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1、 p 习近平总书记多次指示批示,能源饭碗必须端在自己手里,要加快国内天然气发展,保障能源安全p 我国页岩气可采资源量丰富,已成为北美之外第一个实现页岩气规模化开发的国家 p 四川盆地是我国最大的页岩气产区一、背景介绍中国页岩气产量规划图川南页岩气开发现场第3页/共22页能源保障宣传一、背景介绍p 西南油气田公司坐落于四川盆地,隶属中国石油天然气集团有限公司,是我国西南地区最大的天然气生产和供应企业,业务覆盖勘探开发、管输、储气库、销售等天然气全产业链,建成了我国首个完整的天然气工业体系p 安全环保与技术监督研究院按照公司“集约化、专业化、一体化”的总体部署正式成立。系中国石油上游板块油气田企业
2、中唯一一家安全环保技术研究机构四川盆地地貌图米仓山龙门山峨眉-瓦山大巴山七曜山0500 1000km成都市重庆市西南油气田分公司天然气计量检测中心(2012年12月转划到天然气研究院)石油天然气川渝工程质量监督站长输管道检测评价中心HSE监督中心健康安全环境(HSE)监测评价及研究中心南充炼油化工总厂压力容器检测、成都天然气化工总厂特种防护用品检测等相关业务安全环保与技术监督研究院整合成立安全环保与技术监督研究院第4页/共22页0 50 100 150 200 250 300 350 400 00400050006000700080004196719
3、70987200020032006200920021新增探明储量年产气量/(108m3.a-1)新增探明储量/(108m3.a-1)2004年突破100亿46年2017年突破200亿13年2020年突破300亿3年产量持续突破产量持续突破“十四五十四五”公司天然气产量计划图公司天然气产量计划图p 西南油气田公司天然气概况“大气田”:2022年新增天然气地质储量超万亿立方米,居中石油之首。天然气产量达到383.4 亿立方米,增量占中石油增量的38%。油气当量达到3061.8 万吨,成为中石油第四个跨入3000
4、万吨油气当量行列的大油气田天然气产量突破:2004年产量突破100亿历时46年,2017年产量突破200亿历时13年,2020年产量突破300亿历时3年,其中页岩气产量突破100亿,2025年产量将突破500亿,其中页岩气产量将突破220亿。页岩气增长量将占中石油整体天然气产量增量的50%左右一、背景介绍第5页/共22页p 页岩气压裂返排液产排特征页岩气水力压裂水资源需求大,川南地区单井压裂用水量为35万方,区域水资源有限,用水压力大压裂完成后产生大量废水(压裂返排液),单井返排液产量为1.53.5万方,废水储存、处置压力大 压裂返排液暂存池压裂返排液暂存池p 压裂返排液处理市场巨大2022年
5、,中石油四川盆地页岩气压裂返排液总量约600万方,涉及页岩气开发过程的用水处理、压裂转水等环节的市场服务需求巨大,预计2023年页岩气压裂返排液处理市场规模高达9亿元产水井历年统计情况产水井历年统计情况02004006008000020单位:口常规气页岩气产水量历年统计情况产水量历年统计情况一、背景介绍第6页/共22页l 返排液水质复杂且易发生变化,储存过程中易“变黑发臭”,现有回用处理技术适应性较差l 返排液属于高盐、高有机物复杂废水,达标外排处理难度大p 压裂返排液处理面临的挑战各区块内石油类含量变化趋
6、势序号分析项目某区块四川省水污染物排放标准DB51/190-93一级污水综合排放标准GB8978-1996一级1色度2悬浮物,mg/L3BOD5mg/L4CODCrmg/L5氯化物,mg/L6氨氮,mg/L7钡,mg/L8锰,mg/L9TOC,mg/L10石油类 外排标准对比“黑臭”压裂返排液一、背景介绍第7页/共22页二、核心技术1、“黑臭”压裂返排液回用处理技术针对压裂返排液在储存期间水质“变黑发臭”的问题,通过颗粒物微观元素组成分析结合水化学动力模型计算,明确了“黑臭”水的形成机理,形成了具有自主知识产权的“微界面氧化+高效药剂混凝沉淀+介质过滤”回用处理技术,有效控制返排液“黑臭”风险
7、压裂返排液压裂返排液“变黑发臭变黑发臭”变黑微粒的微观分析变黑微粒的微观分析种类pH总铁COD石油类总悬浮固体色度原水处理出水溶解态亚铁浓度随时间变化溶解态亚铁浓度随时间变化返排液处理前后水质变化返排液处理前后水质变化p 压裂返排液高效回用处理技术第9页/共22页二、核心技术2、压裂返排液自适应回用处理技术针对返排液水质复杂且易发生变化特征,基于对四川盆地页岩气返排液的全面监测分析,建立了压裂返排液水质数据库,形成了一套基于统计模型的水质快速分析方法,为页岩气废水安全管理和处理技术的研发奠定了基础p 压裂返排液高效回用处理技术水质数据库软件水质数据库软件快速分析指标拟合公式快速分析指标拟合公式
8、威远威远长宁长宁BOD与与CODTDS与电导率与电导率Cl与与TDSNa与与TDSBa与与TDSSr与与BaCa与总硬度与总硬度Mg与总硬度与总硬度电导率与电导率与TDSTDS拟合曲线拟合曲线BODBOD与与CODCOD的拟合曲线的拟合曲线总硬度与钙离子的拟合曲线总硬度与钙离子的拟合曲线第10页/共22页2、压裂返排液自适应回用处理技术针对现有技术(混凝沉淀)适应性较差的问题,通过全面分析返排液水质规律结合压裂返排液数据库,提出“自适应软化-高效强化混凝沉淀-氧化”回用处理技术,有效提升回用处理技术的适应性及出水水质的稳定性测试项目某区块某9井原液现有技术出水高效回用处理技术回用水推荐水质指标
9、(NB/T14002.3-2023)总矿化度,mg/L总硬度(以碳酸钙计),mg/L总铁,mg/L悬浮物含量,mg/LpHSRB,个/mLTGB,个/mLFB,个/mL结垢趋势配伍性川南某区块返排液及处理出水水质特征川南某区块返排液及处理出水水质特征自适应回用处自适应回用处理技术理技术p 压裂返排液高效回用处理技术二、核心技术第11页/共22页1、初期返排液达标外排处理技术针对压裂返排液高盐、高悬浮物特征,通过系统研究特征污染物处理技术,形成“氧化-软化-强化混凝-膜法-蒸发”处理技术,处理出水优于污水综合排放标准和四川省水污染物排放标准一级,为返排液无害化处理提供了出路返排液氧化及微观分析返
10、排液氧化及微观分析软化试验及沉降分析软化试验及沉降分析达标外排处理工艺达标外排处理工艺p 压裂返排液达标外排处理技术二、核心技术第12页/共22页2、中后期返排液(泡排水)达标外排处理技术针对泡排水高有机物、高盐、高氨氮特征,通过系统研究有机物、氨氮处理技术,形成“吸附耦合强化混凝-高级氧化-膜法-蒸发”处理技术,处理出水优于污水综合排放标准和四川省水污染物排放标准一级,结晶盐优于工业盐一级,为泡排水无害化,结晶盐资源化利用提供了出路p 压裂返排液达标外排处理技术生产中后期生产初期泡排水返排液有机起/消泡剂常用工艺外排工艺外排工艺二、核心技术第13页/共22页三、竞争优势序号成果类型成果名称年
11、度授权号1发明专利一种用于水处理的电化学装置及方法2013ZL201310355891.82发明专利一种页岩气压裂返排液处理回用方法2015ZL201510964185.23发明专利一种对含硫采气废水进行回用处理的方法2015ZL201510906019.74发明专利一种页岩气压裂返排废液的处理方法及装置2015ZL 2015 1 0917296.85发明专利一种压裂返排液分析方法2016ZL 201611263189.96发明专利页岩气压裂返排液预处理工艺及系统2018ZL 2018 1 0812821.37发明专利压裂返排液的处理方法2019ZL 201910048170.X8发明专利一种
12、页岩气压裂返排液达标外排处理工艺方法及其系统2021ZL 202110371241.79发明(受理)一种页岩气压裂返排液应急处理方法20798.5。l 通过知识产权保护和标准制定,在页岩气返排液处理领域具备竞争力申报发明专利15项,其中授权8项,涵盖返排液处理领域的主要关键技术,实现了处理技术的专利保护获取软件著作权2项,发布页岩气返排液领域的国家和行业标准2项,引领行业话语权专利专利标准标准第15页/共22页三、竞争优势l 具有废水相关指标检测资质及实验平台具有中国计量认证(CMA)资质(证书编号为7),涵盖废水、废气、土壤等7大类84项监测能力拥
13、有“国家能源高含硫气藏开采研发中心”、“页岩气评价与开采四川省重点实验室”、“HSE技术实验室”三大实验平台CMACMA资质资质国家级中心国家级中心公司内部实验室公司内部实验室省部级实验室省部级实验室第16页/共22页l 开展多项重大科研项目研究,科研成果荣获2022四川省科技进步奖二等奖等多项奖励三、竞争优势第17页/共22页承担项目承担项目获得奖项获得奖项l 1、“黑臭”返排液回用处理自主研发“黑臭”返排液处理装置1套(600m3/d),在长宁-威远国家级页岩气开发示范区某平台进行生产,处理后的水质优于回用水推荐水质标准,其中总铁、悬浮物、石油类和色度去除率分别达到99%、98%、95%、
14、99%,对储存过程返排液“变黑发臭”控制率达100%四、现场应用现场处理装置现场处理装置处理效果处理效果处理后处理前第19页/共22页l 2、返排液自适应回用处理自主研发自适应回用处理装置1套(720m3/d),能自适应处理不同水质返排液,处理出水水质优于回用水质标准,出水水质比手动的更好且更稳定,处理成本比手动装置低20%,累计节水10万余方,产值350余万元,节约污水处理费2000余万元四、现场应用中控系统加药模型加药模型处理后处理前现场装置现场装置现场处理情况现场处理情况测试项目返排液原水手动加药出水自适应处理出水回用水推荐水质指标总硬度,mg/L总铁,mg/LpHSRB,个/mLTGB
15、,个/mLFB,个/mL结垢趋势配伍性悬浮物含量,mg/L手动、自适应装置处理返排液效果对比手动、自适应装置处理返排液效果对比项目名称手动加药药剂费单价(元/吨水)自动加药药剂费单价(元/吨水)混凝剂絮凝剂纯碱烧碱盐酸合计手动、自适应装置处理返排液成本对比手动、自适应装置处理返排液成本对比第20页/共22页l 3、返排液达标外排处理自主研发返排液达标外排装置1套(360m3/d),为返排液达标外排集中处理站(1500m3/d)建设提供技术支撑,处理出水优于污水综合排放标准和四川省水污染物排放标准一级,结晶盐达到工业盐一级自主研发返排液处理装置自主研发返排液处理装置控制指标pHBODCOD氯化物氨氮钡TOC总余氯总镉总铅有机卤化物AOX进水水质出水水质污水综合排放标准(GB8978-1996)一级四川省水污染物排放标准(DB 51/190-93)达标排放处理工艺进出水水质情况除pH外,其余水质指标单位均为“mg/L”返排液达标外排返排液达标外排集中处理站集中处理站四、现场应用第21页/共22页敬请各位领导专家批评指正!谢 谢!