页岩气压裂返排废水处理方法探讨

页岩气作为重要的非常规天然气资源,已成为全球油气资源勘探与开发的新亮点,但其特殊的钻采开发技术可能带来新的环境污染问题,尤其是在页岩气压裂作业过程中将产生大量压裂返排废水,这类废水中含有随着返排废水带出的地层地下水、废压裂液和钻屑等,具有高盐、高矿化度、高色度、含有毒有害物质、可生化性差和难处理的特点。为此,在查阅相关文献的基础上,对页岩气开发现状、页岩气压裂液体系、页岩气压裂返排废水处理现状以及高盐度难降解有机废水处理现状进行了总结和分析,并结合西南地区页岩气压裂返排废水的水质污染特征,提出了组合工艺是处理页岩气压裂返排废水的有效方法,同时应加强对页岩气压裂返排废水中有机污染物的降解历程、机理和反应动力学规律的研究。     

页岩气开发废水污染控制技术与环境监管研究

水力压裂是页岩气开采的核心技术,但在开发过程中会产生大量的废水,其废水复杂,处理难度高、环境危害大。为此,利用重庆涪陵页岩区块的返排水调研结果,并借鉴美国页岩气开发废水的成功管理经验,分析整理了压裂返排液的水质特点、处理方式及技术,对回用技术、外排技术选择进行了推荐。结合中国现有环境监管体系,对页岩气返排废水的处置方法提出了监管对策,为中国页岩气大规模开发产生的返排废水管理提供参考。     

欧美页岩气水力压裂技术环境风险及管理措施剖析

水力压裂技术是页岩气开发中最为关键的技术之一。随着美国页岩气开发的成功,全球越来越多地关注水力压裂带来的环境影响。该文主要通过文献计量法、文献调研法和循证法等,较为系统地分析水力压裂技术及其作用、特点及引发环境风险的原因,并举例说明水力压裂可能带来地下水和地表水污染、增加甲烷排放、破坏生物多样性、诱发地震、增加水资源压力等环境风险,并通过案例分析相关的影响因素,还剖析了美、英、德、法、欧盟等采取的应对策略并对比,最后提出页岩气开发应开展水力压裂环境风险影响研究与评价、制定系统的监管政策、遴选替代技术、加强水资源评价与管理等对策建议。     

铀尾矿库地下水污染风险评价方法研究

针对尾矿库中铀对地下水的污染风险,通过选取污染物废液产生量、污染毒性、污染物迁移性和场地运行时间4个污染源特征指标建立污染源荷载风险评价体系,并采用层次分析法确定权重,再结合地下水的固有脆弱性评价,用两者风险等级相叠加的方法划分出5种地下水污染风险等级。同时,以某铀尾矿区为例进行地下水污染风险评价,结果表明该地区地下水污染风险级别为中低风险等级。     

页岩气压裂返排液的组成及处理技术

压裂液和地层组成共同影响着页岩气压裂返排液的污染组成,导致返排液成分复杂,处理难度大。为了能选择合理的水处理方法,对国内、外返排液的主要参数进行了对比,对国外返排液中的金属元素和有机污染物组成等进行了分析,发现国内对金属元素和有机污染物组成可供参考的资料很缺乏。目前国外对于压裂返排液主要有2种资源化处理方法:循环利用和处理再利用。金属离子、盐份、细菌和有机物是返排液处理的重难点。针对不同的处理方法和不同的特征污染物,对现行的处理技术进行了分析。指出现行的主要处理工艺虽能使水质达到相关标准,但存在结垢、膜污染、成本高等问题。提出要从源头优化压裂技术,在末端加强水处理工艺,最大程度地实现压裂返排液的资源化。     

涪陵焦石镇页岩气开发区地下水质量评价

页岩气开发存在潜在污染源,在开采、运输、处理及处置不当的情况下,会对页岩气井场附近地下水造成污染。因此需要对页岩气开发区地下水质量进行评价,以确保用水安全。以涪陵焦石镇页岩气开发区一带为研究区,利用研究区内的地下水调查资料,采用单因子指数法对比分析了污染来源,并利用模糊数学法对该页岩气开发区浅层地下水质量进行了综合评价。结果表明:研究区浅层地下水中仅硬度和浊度2项评价因子超标,其他评价因子均达标,浅层地下水点未受到深部钻井液及钻屑、返排液等高矿化度液体及甲烷气体的污染;研究区浅层地下水质量总体较好,所取水样达到《地下水水质标准》(Ⅰ~Ⅲ类)的占96.23%,两个岩溶水点因井漏受到污染,不建议作为饮用水点。     

我国页岩气开发的环境影响特征

近几年,页岩气行业在美国得到了快速发展,中国也在积极推进。截止到2014年7月,中国页岩气产能已达到14亿m3/a。从工艺流程和产污节点分析页岩气开采对环境的影响,结果表明:页岩气开发各环节均存在环境污染,涉及水资源占用、甲烷气体溢出、返排液、钻井岩屑、油基泥浆、生态破坏等,其中水资源消耗量大、大量返排液返排且成分复杂等特点尤为突出,值得关注。     

贵州寒武系牛蹄塘组页岩气开采过程环境影响浅析

贵州省寒武系牛蹄塘组特有的黑色页岩,具有高有机碳、高成熟度、高脆性矿物含量、微孔隙较为发育等特点,是贵州页岩气勘探开发的主要层位。牛蹄塘组页岩沉积环境有利,沉积厚度大,有望获得较好的含气量,为贵州开采页岩气提供了有利条件。然而页岩气开采过程中水力压裂法的应用导致的泄漏、压裂液回流污染、集输管道破裂或腐蚀等,会导致地下水储层破坏及地下水重金属污染等环境问题。着重阐述页岩气勘探开发中水力压裂法可能产生的相关环境影响问题并开展预期研究,为贵州页岩气勘探和开发提出考虑环境破坏的可能,提出防治措施。     

页岩气开发压裂返排液环境监管及对策建议

水力压裂技术是目前页岩气开发广泛采用的储层改造技术,但该技术的应用产生大量的返排液,返排液如何处置和监管引起了人们的广泛关注。本文收集了国内外压裂液的成分、返排液的水量和水质等资料,从深井灌注、市政污水处理厂处理后外排、现场处理后回用、现场处理后外排四种处理方式上,分析我国返排液环境监管存在的问题,针对实际问题提出对策建议,包括对化学品进行申报登记、制订污水排放的行业标准、对页岩气开发项目进行分段验收、鼓励研发污水处理新技术等。     

页岩气开采对水环境的影响及其治理技术研究

页岩气是一种清洁、低碳、高储量的非常规天然气能源,已成为全国油气资源勘探开发的新亮点,其快速发展影响着世界能源格局.然而,页岩气开采带来了巨大的环境风险,如水污染、大气污染、固体废弃物污染和土壤污染等.文章主要分析了页岩气钻井过程、压裂过程及采气过程可能出现的水环境问题,如水资源消耗、地表水污染及地下水污染等;总结了针对不同类型废水的处置措施及处理技术,以期为处理页岩气开采过程中产生的不同类型的废水提供理论依据.     

页岩气开采的环境影响分析

页岩气开发热潮席卷全球,页岩气开采过程是否会导致严重环境污染引起众多政府部门、专家学者和环保人士的争议,尤其是水力压裂法在页岩气开采中的应用。本文针对页岩气开采工艺技术,结合美国页岩气开采现状分析页岩气开采可能造成的环境污染,主要有：（1）大量消耗水资源;（2）污染地下水层：（3）甲烷泄漏;（4）引发地震。此外,就我国而言,还面临因地理环境限制和环境立法不足更易造成环境污染的可能。在页岩气勘探开发进程中,我们应重视页岩气开采的环境污染评估,争取以技术进步和相关环境立法来克服环境隐患。     

煤层气勘探开发中的水污染分析及防治对策

煤层气勘探开发过程的三个阶段(勘探阶段、试生产阶段、和开采阶段)除了都产生生活污水外,勘探阶段的废水污染源主要是钻探过程中排出含有钻井液的废水,试生产阶段的废水污染源主要是含有含11大类20余种化学物质化学成分较复杂的压裂液,开采阶段的废水污染源特征主要是产生大量高矿化度、高盐度的采出水。勘探作业完成后钻井泥浆固化并经过无害化处理后,就地掩埋、清理现场后或复垦或绿化,压裂液废水由于成分复杂,必须处理达标后进行排放,对煤层气采出水经除盐装置处理达标后排放到纳水体中。并对煤层气勘探开发的环境保护具有一定意义。     

涪陵页岩气开发主要环境风险分析及对策研究

涪陵国家级页岩气示范区取得重大突破对中国页岩气行业产生了重大影响,但开发过程中的环境风险也不容忽视,主要包括:钻井液漏失、废水污染物、固体废物等.对此,涪陵示范区创新环境管理模式,通过构建完善的环境管理体系、优化井场选址、强化井场标准化建设、细化污染防治措施、开展环境监理工作、强化日常环境监测、加强新技术研究与应用等手段,有效的控制了页岩气开发过程中的环境风险,较好的保护了当地的环境,具有很好的示范和推广作用.     

中国页岩气资源开发利用的可行性评价

论文以可行性评价为切入点,从资源与赋存条件、综合开发利用条件、环境安全性及市场前景四方面因素选取了19 项指标,构建中国页岩气开发可行性评价指标体系,采用中、美对比研究方式,评价中国近期进行页岩气大规模开发利用的适宜性问题。研究表明:①市场需求、成本与价格、核心技术条件、含气量、水资源污染、水资源供应及政策支持等指标是影响页岩气开发的关键因素;②对比得分结果显示,中、美页岩气开发可行性等级分属中度偏下与中度偏上区间,得分差距较大;③中、美页岩气开发可行性值的差距,主要归因于两国在页岩气资源与赋存及综合开发利用条件方面的巨大差异。鉴于目前两国页岩气开发的实际情况,得分结果与现实具有较高符合度。     

基于博弈论视角的美国页岩气开发环境政策分析及启示研究

受水平井技术及水力压裂技术的推动,美国实现了页岩气的规模开发和能源独立.而环境监管漏洞却成为制约美国页岩气产业发展的主要障碍.在此背景下,运用博弈论原理,构建了政府、页岩气开发商、居民三方博弈模型,给出了该模型均衡条件下的解,讨论了影响三方主体决策的主要因素.基于美国的经验,结合中国页岩气开发的实际,提出谨慎推进页岩气开发、注重页岩开发的环境评估、鼓励页岩气开发技术的创新、加强环境监管等建议.     

土著水生植物对页岩气钻井废水中Cu和Pb的去除及富集特征

为实现页岩气钻井废水绿色环保无害化现场处理,选取页岩气井场附近的土著水生植物凤眼莲（Eichhorniacrassipes）、水花生（Alligator philoxeroides）、鱼腥草（Herbahouttuyniae）、狐尾草（Alopecuruspratensis）、菖蒲（Acoruscalamus）、雍菜（Swamp mrningglory）为试验植物,考察植物单一养殖与5种植物（凤眼莲、水花生、鱼腥草、狐尾草、菖蒲）组合作用时对页岩气钻井废水中Cu、Pb的去除率及生物富集特征.结果表明:凤眼莲对钻井废水中Cu的去除效率最高,达到83.04%,对Pb的去除效率达到88.89%,根部吸附重金属离子能力较强;鱼腥草对废水中Cu、Pb富集能力较强BCF（富集系数）达400以上,地上转运系数在0.5以上,Cu、Pb主要富集在茎叶;雍菜对页岩气钻井废水的毒性物质较为敏感,不易存活.水生植物组合养殖时,对废水中Cu、Pb的降解速率大于单一养殖,分别达到82.17%、88.03%.试验用土著水生植物对页岩气钻井废水中Cu、Pb的BCF均达到200以上.研究显示,通过土著水生植物对页岩气钻井废水中的Cu、Pb可以进行有效降解.      

煤层气区域开发环境影响和管理研究

煤层气开发激励政策和规划的实施,使其区域化和商业化开发将逐步展开。煤层气区域开发有别于常规天然气,主要表现为井网密度大、疏水降压排采和加压集输。大量煤层排水可能污染地表水、降低地下水位、影响水生态、土壤侵蚀等;井网密度大意味着要建设更多的井场、道路、管线、集气压缩站等,则单位面积地表扰动大,导致景观生态破碎化和生态退化等;煤层气压缩机增压集输、其它油气田重型机械、增加的交通流量影响区域声环境质量;压缩机燃气废气、煤层气放空、扬尘对区域大气环境质量产生影响。针对煤层气开发环境问题的特殊性,提出煤层气开发应以水平井为主减少地表扰动。我国水资源极度缺乏,对煤层排水应合理处置,淡水应考虑综合利用,高矿化度水应考虑回注地下。     

有机污染场地地下水风险评价指标体系构建的探讨

污染场地中的有机污染物严重威胁着地下水环境。本文针对化工企业排放的废水、废渣对地下水环境的影响,在地下水环境承载力影响因素、污染场地污染物渗入影响因素识别的基础上,依据指标选取的科学性、针对性、可操作性原则,构建了风险评价指标体系,给出了各指标的选取原则和赋值方法,并应用于典型有机污染场地进行地下水风险评价指标体系的检验。结果表明,在地下水天然防污能力低、污染场地潜在风险高的区域,地下水处于高风险区,而地下水天然防污能力高、污染场地潜在风险低的区域,地下水风险等级低,评价结果可靠。该指标体系的构建、指标的选取原则和赋值方法是合理的,具有实际运用价值。     

北京平原区第四系地下水污染风险评价

简述了我国近年来在地下水污染调查与评价方面的工作进展,指出了存在的若干问题.探讨了地下水污染风险评价中的相关概念,并重点论述了地下水污染风险评价与污染评价、脆弱性评价及质量评价的异同.针对北京市平原区的特点,选取了地下水污染评价、地下水质量评价、地下水系统脆弱性评价、地下水系统污染源荷载这4个指标作为评价因子.采用专家打分法确定4个评价因子权重.北京平原区地下水污染风险高、较高、中等、较低、低污染风险区的面积分别为1 232.1、699.3、1 951.4、2 644、133.2 km2.平原区西部及近郊一带污染风险性较高,地下水系统较高的脆弱性和较强的地下水污染源荷载共同作用的结果.在平原东南通州地区,主要是由于历史污染源的存在使得地下水污染的风险较高.