本發明涉及一種應用在油氣田的設備，尤其涉及一種油氣田鉆井壓裂返排液處理方法及設備。

背景技術：

油、氣田(下稱油氣田)在鉆井完成后，需要進行壓裂作業。壓裂作業的目的是利用壓裂液的化學腐蝕成分在壓力的作用下，將巖層的含油含氣縫隙進行壓裂疏通，使油氣能順暢地沿或透過該縫隙集中到井內并通過提升抽油氣機采出井外。該壓裂液系人工配置，含有多種(約二十多種)化學物質和多種壓裂功能性物質，具有化學腐蝕性，不能殘停留在地層中，經油井返排抽回地面后，需處理至符合環保要求的標準，進行排放或資源化利用。

由于該壓裂返排液含有油、礦化水、化學物質和壓裂功能性物，腐蝕性強、酸性強，所以采用傳統的方法難以處理。據報道采用生物、物化、膜過濾等多種方法都因其成分特殊而得不到有效降解，故現有壓裂返排液被大量的拋棄在沙漠草原戈壁的存放池內，構成環境的嚴重污染隱患。

技術實現要素：

本發明提供了油氣田鉆井壓裂返排液處理方法及設備，其克服了背景技術中壓裂返排液處理所存在的不足。

本發明解決其技術問題的所采用的技術方案之一是：

油氣田鉆井壓裂返排液處理方法，包含：

步驟(1)，油氣分離步驟，分離壓裂返排液的油水，回收分離出的油；

步驟(2)，調ph值步驟，調節分離出油的壓裂返排液的ph值；

步驟(3)，電絮凝步驟，調ph值后的壓裂返排液送入電絮凝容器，該電絮凝容器內設有第一電極組，第一電極組獲得電能，液中電解析出.oh離子，并獲得電極離子，既使壓裂返排液產生降解氧化反應，又使.oh離子和電極離子化合成絮凝劑，絮凝劑與壓裂返排液發生絮凝反應而將壓裂返排液中有害物質絮凝成絮，進而沉淀以備處理；

步驟(4)，一級物化沉淀澄清步驟，往經電絮凝步驟的壓裂返排液內加入絮凝劑和混凝劑中的至少一種，使壓裂返排液物化沉淀實現澄清；

步驟(5)，電催化氧化步驟，產生電催化氧化反應，以產生.oh離子，.oh離子破壞和打斷壓裂返排液中有害物的大分子結構而使其降解成小分子，小分子有害物降解呈氧化物而實現無害化；

步驟(6)，二級物化沉淀澄清步驟，往經電催化氧化污水步驟的壓裂返排液內加入絮凝劑和混凝劑中的至少一種，使壓裂返排液物化沉淀實現進一步澄清；

步驟(7)，泥水分離步驟，分離出沉淀下來的污泥，并壓濾處理污泥。

一實施例之中：該油氣分離步驟中，壓裂返排液流入分離容器，分離容器內的電氣浮裝置產生的微氣泡帶著混合在液體內的微細油株升浮到液面，液面的油被微氣泡撇入設在分離容器上開口周圍的導油槽內以處理回收，分離出油的壓裂返排液抽排到下一步驟處理。

本發明解決其技術問題的所采用的技術方案之二是：

油氣田鉆井壓裂返排液處理設備，包含：

油氣分離裝置，分離壓裂返排液的油水，回收分離出的油；

電絮凝裝置，包括電絮凝容器和設在電絮凝容器內的第一電極組，電絮凝容器接通油氣分離裝置，第一電極組獲得電能，液中電解析出.oh離子，并獲得電極離子，既使壓裂返排液產生降解氧化反應，又使.oh離子和電極離子化合成絮凝劑，絮凝劑與壓裂返排液發生絮凝反應而將壓裂返排液中有害物質絮凝成絮，進而沉淀以備處理；

第一物化沉淀澄清裝置，包括第一澄清容器和第一加藥裝置，該第一澄清容器接通電絮凝容器，該第一加藥裝置連接第一澄清容器以能往第一澄清容器中加入絮凝劑和混凝劑中的至少一種，以使壓裂返排液物化沉淀實現澄清；

電催化氧化裝置，包括處理容器和設在處理容器內的電催化氧化裝置，該處理容器接通第一澄清容器，該電催化氧化裝置產生電催化氧化反應，以產生.oh離子，.oh離子破壞和打斷壓裂返排液中有害物的大分子結構而使其降解成小分子，小分子有害物降解呈氧化物而實現無害化；

第二物化沉淀澄清裝置，包括第二澄清容器和第二加藥裝置，該第二澄清容器接通處理容器，該第二加藥裝置連接第二澄清容器以能往第二澄清容器中加入絮凝劑和混凝劑中的至少一種，以使壓裂返排液物化沉淀實現進一步澄清；及

污泥壓濾裝置，包括壓濾機，壓濾處理澄清沉淀下來的污泥。

一實施例之中：該油水泥分離裝置，包括分離容器、導油槽和電氣浮裝置，該導油槽固設在分離容器上開口周圍，該分離容器設有分離進水口和分離出水口，該電氣浮裝置設在分離容器內以能產生微氣泡，該壓裂返排液通過分離進水口流入分離容器，該電氣浮裝置產生的微氣泡帶著混合在液體內的微細油株升浮到液面，液面的油被微氣泡撇入導油槽內以處理回收，該分離出水口接通電絮凝容器。

一實施例之中：該電絮凝裝置內的第一電極組包括二采用不溶性金屬材料制成的電極籃，該電極籃開設有網眼，該二電極籃分別能導電連接電源正負極，該電極籃用于放置能電解為電極離子的電極顆粒；其中：所述電極籃獲得電能，電極顆粒電解為電極離子。

一實施例之中：該電絮凝裝置還包括一第三加藥裝置，該第三加藥裝置連接電絮凝容器以能往電絮凝容器中加入化學材料調節壓裂返排液的ph值。

本技術方案與背景技術相比，它具有如下優點：

壓裂返排液—油氣分離—調ph值—電絮凝—一級物化沉淀澄清—電催化氧化降解—二級物化沉淀澄清—泥水分離裝置—排放或資源化利用，能實現將該壓裂返排液一次性進行油回收、水處理、泥固化的三項功能，實現壓裂返排液的達標排放或回注應用，實現資源化利用的目的，對油田鉆井作業的污染物具有極大的社會經濟意義，既可減少該壓裂液的運輸、存儲、處理費用，又可資源化再利用，將該水作為井上其它用途。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

圖1是油氣田鉆井壓裂返排液處理方法的示意圖。

圖2是油氣田鉆井壓裂返排液處理設備的示意圖。

具體實施方式

請查閱圖1，油氣田鉆井壓裂返排液處理方法，包含：

步驟(1)，油氣分離步驟，分離壓裂返排液的油水，回收分離出的油；具體步驟中：該壓裂返排液經污水泵抽送至帶氣泡發生器的分離容器中，壓裂返排液流入分離容器，分離容器內的電氣浮裝置產生的微氣泡帶著混合在液體內的微細油株升浮到液面，液面的油被微氣泡撇入設在分離容器上開口周圍的導油槽內以處理回收，分離出油的壓裂返排液抽排到下一步驟處理；

步驟(2)，調ph值步驟，通過加入化學材料調節分離出油的壓裂返排液的ph值，該化學材料如氫氧化鐵；

步驟(3)，電絮凝步驟，將調ph值后的壓裂返排液送入電絮凝容器，該電絮凝容器內設有第一電極組，第一電極組獲得電能，液中電解析出.oh離子，并獲得電極離子，既使壓裂返排液產生降解氧化反應，又使.oh離子和電極離子化合成絮凝劑，絮凝劑與壓裂返排液發生絮凝反應而將壓裂返排液中有害物質絮凝成絮，進而沉淀以備處理；

步驟(4)，一級物化沉淀澄清步驟，往經電絮凝步驟的壓裂返排液內加入絮凝劑和混凝劑中的至少一種，使壓裂返排液物化沉淀實現澄清；加入絮凝劑和混凝劑中的至少一種也能實現ph值的調節；該絮凝劑如氫氧化鐵；

步驟(5)，電催化氧化步驟，產生電催化氧化反應，以產生.oh離子，.oh離子破壞和打斷壓裂返排液中有害物的大分子結構而使其降解成小分子，小分子有害物降解呈氧化物而實現無害化；

步驟(6)，二級物化沉淀澄清步驟，往經電催化氧化污水步驟的壓裂返排液內加入絮凝劑和混凝劑中的至少一種，使壓裂返排液物化沉淀實現進一步澄清；加入絮凝劑和混凝劑中的至少一種也能實現ph值的調節；

步驟(7)，泥水分離步驟，分離出沉淀下來的污泥，并壓濾處理污泥。具體包括：步驟71，電絮凝步驟、一級物化沉淀澄清步驟、電催化氧化步驟、二級物化沉淀澄清步驟沉淀的污泥送入污泥濃縮地，如濃縮池，濃縮池污泥靜置后分離出的上層水被送回電催化氧化步驟進行電催化氧化反應；步驟72，對濃縮后的污泥進行壓濾產生泥餅，產生的壓濾水被送回電催化氧化步驟進行電催化氧化反應。

請查閱圖2，油氣田鉆井壓裂返排液處理設備，包含油氣分離裝置10、電絮凝裝置20、第一物化沉淀澄清裝置30、電催化氧化裝置40、第二物化沉淀澄清裝置50和泥水分離裝置60。

該油氣分離裝置10，分離壓裂返排液的油水，回收分離出的油。

該電絮凝裝置20，包括電絮凝容器和設在電絮凝容器內的第一電極組，電絮凝容器接通油氣分離裝置，第一電極組獲得電能，液中電解析出.oh離子，并獲得電極離子，既使壓裂返排液產生降解氧化反應，使大分子及化學物質的降解氧化反應，又使.oh離子和電極離子化合成絮凝劑，絮凝劑與壓裂返排液發生絮凝反應而將壓裂返排液中有害物質絮凝成絮，進而沉淀以備處理；該電絮凝裝置的結構可參照本申請人在先申請的《用于污水處理的電絮凝裝置及方法》。該電絮凝裝置采用超大比表面積的三維電極，壓裂返排液在超大比表面積的三維電極作用下實現大分子及化學物質的降解氧化反應，并使其化學成分及被降解的大分子物質與三維電極物質催化反應形成可被絮凝劑吸附的微粒結構，而被沉淀去除。

該第一物化沉淀澄清裝置30，包括第一澄清容器和第一加藥裝置，該第一澄清容器接通電絮凝容器，該第一加藥裝置連接第一澄清容器以能往第一澄清容器中加入絮凝劑和混凝劑中的至少一種，壓裂返排液在被電絮凝裝置破解后進入物化沉淀澄清裝置，在該裝置中在絮凝劑的作用下進行沉淀和澄清，以使壓裂返排液物化沉淀實現澄清。根據需要，還包括一設在第一澄清容器內的第一攪拌裝置，通過第一攪拌裝置實現攪拌。

該電催化氧化裝置40，包括處理容器和設在處理容器內的電催化氧化裝置，該處理容器接通第一澄清容器，該電催化氧化裝置產生電催化氧化反應，以產生.oh離子，.oh離子破壞和打斷壓裂返排液中有害物的大分子結構而使其降解成小分子，小分子有害物降解呈氧化物而實現無害化。在第一物化沉淀澄清裝置中，該澄清后液體還含有大量小分子物質，其cod指標未能滿足環保要求，本電催化氧化裝置能對其進行深度降解至達標。

該第二物化沉淀澄清裝置50，包括第二澄清容器和第二加藥裝置，該第二澄清容器接通處理容器，該第二加藥裝置連接第二澄清容器以能往第二澄清容器中加入絮凝劑和混凝劑中的至少一種，以使壓裂返排液物化沉淀實現進一步澄清，此時經沉淀澄清后的達標水即可排放或資源化利用。

該泥水分離裝置60包括一濃縮地61和一污泥壓濾裝置62；該電絮凝裝置、一級物化沉淀澄清裝置、電催化氧化裝置、二級物化沉淀澄清裝置沉淀的污泥被污泥泵抽送入污泥濃縮地61；該污泥壓濾裝置62包括壓濾機，壓濾處理污泥濃縮地61的污泥成泥餅，以便于集中和外運集中處理；另設水泵將污泥濃縮地61的上層水及壓濾機壓濾出的壓濾水回抽至電催化氧化裝置。

該油水泥分離裝置具體結構如：包括分離容器、導油槽、電氣浮裝置和存油裝置，該導油槽固設在分離容器上開口周圍，該分離容器設有分離進水口和分離出水口，該電氣浮裝置設在分離容器內以能產生微氣泡，該壓裂返排液通過分離進水口流入分離容器，該電氣浮裝置產生的微氣泡帶著混合在液體內的微細油株升浮到液面，液面的油被微氣泡撇入導油槽內以處理回收，該分離出水口接通電絮凝容器。具體結構中：該導油槽固設在分離容器上開口周圍以包圍分離容器上開口。本實施例之中：該導油槽如包括一固接在分離容器器壁周圍的環壁和一由環壁外周緣向上延伸的外周壁，該分離容器器壁、環壁、外周壁間構成導油槽，且外周壁上端口位于分離容器的器壁上端口之上。導入導油槽的油所帶出的水份由電泵將水抽排到下一工段(電絮凝容器內)待處理。該分離進水口可為設在分離容器器壁的中部，也可為包括進液管，進液管至上往下插入分離容器內的液體內，進液管下端口位于器內的液體的液面之下。根據需要，還可包括通風裝置，通風裝置設在分離容器頂部以加速氣體排出。其中：導油槽接通存油裝置，油進入導油槽并流到設在設備外的存油裝置(如桶、罐、槽、地管等)。所述電氣浮裝置，包括微氣泡電性發生裝置和助浮空氣微泡發生器。

該電催化氧化裝置，包括處理容器和設在處理容器內的電催化氧化裝置，該處理容器接通電絮凝容器出水口，該電催化氧化裝置產生電催化氧化反應，以產生.oh羥基自由基(.oh離子)，.oh羥基自由基破壞和打斷污水中有害物的大分子結構而使其降解成小分子，小分子有害物降解呈氧化物而實現無害化，以將污水通過電催化氧化反應降解至要求的指標，以能直接外排或作為回注水使用；該電催化氧化污水裝置的降解出水口接通第二澄清容器。根據需要，還可包括排氣通風器，該排氣通風器設在處理容器頂部，以實現通風，排出反應過程中產生的氣體。根據需要，還可包括排出表層浮油的排油管道，該排油管道接通處理容器，對應污水液面，以排出浮于液面的浮油。根據需要，可設置一組或多組串聯布置，使液體依序經過多組電催化氧化裝置。

該電絮凝裝置內的第一電極組包括二采用不溶性金屬材料制成的電極籃，該電極籃開設有網眼，該二電極籃分別能導電連接電源正負極，該電極籃用于放置能電解為電極離子的電極顆粒；其中：所述電極籃獲得電能，電極顆粒電解為電極離子。

最好，該電絮凝裝置還包括一第三加藥裝置，該第三加藥裝置連接電絮凝容器以能往電絮凝容器中加入化學材料調節ph值。

根據需要，還可包括電控系統70，控制連接油氣分離裝置10、電絮凝裝置20、第一物化沉淀澄清裝置30、電催化氧化裝置40、第二物化沉淀澄清裝置50和泥水分離裝置60，用于實現壓裂返排液在各工藝裝置間的停留，反應時間、抽排、通風等工作的自動控制。

上述的ph值調整至7左右。

以上所述，僅為本發明較佳實施例而已，故不能依此限定本發明實施的范圍，即依本發明專利范圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明涵蓋的范圍內。