中美页岩气水力压裂返排液环境影响与治理

对比分析中美页岩气水力压裂返排液,发现两者均具有产生量大、成分复杂、难生物降解、高COD、高TSS、高TDS等特点,若压裂返排液进入到地表水及土壤中,可能造成不利影响,甚至对人类健康造成影响。目前常用的处理压裂返排液的技术有深井回注法、处理后回用法及处理后排放法。我国页岩气水力压裂返排液处理技术尚不成熟,部分地区仍沿用石油行业处理采出水的方法;部分页岩气田以借鉴国外压裂返排液处理技术为主,结合自身返排液情况制定处理流程;返排液回收后重新用于水力压裂的水处理技术还不成熟,应积极开展压裂返排液处理技术的研究。     

压裂返排液处理规模效应经济分析

压裂技术的副产物压裂返排液的处理处置逐渐成为页岩气开发过程中关键的环保瓶颈,面对压裂返排液高昂的处理费用和川渝页岩气开采区复杂的地形,目前国内并未建立完整压裂返排液集中处理厂。选择压裂返排液处理主要应用的工艺单元,通过文献查阅和数据调研,初步建立了压裂返排液处理的规模经济模型,从经济效率的角度,对返排液集中处理规模提出了合理建议:应在现场试验中进一步验证返排液处理装置的经济效率。     

页岩气压裂返排液对环境的影响及思考

页岩气开发对水资源的大量消耗和压裂返排液处置困难引起了广泛关注。文章分析了滑溜水压裂液、混合压裂液、纤维压裂液、高速通道压裂液、二氧化碳压裂液、液化石油气压裂液6种页岩气压裂液的特点及对环境的影响。介绍了压裂液返排技术,主要有深井灌注、现场或中心建厂处理后重新利用、返排液处理后外排,进而结合我国页岩气开发的形势提出压裂返排液处理技术研究思路、研究方向和建议。     

页岩气压裂返排液处理技术探讨

介绍了页岩气压裂返排液的主要成分及常用处理方法,探讨了国外返排液处理新技术,提出了返排液处理发展方向。返排液处理常用技术主要有自然蒸发、冻融、过滤、臭氧氧化、化学絮凝、电絮凝、反渗透和蒸馏等,而新技术主要是各种处理工艺的组合应用,以氧化、絮凝为主。返排液处理技术的发展应朝着各种工艺复合应用,物理处理为主,化学处理为辅的方向进行,开发电絮凝和高级氧化等新技术,研制撬装处理设备,使处理工艺模块化,并对有用成分进行合理回收再利用,降低处理成本,为页岩气开发提供技术支撑。     

简析页岩气开发对水资源的破坏

页岩气的开发主要采用水平井水力压裂的方法,压裂过程中压裂液的大量使用以及对返排压裂液的处理不当,会造成页岩气开发过程中对水资源的破坏,主要表现在导管破裂污染、返排液地面污染、大量消耗水资源等方面。通过总结对比返排压裂液的几种处理方法,认为废液处理后循环使用的方法在节约成本的同时,可最大程度地减小对水资源的破坏。     

川南页岩气开发的环保形势及对策建议

当前川南页岩气开发面临各类环境敏感区、岩溶发育区等影响选址选线;基本农田保护、土地管理政策等致使征地形势越发严峻;区域固体废物处置能力与不断增长的钻井岩屑需处理量间的矛盾日益突出,钻井岩屑处置压力愈来愈大;压裂返排液处理难度大,达标外排存在经济技术可行、排放标准等瓶颈,深层回注措施存在非技术风险。针对川南页岩气开发面临的环保形势,分别从开发布局、用地保障、钻井岩屑和压裂返排液处置4个方面提出相应的对策建议。     

我国页岩气开发环境保护面临的形势及对策

页岩气作为一种重要的非常规新能源,已成为我国油气"十三五"规划的重点目标之一。文章借鉴美国、加拿大和欧洲多国的页岩气开发经验和教训,指出页岩气开发过程存在的生态破坏、水污染、甲烷泄漏、噪声污染、固体污染等潜在环境风险。压裂取水对区域生态环境和水资源的影响、压裂返排液对地下水环境的潜在影响、危险废物废弃油基泥浆和油基钻屑的环境风险等对我国页岩气可持续发展提出严峻考验。为此,我国相关部门正在加快相关环保技术研究、环保法律法规和标准规范的制定、实施战略环境影响评价等工作,逐步加强对页岩气开发过程的环境监管,完善全过程监管体制。     

高级氧化技术在压裂返排液深度处理中的应用

高级氧化技术对油田压裂返排液中难降解有机污染物的深度处理显示出了较好的效果。文章在阐述高级氧化技术处理油田压裂返排液原理的基础上,简要介绍了油田压裂返排液处理方面的几种高级氧化技术:化学氧化、光催化氧化、电催化氧化、Fenton氧化法、湿式空气氧化、超临界水氧化、超声波氧化,重点讨论了高级氧化技术在油田压裂返排液深度处理中的应用情况,并对其在油田压裂返排液处理方面的发展方向进行了展望。     

改性PVDF中空纤维膜处理压裂返排液研究

针对中空纤维膜应用于水力压裂返排液处理时存在的膜污染严重、通量衰减快、影响处理效率等问题,研究了PVDF固含量、凝固浴温度等因素对PVDF膜性能的影响,通过非溶剂致相分离法制备了PVDF中空纤维膜,并采用表面接枝技术,对PVDF中空纤维膜进行了表面亲水化改性。压裂返排液吸附实验结果表明,表面接枝降低了PVDF的接触角,提高了膜的亲水性。与未接枝改性的PVDF膜相比,亲水改性后的PVDF膜表面吸附的压裂返排液更少。将亲水性中空纤维膜用于页岩气水力压裂返排液的过滤处理,应用结果表明其对压裂返排液中的总铁、SS、浊度、细菌去除率达到90%以上,长时间运行后的通量保持率高,有较好的抗膜污染性。     

改性聚偏氟乙烯中空纤维膜处理压裂返排液研究

针对中空纤维膜应用于水力压裂返排液处理时存在膜污染严重、通量衰减快、影响处理效率等问题,研究了PVDF(聚偏氟乙烯)固含量、凝固浴温度等因素对PVDF膜性能的影响,通过非溶剂致相分离法制备PVDF中空纤维膜,并采用表面接枝技术,对PVDF中空纤维膜进行了表面亲水化改性。压裂返排液吸附实验结果表明,表面接枝降低了PVDF的接触角,提高了膜的亲水性。将亲水性中空纤维膜用于页岩气水力压裂返排液的过滤处理,应用结果表明其对压裂返排液中的总铁、SS、浊度、细菌去除率达到90%以上,长时间运行后的通量保持率高,有较好的抗膜污染性。