文章来源 ： 《工业水处理》2022年第5期

东胜气田采出水中混入了压裂返排液，造成采出水CODcr偏高，水质趋于复杂，水处理系统处理效率降低。

基于现有采出水处理流程及药剂体系，优选次氯酸钠为氧化剂，降解高分子物质，以提升后续絮凝沉降效果。

制定了处理典型含压裂返排液采出水的药剂制度为：氧化剂700 mg/L +pH调节剂400 mg/L+混凝剂450 mg/L+有机絮凝剂0.6 mg/L。处理后悬浮固体含量为4.67 mg/L，含油量为3.81 mg/L，满足回注要求。

针对现有流程改造，推荐在处理厂除油罐中加入氧化剂，改造工程量小，可基本满足复杂采出水处理要求。针对新建水处理流程，推荐新增氧化反应器，采用撬装化设计。

致密低渗气田开发历程中，采出水水质变化是常态。在气田开发全生命周期中，采出水水量波动，水质变化都对地面采出水处理系统必然面临的挑战。其中长北、苏里格、大牛地等气田都曾中期调整过水处理流程。

压裂返排液混入采出水导致絮凝沉降效果差。东胜气田采出水处理系统，采用常规的“除油沉降+气浮+过滤”流程处理。混入到采出水中的返排液增多，使采出水中胍胶类高分子物质增多，水质趋于复杂化，进而处理效率降低。

次氯酸钠适用于东胜气田复杂采出水处理。针对含压裂返排液的复杂采出水，笔者基于现有采出水处理流程及药剂体系，优选次氯酸钠为氧化剂，降解高分子物质，可提升后续絮凝沉降效果。

制定了处理典型含压裂返排液采出水的药剂制度。针对现有流程改造，推荐在处理厂除油罐中加入氧化剂，改造工程量小，可基本满足复杂采出水处理要求。针对新建水处理流程，推荐新增氧化反应器，采用撬装化设计，以应对后期其他调整。

致密低渗气藏储层条件较差，气井压裂投产、排水采气等过程中用到多种化学药剂。气田开发历程中，采出水水质变化较大。

笔者在此背景条件下，论证提出了含压裂返排液采出水增加氧化破胶环节的药剂配方及处理方案。并提出新建系统在保持主工艺基本不变的情况保留部分撬装加药装置的建设方案，可提升采出水处理系统操作弹性。

1. 气田采出水处理现状

东胜气田大量气井采用水力压裂技术投产，气井压裂后产生压裂返排液，为加快气井投产节奏，混入到采出水中的返排液增多，导致水质趋于复杂化，处理效率降低。东胜气田采出水处理流程：采出水经过“除油沉降+三相分离”预处理后进入“除油沉降+气浮+过滤”流程，处理达标回注。水处理药剂主要有杀菌剂、缓蚀剂、阻垢剂、混凝剂、絮凝剂等。

2. 现有工艺适应性分析

取得气田3组水样，为水质较为简单的采出水、水质复杂的压裂液返排液及含压裂返排液的采出水，水样来自于10#集气站、DS-462气井及16#集气站。取得气田采出水处理厂在用药剂。三种水样的水型均为CaCl ₂ 型。注水指标分析表明压裂返排液具有高粘度、高CODcr等特征，是导致采出水水质变复杂的主要因素。利用处理厂现有药剂对三种污水进行处理。结果表明，现有药剂体系对10#站采出水处理效果好，对含有压裂液的复杂采出水处理后无法达标。

3. 加药工艺优化

结合实验结果分析，水质发生变化主要因素是压裂返排液中含有的胍胶类高分子。针对复杂采出水处理，总体优化思路是调整药剂体系，增加氧化破胶环节。结合其他油气田采出水及工业污水处理案例，初步优选4种氧化剂，以DS-462压裂返排液作为处理对象进行实验。考虑购买便利性、成本及管理难度，优选采用次氯酸钠作为氧化剂。

通过单因素实验以CODcr、透光率、含油量、悬浮物含量为指标进行评价，优选氧化剂加量、氧化反应时间、混凝剂加量。在此基础上设定CODcr为目标值，开展正交实验并优选NaOH、PAM加量。优化后药剂配方为：氧化剂1500 mg/L+反应时间2h+ NaOH溶液450 mg/L+混凝剂450 mg/L+絮凝剂0.6 mg/L。

由于返排液水量波动较大，对含不同比例返排液的采出水进行实验。将DS-462返排液与10#站采出水以三种比例混合后进行处理，结果表明该药剂体系可满足要求。针对典型的含压裂返排液采出水（16#站采出水）进一步优化药剂配方：氧化剂700 mg/L +pH调节剂400 mg/L+混凝剂450 mg/L+有机絮凝剂0.6 mg/L。其出水的的悬浮固体含量降为4.67mg/L，含油量为3.81 mg/L。

4. 采出水处理流程优化设计

东胜气田现有水处理流程设置有4处加药位置，分别位于除油罐、缓冲罐、气浮装置以及净化水罐之前，为降低投资，考虑利用现有流程及加药位置添加氧化剂，进行氧化絮凝反应。在除油罐及缓冲罐加入氧化剂，都满足大于反应2h的条件，综合比选推荐在除油罐进行加药。

针对新建采出水处理厂流程设计，一是源头管控减少复杂水质水量，二是面对采出水与返排液的混合来水，推荐新增氧化反应器，采用撬装化设计，以应对后期其他调整。

第一作者 ：彭杰（1987-），男，河南信阳人，副研究员，2012年毕业于中国海洋大学应用化学专业，硕士研究生学历（工学硕士），现就职于中石化华北油气分公司石油工程技术研究院，从事油气田地面工程工艺研究工作。E-mail：pengjie2004@163.com