套装置的核心。现场运行时在除油工段使用了我
们自己研制的破乳剂和阳离子高分子絮凝剂，了整套装置技术的性、针对性和可操
作性。
系统在泥水分离段提取出来的污泥，经我们设计的磁力轧泥机脱水后，出泥含水率
≦60%，数量上已占比例很小，也没有危害性，即可就地掩埋，也可拉走集中处理。如确需处
理，我们可配套自己研制的含油污泥无害化固化技术，处理后的无害污泥，可以作为铺路基材或
挤压成砖有效利用。