页岩气开采:对环境政策和环境评价实践的挑战(下)

页岩气开采的环境和社会影响一直存在着争议。通过综述近年来的相关文献,澄清了以下问题的研究现状:水力压裂过程中产生的化学物质和废水的物理、化学和毒理学性质,其进入地表水和地下水含水层的机制和途径,以及对人类健康和生态系统构成的风险。页岩气开采影响评价显然受到一系列因素的制约,如本底信息缺乏,碳氢化合物自然迁移水文地质史复杂,监测和验证水资源污染来源、时间和机制的示踪剂匮乏,决策的透明度和问责机制欠缺。文章认为,页岩气开采的社会和环境风险管控呼唤着新一代影响评价的产生,新一代的影响评价应综合战略环境评价、累积影响评价、倒推法以及协商、包容的社区参与过程,以达到综合性的风险管控。     

油基岩屑无害化处理技术研究

本文介绍了页岩气井水平段钻井过程中产生的油基岩屑处理现状及水泥窑协同处置现状,探讨了采用水泥窑协同处置油基岩屑的可行性。研究表明,采用水泥窑协同处置可解决油基岩屑无害化处理后重金属含量较高、利用途径受限的问题,在钻井现场采用岩屑甩干机对油基岩屑进行预处理后,通过水泥窑系统分解炉和窑尾烟室投料点加入水泥窑进行煅烧,油基岩屑所含油类物质在水泥窑内燃烧彻底分解,岩屑煅烧后成为熟料;焚烧过程不产生废渣,水泥窑协同处置过程中产生的烟气可依托现有废气治理措施得到控制,不新增废气治理措施;油基岩屑所含重金属离子固化在熟料矿物相晶格中,通过控制投加量,可使水泥产品满足相应的标准。     

大地电磁测深不同反演方法的应用效果对比——以安徽皖江地区页岩气调查为例

在安徽皖江地区页岩气地质调查中,开展了大地电磁测深(magnetotelluric sounding, MT)剖面研究,通过对比4种不同反演方法和不同极化模式的反演结果,分析各方法的优缺点。4种反演方法各有特点,不同极化模式也具有不同的反演效果。地质与钻孔资料表明,二维带地形共轭梯度反演TM极化模式的电性特征清晰,迭代收敛效果最佳,与地质资料吻合较好,可成功识别二叠纪泥页岩低阻异常。初步推断了皖江地区断裂空间展布特征及页岩气目标层分布,可为其他类似地区大地电磁测深勘探反演方法的选取提供参考。     

热脱附处理页岩气油基钻屑的研究与应用

介绍了油基钻屑的来源、组成、危害、处理方法以及热脱附技术研究进展与应用。综述了热脱附原理与工艺,并重点分析了钻屑性质、处理温度、停留时间、载气流速或压差、添加剂对油基钻屑处理效果的影响。讨论了当前热脱附处理油基钻屑存在处理过程能耗高、废气二次污染、废热回收利用率低等问题,提出针对油基钻屑性质选取合适的改性添加剂、提高传质传热效率、探究协同效应机理等油基钻屑高效节能处理的改进方向。     

页岩气压裂返排液处理效果影响因素研究

以昭通页岩气示范区的A、B两种类型压裂返排液为研究对象,研究和优选了适用于压裂返排液的混凝剂和促凝剂,并考察了温度、沉降时间、pH值及表面活性剂对SS(固体悬浮物)去除效果的影响,为工程应用提供了较好的指导。结果表明:聚合氯化铝与聚丙烯酰胺1 600对两种类型压裂返排液均有良好的絮凝效果,对A型压裂返排液:聚合氯化铝和聚丙烯酰胺1 600浓度分别为400 mg/L和4 mg/L、温度为25℃、pH值为6～8、沉降30 min,SS去除率为98%;对B型压裂返排液:聚合氯化铝和聚丙烯酰胺1 600浓度分别为480 mg/L和12 mg/L、温度为25℃、pH值为6.5～8、沉降30 min,SS去除率为97%。细菌含量对压裂返排液SS去除率无显著影响。4种类型表面活性剂对絮凝效果的影响大小排序为:阴离子非离子两性≈阳离子。     

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。     

川南页岩气开发油基钻屑对玉米的生物毒性效应研究

以川南页岩气开发过程中产生的油基岩屑为研究对象,考察不同质量百分比浓度的油基岩屑胁迫对玉米生长过程中生长指标的影响,包括玉米的生物量指标(种子出苗率、地面高度、茎叶鲜质量、茎叶干质量、根长、根鲜质量、根干质量)和生理性指标(叶片叶绿素、过氧化氢(H₂O₂)、丙二醛(MDA)含量)。结果表明,当油基岩屑的质量百分比为100%时,玉米的出苗率仍在86.67%,油基岩屑对玉米种子的发芽率影响较小;不同质量百分比的油基岩屑胁迫下玉米幼苗的生长情况呈现低促进高抑制的现象,各项生长指标之间呈现显著差异(P<0.05),其中油基岩屑的质量百分比为100%时对玉米培育后期(30 d)地面高度和根的鲜质量显著影响(P<0.001);油基岩屑质量百分比≥50%时,油基岩屑对玉米叶片叶绿素质量浓度、H₂O₂与MDA的物质的量浓度影响显著(P<0.01);随着种植时间的延长和油基岩屑质量百分比的增加,玉米叶片中叶绿素质量浓度呈下降趋势,叶片中H₂O₂与MDA的物...     

四川页岩气钻井及压裂作业边界噪声调查与分析

简要分析了四川页岩气勘探钻井现状,监测了单、双平台钻井作业和压裂作业边界噪声。监测结果表明:压裂作业边界昼间噪声平均值高于单、双平台钻井作业平均值约10 dB(A),噪声测量值的最低值和最高值相应高出4～6 dB(A),昼间噪声超标率高于钻井作业,说明压裂作业噪声对周边的影响远超过钻井作业;相对于单平台,双平台发声设备多,造成声叠加影响严重,高发声设备在同一方位声叠加更显著。通过噪声值对比,提出页岩气勘探钻井过程可考虑选取噪声更小的气代油或电代油动力设备、建立隔音设备、根据地形与噪声传播规律调整声源设备摆放位置等降噪措施。     

页岩气采出水水质特性分析

用离子色谱、GC-MS、ICP等分析手段分析西南某页岩气田采出水水质特性,了解页岩气采出水的基本物化性质。结果表明:对页岩气采出水构成污染的主要指标有COD、SS、氨氮、石油类及氯化物等,且随时间的波动范围大,污染物含量随区域变化呈现一定规律;页岩气采出水中的有机物多为烷烃类有机物,还有少量的环己醇、苯胺及萘,微量的挥发性及半挥发性有机物,如单环芳烃类、苯酚类、多环芳烃类及酞酸酯类有机物。     

页岩气压裂返排液回用影响因素及回用技术研究

针对压裂返排液中的特征污染物，开展了单因素实验，确定了处理目标；以两口页岩气井的压裂返排液为研究对象开展了单元处理工艺的研究，并进行了现场实验。单因素实验结果表明，影响压裂返排液回用的特征污染物为高价金属离子和SS。采用絮凝—化学澄清工艺处理压裂返排液，对浊度、钙离子、铁离子的去除率分别达到98%、71%、96%以上。压裂返排液经现场处理后，SS从2 400.0 mg/L降至3.4 mg/L，总硬度从1 160 mg/L降至125 mg/L，总铁从35.60 mg/L降至0.28 mg/L，满足NB/T 14003.1—2015要求；用处理出水配制的滑溜水压裂液的性能指标与地表水配制的相当，满足DB61/T 575—2013要求。