ICS75.020 CCSE16
NB
中华人民共和国能源行业标准
NB/T 10847--2021
页岩气气田压裂返排液外排处理设计规范
Specification for design of discharge treatment of
shale gas field fracturing flow back water
2022—02—16实施
2021－11－16发布
国家能源局 发布 NB/T10847—2021
目 次
前言
Ⅱ
范围规范性引用文件
1
2
3 术语和定义 4基本要求 5 总体设计 5.1 设计规模 5.2 水质 5.3 站址选择压裂返排液处理
6

6.1 物化处理 6.2 膜处理 6.3 蒸发结晶 6.4 生化处理 6.5 消毒杀菌污泥处置 8 废气处理 9 无机盐资源化利用 10 监测、检测和控制· 11 辅助生产设施
7
11.1 药剂储存及投加 11.2 化验室
. NB/T10847—2021
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由能源行业页岩气标准化技术委员会（NEA/TC26）提出并归口。 本文件起草单位：中国石油工程建设有限公司西南分公司、华东理工大学、中国石油天然气股
份有限公司西南油气田分公司安全环保与技术监督研究院、中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司天然气研究院、自贡市轻工业设计研究院有限责任公司、中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院、陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院。
本文件主要起草人：张永红、于建国、金艳、连伟、汤晓勇、何化、肖芳、赵琼、宋兴福、曾彬陈天欣、熊颖、王宝峰、杨洪、何娜、王丹、杨洋、曹亮、陈彰兵、陈运强、李宇、马先、周宁、 周波。
IⅡI NB/T10847—2021
通过结晶控制技术结晶分离浓盐水中混合无机盐，形成具有工业应用价值产品的过程。
4基本要求
4.1压裂返排液外排处理工程设计应按照批准的页岩气气田地面建设总体规划要求进行。 4.2压裂返排液外排处理方式应经技术经济对比确定，可采用集中或分散处理。 4.3压裂返排液外排处理站内设施宜采用模块化、撬装化设计。 4.4压裂返排液外排处理站原水水量、水质波动较大时，应设置调储设施。工艺流程应充分利用余压和地势高程。 4.5压裂返排液外排处理站内主要处理装置数量不宜少于2列，并联设置，且能单独停产检修。蒸发结晶装置可按1套设置。 4.6压裂返排液外排处理站内各装置应设置超越管路，进出口设置检修隔断措施。 4.7压裂返排液外排处理工艺应根据进水水质特性、外排水质标准和结晶盐品质要求，通过试验或结合类似工程经验，经技术经济对比并结合安全环保等因素确定，宜采用物化处理、膜处理、蒸发结晶、生化处理、资源化的组合工艺。各工艺的主要功能，宜符合下列要求：
a）物化处理工艺主要去除油类、悬浮物、总硬度、胶体物质和部分化学需氧量（COD），COD
的去除主要采用高级氧化法。 b）膜处理工艺主要分离水中COD、 氨氮和溶解性总固体，同时提升溶解性总固体浓度。 c）蒸发结晶工艺主要分离水中溶解性总固体，并形成结晶盐。 d）生化处理工艺主要降解去除COD和氨氮。 e）资源化工艺主要将各种有价值元素分离提纯制备相应产品。
4.8压裂返排液外排处理站内有保温需求的装置及管道应采取确保工艺安全、稳定运行的保温措施。 4.9压裂返排液外排处理站内管道布置宜采用地面架空和管沟敷设方式。 4.10压裂返排液外排处理站内管道材料选择应进行技术经济对比确定，工艺管道宜采用耐腐蚀管道。 4.11 压裂返排液外排处理站内控制系统宜与页岩气气田整体控制水平相适应，便于生产管理。 4.12压裂返排液外排处理过程中产生的污泥应分类收集、妥善处置。 4.13 压裂返排液处理过程中产生的废气，应收集处理并达标排放。
5总体设计 5.1设计规模
压裂返排液外排处理站设计规模宜结合页岩气气田总体规划及产能部署合理确定，可一次或分期建设；当无依据时，可根据单井压裂用水总量、返排率、外排处置率、变化规律及同时返排井数量等因素计算确定。 5.2水质 5.2.1压裂返排液外排处理站设计进水水质确定，符合下列规定：
a）设计进水应根据取样分析结果，并结合水质变化规律综合确定。 b）分析水样宜为待处理水样；无待处理水样时，可参考类似平台或区块的水质。
5.2.2外排水质应按GB8978执行，并符合当地政府主管部门的有关规定。
2 NB/T 10847—2021
6.1.8软化工艺应根据压裂返排液中结垢离子成分和浓度进行选择，可选用药剂软化和树脂软化。 6.1.9药剂软化工艺的设计，符合下列规定：
a）药剂品种应根据压裂返排液中结垢离子及其他离子成分确定。 b）钙、钡、锶离子的去除宜选用硫酸钠、碳酸钠作为软化药剂，镁离子的去除宜选用氢氧化钠
作为软化药剂。 c）软化药剂投加量宜通过试验确定；当无试验数据时，可根据水质分析结果，按公式（1）、公
式（2）计算：
C (Na2SO4) =kC (Ba2)
(1)
C(Na2CO) =k[C(Ca2）C(Sr2)]
:(2)
式中： C(NaSO4)-- 硫酸钠投加量，单位为摩尔每升（mol/L）； C(NaCO) 碳酸钠投加量，单位为摩尔每升（mol/L）； C(Ba2)C(Ca2)、C(Sr2)- -Ba2、Ca2、Sr2离子浓度，单位为摩尔每升（mol/L）； k——投加比例系数，宜为1.05～1.5。 d）药剂软化反应时间通过试验确定：当无试验数据时，不宜小于1h。 e）药剂软化出水总硬度宜小于200mg/L。
6.1.10树脂软化的工艺设计，符合下列规定：
a）应选用适用于高盐体系的软化树脂。 b）进水水质宜符合表2要求。
表2树脂软化进水水质要求
温度 ℃ 5 ~ 40
铁 mg/L 2
浊度 NTU 5
总硬度 mg/L 200
游离余氯 mg/L <0.1
c）工作交换容量应通过试验确定，当无试验数据时，可按公式（3）计算：
(3)
Ow=kQo
式中： Ow- 树脂工作交换容量
工作变化系数，宜为50%70% 9o——树脂总交换容量。
C
6.1.11过滤工艺设置在膜处理工艺或树脂软化前，可选用滤料过滤、膜过滤或是两种工艺组合。当采用超滤膜过滤时，设计参数宜通过试验确定：当无试验数据时，可按表3选取。
表3超滤膜装置设计参数运行通量
运行周期 min 20~45 20~45
运行压力 MPa -0.09~-0.01
工艺类型浸没式超滤压力式超滤
LMH 15 ~ 30 25~ 45
0.08~0.25
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