页岩气勘探开发过程中的环境影响

当前,我国正积极推进页岩气资源的勘探和开发工作,但其对环境的影响尚缺乏科学评价和规范管理。在系统分析页岩气勘探开发主要流程:井场选址与建设、水平井钻井、水力压裂和投产等的基础上,辨识了其造成生态破坏和环境污染的主要因素以及可借鉴的技术和经验。结合我国页岩气资源的分布和勘探开发现状,从法规政策、企业责任以及技术创新三个层面,提出我国页岩气开发过程中环境保护和管理应努力的方向。     

浅谈页岩气开发对水环境的影响

结合我国页岩气藏地质条件、开发工艺探讨了页岩气勘探开发对水环境的影响,包括页岩气开发中各建设工程对地表水和地下水的污染以及淡水资源的巨量消耗。进一步结合涪陵焦石坝片区页岩气勘探开发环境保护实践经验,提出了水环境保护措施及解决对策,建议优化页岩气开发规划,制定页岩气相关技术标准和规范,加强页岩气开采环境影响评价管理,推进清洁生产工艺研发,为页岩气的大规模开发提供参考和借鉴。     

页岩气开采废水达标排放研究

在快速发展的页岩气产业中,如何在保证页岩气开采盈利能力的同时,保护公众健康和环境,页岩气开采废水的管理是一项重大挑战。从氯化物可能带来的环境风险及危害上论述了脱盐的必要性,讨论了废水达标排放可参考的排放标准及相关的脱盐技术,表明了页岩气开采废水达标排放处理需选择合理的“预处理+深度脱盐”工艺,以降低氯化物可能带来的环境风险及危害。     

页岩气开发利用现状及环境影响分析

我国作为世界页岩气储量大国，页岩气的规模化开发和利用是不可阻挡的趋势。随着水力压裂技术在全球范围内的发展与推广，页岩气开发过程中可能引发的不利生态环境影响逐步引起重视，主要表现在水土资源的大量消耗、水污染、大气污染、固废污染、放射性污染和噪声污染等问题。从页岩气的开发利用出发，梳理现阶段我国页岩气的储量、特点、开采技术及流程，结合我国现阶段页岩气开发现状和国内外相关文献报道，分析页岩气开发过程中可能带来的环境影响，并提出防治措施及建议，以期对推进我国页岩气产业绿色发展提供参考。     

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。     

页岩气开发中应关注的环境问题

我国页岩气开发处于探索阶段,具有资源赋存情况不清楚、水平井及分段压裂等关键技术有待突破、页岩气富集区地形条件复杂、地面建设条件较差、资源管理机制不完善等特点。对于页岩气开发这一新兴产业,在开发过程中需要关注生态影响、水资源消耗及环境风险等环境问题,并应尽快开展相关工作的研究,制定评价标准、导则、污染防治技术政策等相关文件,以规范页岩气开发的环保工作。     

我国页岩气压裂开采与环境保护现状

分析了我国页岩气的资源现状、页岩气开采压裂技术和环保问题及页岩气开采压裂技术面临的挑战,如水资源挑战、监管和环保治理的缺失等。建议建立健全页岩气开采环境影响评价机制,加强页岩气项目的环境监管,完善页岩气勘探开发项目的环境管理规定,尽快制定页岩气压裂开采技术标准和开发规范。当前应当做好矿权秩序维护,建立先导试验区,探索重要的成熟技术和管理模式及经验非常必要。     

页岩气勘探开发现状及环境影响与风险

研究页岩气的开发利用对缓解我国的能源危机,降低能源对外依存度具有重要意义。文章集中分析了页岩气勘探开发的重要性、我国近年来页岩气勘探开发的现状及政策,指出:开发利用页岩气主要存在未经证实的资源储备风险、开发技术方面的风险、自然环境风险、企业资金风险。分析认为,页岩气勘探开发需建立长期科学可行、可持续的规划;在环境风险管理监督方面、体制方面还需进一步完善。     

页岩气采出水处理及回用现状分析

介绍了页岩气采出水的产排特征,国内页岩气采出水的处理及回用现状,并总结出3项采出水处理技术,即:回注、简单处理后回用及处理至SY/T 6596—2004《气田水回注方法》达标,进行回注,以采出水复配压裂液为主要污水。这3种处理方式可以处理页岩气采出水,为污水达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》做技术储备,并降低采出水对土壤、地表水等可能造成的环境污染风险。     

页岩气开发面临的环保挑战及建议

我国的页岩气勘探开发处于起步阶段,还未建立完善的环保政策,大规模开发将面临诸多环保挑战。我国页岩气主要分布在四川、重庆等南方地区,结合该区域地少人多、地质灾害多发等特点,文章从页岩气压裂作业所需水资源、大量压裂返排液和地层水无害化处理、勘探开发过程中噪声污染以及开发用地与耕地之间的矛盾等方面探讨了页岩气开发面临的主要环境风险,并提出了页岩气开发的环保对策建议。     

我国页岩气开发钻井废物污染防治技术进展

我国在逐步加大页岩气开发力度的同时,也在加大页岩气开发过程中的环保技术研究,以促进页岩气开发绿色可持续发展。文章分析了页岩气开发过程中钻井废物处理存在的主要问题,针对这些问题,介绍了环保型钻井液、水基钻井废物处理与资源化、油基钻井废物处理与资源化等技术及其应用进展。提出了强化源头控制,从钻井液、井身结构设计、钻完井等方面进行全面管控,提高钻井液的循环使用效率,研发高效的废液净化工艺,降低钻井废物的产出,并实现钻井废物资源化的发展思路。     

环境地球物理监测技术在页岩气开发中的应用

页岩气开发可能带来的环境风险正日益受到广泛关注。文章分析了页岩气开发过程中所面临的环境风险,对环境地球物理学的基本原理、技术手段和国内外发展现状进行了综述,并以某垃圾填埋场为例说明其在污染物监测和治理中的应用。从地下水和地表水体污染监测、土壤污染监测、地震等地质灾害监测等方面分析其在防控页岩气开发潜在环境风险方面的应用前景,并提出相应的建议。     

页岩气开发中水力压裂的环境影响及对策

水力压裂是提高页岩气产量的关键技术之一,其在促进页岩气发展的同时可能带来一些环境影响。文章分别从设计和施工两方面介绍了水力压裂技术,分析了其在耗费水资源、污染地表水和地下水、引发地质灾害等方面可能产生的不利环境影响,并针对存在的问题从水资源利用、返排液排放以及压裂过程等方面提出对策和建议。     

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。     

页岩气开采用水量影响因素分析

不同页岩区块开采用水量差异显著。目前,关注页岩气开采用水量的研究多忽略了导致用水量差异的影响因素分析。文章选取中国、美国和加拿大15个典型页岩区块为样本,选取了影响用水量大小的相关指标,应用多元逐步回归分析和聚类分析方法定量分析影响因素之间的统计规律。逐步回归分析结果表明,厚度、孔隙度、黏土含量、水平段长度与页岩气开采用水量显著相关,其中表征压裂作业量大小的指标——厚度和水平段长度与用水量正相关;表征储层可改造性指标——孔隙度与用水量负相关,黏土含量与用水量正相关,根据回归方程可预测类似页岩气开采用水量。根据聚类分析谱系图,依据用水量大小、压裂作业量大小、储层可改造性难易程度的差异可以将15个页岩区块分为3类;聚类分析结果进一步验证了压裂作业量大小和储层可改造性是影响页岩气开采用水量的显著因素。     

页岩气钻井废水减量化及回用技术

文章以某地区具有代表性的M2井组共8口单井,M3井组共6口单井为研究对象,探讨其在开发过程中形成的废水分类管理方法和钻井废水回用处理技术。通过划分污染区域、划分废物池功能、配套搭建废水池雨棚等井场清污分流措施,以及现场废水综合回用等废水分类管理措施。试验研究不同阶段产生的钻井废水配制钻井液胶液、配制压裂液的可行性技术,表明不同阶段产生的钻井废水均可用于配制钻井液胶液。通过采取各种措施,废水产生量可减少67%以上。     

页岩气开发场地地下水污染风险评价研究进展

页岩气勘探开发场地的潜在污染风险不同于普通场地,而针对页岩气开发全过程的场地土壤地下水污染风险评价研究较为薄弱。文章综述了污染场地风险评价的理论与方法,介绍了岩溶介质地下水及溶 质运移模拟的研究进展,指出由于页岩气开发场地的复杂性,基于污染物在土壤地下水系统迁移的过程模拟法（考虑岩溶通道）较适用于页岩气开发全过程污染风险评价,强调应加强页岩气开发不同生产阶段土壤、地下水 污染监测,拓展风险评价指标筛选的理论与方法。同时,应强化岩溶通道及裂隙相关参数的获取,并开展土壤-地下水耦合评价及页岩气开发全过程（勘探—钻井—压裂返排—生产）风险评价,为页岩气绿色开发提供理论指导。     

川南页岩气区块生命周期用水核算

选取川南页岩气区块为研究对象,运用过程生命周期评估和投入产出生命周期方法核算页岩气开采生命周期的直接和间接用水量,并与美国Marcellus页岩气区块用水量进行比较。川南区块总直接用水量为22 928 m^3/井,高于Marcellus区块的总直接用水量15 320 m^3/井。从生命周期阶段来看,川南页岩气开采钻井和压裂阶段的直接用水均远大于Marcellus区块。结合水环境管理指标,自然资源禀赋条件主要决定了直接用水量的差异。川南区块总间接用水量为25 098 m^3/井,超过总直接用水量,约为Marcellus区块总间接用水量的3倍。除井场准备阶段外,其余阶段的间接用水量均大于Marcellus区块,间接用水量的差异与钻井和压裂过程的添加剂、能源使用量和全行业用水效率有关。减少川南区块页岩气开发用水量的主要途径包括提高钻井液和压裂液回用率、改善钻井和压裂添加剂使用效率、提高柴油和电力等能源利用效率和全行业用水效率。     

美国页岩气开采的水环境监管经验研究

页岩气开采所使用的核心技术——水力压裂技术不仅消耗大量水资源,而且向地下注入裂解液可能污染地下水。为应对页岩气开发所带来的环境问题,美国已开展并积累了相对丰富的环境监管经验和技术。文章就美国页岩气开采场地的水环境监管体系、法规、制度及技术等进行探讨和研究,并提出我国在页岩气大规模开采初期的水环境监管思路及技术方向。     

页岩气水基钻井液废物处理技术实践

针对页岩气常规水基钻井液废物采用泥浆池就地固化填埋处理方式所存在的占地面积大、处理过程中及处理后存在环保风险等问题,提出采用钻井液废物不落地处理技术。阐述该技术的工艺流程、设备设施及具体的施工步骤,以及在昭通页岩气示范区的实际应用效果。实践表明,钻井液废物不落地处理技术在钻井施工过程中可以减少土地占用、避免土壤污染隐患、增加钻井液废物资源化利用率。