酸化压裂返排液处理技术及其应用研究

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酸化技术是一种利用酸液与近井或储层中矿物反应、提高渗透率、提高油气井产量或增加注水井注入量的技术措施。酸化施工结束后,残酸液会排至地面继而形成酸化废液。酸化废液pH低、成分复杂,对其处理后回注储层或外排对保护环境有重要意义。目前酸化废液处理技术有中和法、化学氧化等,利用酸化废液中高浓度的Fe(Ⅱ)并将其转化为絮凝组分是关键。研究工作在对酸化废液主要污染物成分分析的基础上,通过对pH调节、悬浮物及Fe(Ⅱ)转化与去除工艺及动力学研究,形成了酸化废液的中和-氧化-絮凝的处理技术,为酸化废液回注处理提供理论依据。主要结论如下:(1)延安地区某油田三种不同返排时期酸化废液的水质分析结果表明,废液的pH为5.0以下;总铁浓度为140-400mg/L,平均腐蚀速率为0.016-0.311mm/a,含油量较低,为 2.2-10.4mg/L。(2)采用“中和—氧化—絮凝”的复合工艺,调整污水pH为7.5,在H202加量为0.05%-0.4%(V)、PAM的最佳使用浓度为3-5mg·L-1时,处理后废液中的悬浮物含量、总铁可分别降至30、0.2mg/L。(3)通过鲁米诺化学发光信号检测仪与流动注射联用,获得了 Fe(Ⅱ)氧化反应动力学参数。293K条件下,H202氧化Fe(Ⅱ)的反应为一级反应,Fe(Ⅱ)浓度为50、100、150 mg/L 时的反应速率常数分别为 0.12612×103、0.41686×103、1.18230×103 s-1。(4)当反应体系中NaOH与总铁∑ Fe的投料摩尔比R≤5.56,沉淀物主要组成为α-FeOOH,在γ-FeOOH相出现后,随NaOH加量增加,对模拟高岭土悬浊液中悬浮物去除效果越明显;反应体系投料摩尔比R≥6.11时,铁磁性Fe3O4生成,对于浊度和色度去除都较为明显,20、50和80℃时酸化模拟液的浊度由处理前的61.8 NTU分别降低至处理后的17.8、3.28、2.32 NTU。在20℃时,随着NaOH投加量增加,剩余浊度由61.8NTU下降至11.54 NTU;在50、80℃时,NaOH投加量对残余浊度的影响较20℃时小。
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