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。     

O3/H2O2氧化页岩气产出水有机物动力学及机理研究

对O3/H2O2氧化页岩气产出水降解有机物动力学、特征污染物苯胺降解动力学及机理进行实验分析,研究结果表明：页岩气产出水有机物、苯胺降解符合一级反应动力学;臭氧分子的分解符合零级反应动力学。通过液相色谱-质谱（LC-MS）分析O3/H2O2氧化苯胺降解过程中间产物,发现O3/H2O2氧化法不能完全 将页岩气产出水矿化为二氧化碳和水,只是将复杂有机物分子转化为结构简单的直链烷烃或者羧酸类物质,需与其他氧化方式相结合才可将有机物完全去除,并提出了降解返排液中苯胺的两条可能途径,为O3/H2O2氧化工艺实际应用提供理论依据。     

涪陵页岩气开发生命周期温室气体排放估算

采用混合生命周期评价法,全面考虑页岩气开发钻井、固井、水力压裂、放喷测试求产和生产阶段的温室气体(Greenhouse Gas, GHG)排放量。结果表明:涪陵页岩气开发生命周期GHG排放量为12.27 gCO_2e/MJ,主要来自生产阶段的GHG排放。页岩气燃烧供能、甲烷泄漏(生产阶段)、柴油生产造成的GHG排放量较大,分别占总GHG的87.096 2%,4.930 4%,2.344 4%。通过对比研究发现,页岩气储层所处地域不同,采用的开发技术也不尽相同,GHG排放量存在较大差异。单井产能是对页岩气生命周期GHG排放量影响最大的因素。     

川渝地区页岩气钻井固废分类资源化处置利用

在简要分析川渝地区主要页岩气区域长宁、威远和涪陵页岩气钻井作业主要特点基础上,重点论述了页岩气钻井不同井段及不同钻井液体系钻井固废性质特点,针对页岩气钻井水基钻井固废和油基钻屑两大类固废的资源化处置利用情况及目前存在的主要问题进行了论述,提出了川渝地区页岩气钻井固废应分井 段或分不同钻井液体系进行收集并分类采用不同技术进行资源化处置利用,以达到更经济安全环保的效果。水基钻井固废就地生物处理资源化土壤利用是最优选择,第二选择是就地作为井场公路及井场场地路基建设利用,其次是制成水泥块或免烧砖,最后是转运制砖利用;脱油后的油基钻屑较好的资源利用方式是协同水泥窑焚烧处置,其次制成水泥块或作井场路基材料利用。同时针对性地提出了页岩气钻井固废分类处理利用等方面的建议措施,对油气勘探钻井环保决策管理具有一定参考价值。     

基于GIS的页岩气开发生态环境数据管理系统设计

分析了数据管理系统在生态环境领域的应用现状,以及页岩气开发生态环境数据的特性和管理需求,提出了基于地理信息系统和关系型数据库有效集成的数据管理系统框架,实现对页岩气开发区域水环境、土壤环境、环境空气及污染源负荷在时间和空间尺度的分析与评价,指出大数据、物联网技术的运用是系统发展的重要方向.     

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。     

页岩气开发环境保护关键技术研习会在成都顺利召开

2013年7月22-23日,由中国石油天然气集团公司科技管理部和国际部主办,中国石油集团安全环保技术研究院承办的"页岩气开发环境保护关键技术研习会"在成都顺利召开。来自美国莱斯大学李琪琳教授、美国佐治亚理工学院John Crittenden博士和Bill Berzins博士、耶鲁大学Menachem Elimelech教授和安全环保技术院有关专家分别作了专题报告。中国     

压裂液向上迁移对浅层地下水环境的影响分析

深部流体迁移过程机理不清造成在水力压裂开发页岩气过程中,对于压裂液或深部地层卤水是否会从深部迁移至浅层而污染地下淡水资源这一问题仍存争议。深部压裂液向上迁移至浅层含水层,必须在自下而上的驱动力作用下经由渗透性能较好的通道才会在短时间内(10 a)发生。结合我国油气沉积盆地地质与水文地质背景,从地下流体渗流机理出发,分析了页岩气沉积盆地地层渗透率的特征及形成机理,建立了压裂液向上迁移的概念模型。结果表明:地形驱动力和超高压驱动力是携带流体向上迁移的固有驱动力,具有持久性但极限水力梯度为1;而页岩储层上覆地层的渗透率一般小于1×10~(-16) m~2,此时压裂液向上迁移速率小于1 cm/a;水力压裂过程不会改变天然状态下页岩储层上覆地层的渗透率与向上的水力梯度,但新生裂隙若贯通压裂区和导水断层或压裂液进入废弃油气井时,其会对浅层含水层造成污染;利用所建立的压裂液向上迁移的概念模型,对我国典型油气沉积盆地压裂液向上迁移的可能性进行分析发现,在水力压裂前后压裂液很难向上迁移并对浅层地下水造成污染。     

基于GA-BP神经网络的页岩气开发区域水资源承载力研究

以西南地区威远县为例,从社会、经济、生态、水资源和页岩气开发5个方面构建水资源承载力评价指标体系及分级标准,采用遗传算法(genetic algorithm,GA)优化BP(back propagation)神经网络,形成GA-BP神经网络组合模型,对研究区2014—2019年的水资源承载力状态进行评价.结果表明:使用...     

西南地区页岩气开采区生态系统时空变化特征研究

页岩气的勘探开发将极大地缓解我国天然气需求压力,优化调整我国的能源格局,保障国家安全.然而页岩气开发会对生态环境产生影响.通过研究2000、2010和2020年我国页岩气重点建产区中长宁、威远和涪陵3个片区生态系统格局及水淹频度时空变化特征,对重点建产区内开采前、开采初期及规模开采后生态环境变化的整体性和差异性进行研究...