石油行业压裂返排液硼超标处理、除硼树脂工艺CH-99
一、行业介绍
油田指原油生产的特定区域。有时为特定地域地下集聚 的油层的总称。广义上把几个油区合在一起称为油田。例如大庆油田，英国的 北海油田，苏联的秋明油田等。油田是地下天然存在的碳化氢，地表条件下 则呈液体。与之相反，在地表条件下仍为气体，则为天然气。天然气生产的 特定区域为天然气田。石油可采储量大小决定开采价值。要求地计算含 油面积大小，油层数目和厚度以及单位面积石油储量等。
目前我国加速开发中原油田，就是因为它的地理位置十分优 越全世界目前已发现并开发油田共41000个，气田约26000个，总石油储量1368.7亿吨，主要分布在160个大型盆地中。全世界可采储量超过6.85亿吨的超巨型油田有42个，巨型油田（大于0.685亿吨）则有328个。
压裂返排液除硼系统工艺设计及除硼树脂应用
油田压裂现场图：
压裂返排液除硼系统工艺设计及除硼树脂应用
二、行业特点
什么是油田压裂及作用？
在石油领域，压裂是指采油或采气过程中，利用水力作用，使油气层形成裂缝的一种方法，又称油层水力压裂。压裂是人为地使地层产生裂缝，改善油在地下的流动环境，使油井产量增加，对改善油井井底流动条件、减缓层间和改善油层动用状况可起到重要的作用。油层压裂工艺过程是用压裂车，把高压、大排量、具有一黏度的液体挤入油层，当把油层压出许多裂缝后，加入支撑剂（如石英砂等）充填进裂缝，提高油层的渗透能力，以增加注水量（注水井）或产油量（油井）。压裂是中、低渗透油田勘探开发工程序列中的重要环节。由于中、低渗透油田储层物性条件的限制，以及在钻井过程中的钻井液污染等原因，油井射孔后自然产能低、开采效益差，经过压裂才能投入正常生产。压裂改造是科学开发中、低渗透油、气田的重要手段。
什么是压裂液及作用？
压裂液是由聚合物、缓冲剂、交联剂等主要成分组成。压裂液的主要作用是:造缝和携砂。压裂液与地层岩石和油藏流体要配伍并且对支撑剂渗透率伤害小。一般来说，压裂液体系主要包括:水基压裂液(羟丙基瓜尔胶)、清洁压裂液、油基压裂液、泡沫压裂液(CO2或N2)以及相应的交联剂、破胶剂和添加剂。其主要功能是造缝并沿张开的裂缝输送支撑剂，因此液体的粘性至关重要。成功的压裂作业要求液体除在裂缝中具有较高的粘度外，还要能够迅速破胶，作业后能够迅速返排，能够很好地控制液体滤失，泵送期间摩阻较低，同时还要经济可行。由于水基液具有、性良且易于控制等特点，已成为应用为广泛的压裂液。
什么是压裂液返排？
水力压裂的目的是为了获得高导流能力的裂缝,希望通过对返排流速的控制使支撑剂在裂缝内获得较好的铺置,进而使裂缝具有较高的导流能力。一般现场施工时由于没有选择合理的时机对支撑剂的回流进行控制,导致大量的支撑剂回流到井筒，所以需要处理。压裂返排液的特点：成分复杂、黏度高、危害性大、处理难度及成本高等。
为什么会产生硼？
在这种水基压裂返排液以有机硼交联体系为主（聚合物是一种高屈服度的羟丙基瓜尔胶，通过采用硼基交联剂而生成压裂液冻胶）经综合处理后，水中会含有硼，含量大概在50-300ppm左右。
为什么要处理硼？
将返排液处理后用于配制压裂液是一种经济有效的途径，但返排液中含有的硼会影响瓜胶类压裂液的重新配制。如果要回用此水，再复配的时候也会产生二次交联的问题，外排则可能污染生态环境。
返排液除硼基本工艺
返排液经过混凝、化学沉淀、过滤等前期处理出水达标比较困难，末端通过树脂吸附的方法，对硼进行处理，可处理到5ppm以下，从而能够达到回用的目的。
参考：树脂除硼的佳条件为:pH值调节为8.0、固液比为115在100r/min的搅拌下反应30min
三、工艺参考
采用一体化设备撬装设计，可整体置于40尺集装箱内，便于装卸和运输，也适应用户对于设备流动作业的需求。
本套设备采用进水→篮式过滤器→溶气气浮机→两级过滤→离子交换树脂的工艺。
用篮式过滤器去除污水中的大颗粒杂质；
通过加入氢氧化钠和絮凝剂及助凝剂，可使水中的悬浮物和多数重金属杂质形成絮凝沉淀；
通过气浮池可将这些絮凝沉淀充分去除，并可去除水中的石油类物质；
污水依次进入滤袋过滤器和精细过滤器，对水中的悬浮物进行进一步的去除；
污水进入离子交换器，通过离子交换树脂的作用，对水中残余的硼酸交联剂及一些盐进行去除，使出水水质可达到复配压裂液的要求。
废液：经加药剂处理后再过滤成清水配液再利用。
树脂介绍：
离子交换树脂工艺需要将树脂放在离子交换器(或称为床)内进行，离子交换树脂失效后通过再生来恢复离子交换能力，主要功能是除去水中过剩的硼酸交联剂，以防止其对处理后的复配产生影响。为了提高离子交换工艺的经济性和技术适用性，产生了不同树脂的组合、不同的床型以及各种离子交换系统。
CH-99硼离子鳌合树脂 A-23强碱型阴离子交换树脂
1、聚胺羟基（硼选择性） 1、I型季胺
2、耐高盐（无限制） 2、盐分2000mg/l以下
3、5%酸再生2.5%碱转型 3、5%碱再生
4、交换容量约5g/l 4、交换容量约4g/l
5、适合做精处理（20ppt） 5、适合高浓度
压裂返排液除硼系统工艺设计及除硼树脂应用</a>
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