岩气压裂返排液处理
岩气压裂返排液处理
页岩气压裂返排液解决措施研究1 研究目旳及意义页岩气作为重要旳非常规天然气资源,已成为全球油气资源勘探与开发旳新亮点,但其特殊旳钻采开发技术也许带来新旳环境污染问题，特别是在页岩气压裂作业过程中将产生大量压裂返排废水，此类废水中具有随着返排废水带出旳地层地下水、废压裂液和钻屑等，具有高盐、高矿化度、高色度、具有毒有害物质、可生化性差和难解决旳特点。
因此，研究页岩气压裂返排液解决技术，对于缓和开发区块旳环境问题显得格外重要,同步对于保障页岩气旳正常生产和可持续发展具有重要意义。
2 国内外现状中国石油西南油气田分公司已形成了加砂压裂用滑溜水返排液反复运用技术并在现场应用。
其基本解决回用流程为：返排液→物理分离→水质检测→水质调节→水质检测→压裂用水或与清水混合后作为压裂用水。
现场通过过滤、沉降清除机械杂质,补充添加剂来调节返排液性能,使其满足压裂施工规定,反复运用。
该解决方式相对简朴，但对成分较复杂旳返排液解决后需与清水稀释才干满足压裂用水规定。
2．1 常规压裂返排解决技术1）自然蒸发依托日照对返排液进行自然蒸发,清除水分,剩余盐类和淤泥采用固化解决。
该措施解决能力小，解决周期长,受自然条件限制（温度和土地)。
美国西部部分州和中国部分沙漠地区少量旳返排液采用了自然蒸发解决。
2)冻融冻融是将返排液冷冻至冰点如下结冰,盐因溶解度减少而析出，使冰旳盐浓度减少,再将冰加热融化得到低浓度盐水，从而实现盐一水分离。
该措施受地理气候限制，需要足够旳冰冻天气，未见工业化应用报道。
3)过滤过滤常被用于返排液预解决和返排液解决后固-液分离,清除机械杂质/悬浮物等，也能在过滤时将部分油(脂)除去，且一般配以活性炭吸附解决。
过滤效果受滤网/滤芯孔径限制,过滤效率受过滤后旳水质规定限制。
对于某些孔径较小旳过滤器,细菌旳存在将产生豁液堵塞过滤器,清洗后也难以保持。
过滤解决返排液在国内外各大油气田均有应用,但一般与其他解决技术复合应用，除去返排液自身和解决过程中产生旳机械杂质。
页岩气压裂返排液排放标准
页岩气压裂返排液排放标准
页岩气压裂返排液是指在页岩气生产过程中，通过压裂作业注入井下的水和化学添加剂混合物，在压裂后返回地表的流体。
由于返排液中可能含有一些化学物质、悬浮物和重金属等污染物，因此需要进行合理的排放管理。
具体的页岩气压裂返排液排放标准因国家和地区法规和政策而异，下面是一些常见的排放标准和要求：
水质标准：返排液中的水质应符合国家和地方的环境保护标准，如pH值、悬浮物、有机物、重金属等参数应在允许范围内。
化学物质限制：针对返排液中可能存在的化学添加剂，需要限制其浓度和种类，确保不会对环境和人体健康造成危害。
回收和处理要求：一些地区要求对返排液进行回收利用或处理，例如通过沉淀、过滤、膜分离等技术进行处理，以减少对水资源的消耗和污染。
监测和报告：运营商通常需要监测返排液的水质和化学成分，并定期报告给相关环境保护部门，以确保排放符合规定的标准。
页岩气压裂返排液处理技术
页岩气压裂返排液处理技术以下是关于页岩气压裂返排液处理技术的简要介绍：1.引言简要介绍页岩气开采中的压裂工艺和返排液产生的背景。
强调返排液处理的重要性，以减少对环境的影响。
2.返排液组成与特点描述页岩气压裂返排液的组成和特点。
包括水、添加剂、固体颗粒、溶解物质等成分。
强调返排液的高盐度、高温度、高压力、高粘度等特性，以及对环境和水资源的潜在危害。
3.返排液处理技术介绍不同的返排液处理技术，包括物理处理、化学处理和生物处理等方法。
解释每种处理技术的原理、适用范围和效果。
提供相关案例和实践经验，以支持每种处理技术的可行性和有效性。
4.回收与再利用讨论返排液回收和再利用的技术和方法。
强调回收返排液可以减少水资源消耗，并减少对环境的影响。
提供回收和再利用成功案例，并说明相关经济和环境效益。
5.处理废弃物讨论处理返排液产生的固体废弃物的技术和方法。
强调固体废弃物的正确处置对环境和人类健康的重要性。
提供合适的固体废弃物处理方法，如沉淀、过滤、干燥等。
6.监测与法规遵守强调返排液处理过程中的监测和监控的重要性，包括水质、废弃物管理和排放标准的符合情况。
提醒企业遵守国家或地区的法规和规范，确保返排液处理活动合法和可持续发展。
7.研究与创新强调持续的研究和创新在返排液处理技术方面的重要性。
鼓励开展更高效、环保和经济可行的返排液处理技术研究，以满足不断增长的页岩气开采需求。
请注意，以上是关于页岩气压裂返排液处理技术的简要介绍。
实际的处理技术和方法可能需要根据特定的地质条件、返排液组成和环境要求进行调整和选择。
在实施返排液处理技术时，请确保遵守相关的法规和标准，并与专业机构和监管部门合作，以确保处理过程安全、有效，并对环境产生最小的影响。
页岩气压裂返排液处理技术的研究综述
页岩气压裂返排液处理技术的研究综述开采页岩气的一般规律表现为初期产量较高，经过一段时间的开发后产量呈快速递减趋势，进入开发后期之后气井具有低产稳产、生产周期长的特点。
为提高页岩气井采收率，通常需要采用压裂技术，但在应用该技术时可产生具有高污染性的返排液。
本文综述了返排液的处理技术情况，包括物理处理技术，化学处理技术，生物处理技术；同时简单阐述了新处理技术的发展动向。
标签：返排液；压裂；页岩气；综述页岩气属于非常规形式的天然气，主要存在于有机质丰富、孔隙率及渗透率极低的页岩储集层当中，由于在开采页岩气的过程中需要采用人工的方法进行大型储层造缝或造网处理，因此页岩气也有人造气藏之称。
在造缝或造网时需要应用压裂技术，应用压裂技术后产生的返排液必须进行特殊的处理。
本文对近年来处理返排液的相关技术进行了综述，具体如下。
1、压裂返排液处理技术综述1.1 物理处理技术综述处理返排液时可以采用的物理技术包括自然蒸发、冻融、过滤等。
冻融指的是对返排液进行冷冻处理，使返排液结冰，结冰的过程中可析出盐类物质，因此可降低冰中盐的浓度，随后加热冰块获得盐浓度较低的盐水，并由此分离水、盐类物质。
冻融技术对于气候条件的要求较高，因此目前没有得到大规模的使用。
自然蒸发指的是利用日照产生的能量去除返排液中的水分，在水分完全蒸发后，对剩余的淤泥及盐类物质进行固化处理即可。
自然蒸发技术的处理成本较低，但处理能力相对较小，且需要的时间较长，土地与温度等自然条件均可对处理过程与效果产生影响，因此适用范围较小。
目前自然蒸发技术被应用于我国沙漠地区与美国西部地区仅需要处理少量返排液的页岩气开发工程中。
过滤技术指的是分离返排液中的液体与固体，从而将液体中的脂类物质、油类物质、悬浮物及机械杂质等去除，在进行过滤处理的过程中通常需要使用活性炭，以增强对于固体小颗粒的吸附作用。
滤芯孔径与滤网孔径是决定过滤效果的主要因素，如过滤器的孔径较小，则孔道容易被细菌黏液堵塞，需要清洗滤网才能有效保证返排液的处理效果达到要求。
国外页岩气压裂返排液处理新技术综述
水力压裂 中压裂液耗水量巨大ｆ每 Ｉ＝Ｉ水平井需 ７ ６００ ～１９ ０００ｍ 可 外排 ，又 可 回用 于 配制 压 裂 液 。
清水 ），此外 ，滑溜 水压裂液 中还含有 多种化 学添加 剂 ，包括 防垢 ３．３臭 氧 催化 氧化 技 术
剂 、降阻剂 、杀菌剂 、表 面活性剂和粘土稳定剂等。压裂作业后 ，体
传 统 的 臭 氧 氧 化 技 术 在 应 用 上 有 一 定 的 局 限 性 ，臭 氧对 污 染
积 占 注入 压 裂 液 ６０％ ～８０％的 返 排 液 逐 渐 返 排 至 地 表 ］。返 排 液 物的去除是选择性的 。新型的臭氧催化氧化技术引入催化作用 ， 具有高化学需氧量 （ＣＯＤ）、高悬 浮物（ＴＳＳ）、高矿化度 （ＴＤＳ）、难生 该技术产生的羟基 自由基 （ＯＨ·）具有最高 的氧化 电位（２．８０Ｖ），能
公 司 开发 出 的 返 排 液 处 理 技 术 处 于 全 球 领 先 地 位 ，且 有 多 家公 司 动灵活 、使用方便 等特点 。
开 发 出了 可 移 动 或模 块 化 的处 理 设 备 ，具 有 移 动 灵 活 、占地 面 积
小和处理高效等特点 。
４结 语
３返排 液处 理新 技术
中产生 电化学和 电凝 聚 、点气 浮 的协 同作 用 ，主要去 除返排液 中 参 考 文 献
的 ＴＳＳ和重金属离子 。其工作原理如下 ：首先 电絮凝装置通 电后 ， 【１］付茜 ，彭其勇 ．页岩气 压裂返排 液对环境 的影 响及思考 ｌＪ１．油气
反应器 中作为 阳极 的铝板或铁板经电解后失电子 ，发 生氧化反应 田环 境 保 护 ，２０１５，０３：６０—６３＋７４．
物降解 和成分复杂等特点 。页岩气返排液产生量 巨大 ，如不采取 够没有选择性地氧化有机物 。活性炭 、超 ｌ声波等可 与臭氧组 成臭
压裂返排液处理技术方案
压裂返排液处理技术方案压裂返排液是在页岩气或致密油开采过程中产生的含有大量固体颗粒、有机化合物和盐类的废水。
为了减少环境污染，必须对压裂返排液进行处理。
以下是一种压裂返排液处理技术方案，包括整体流程和每个环节的详细描述。
整体流程：1. 预处理：去除固体颗粒和沉淀物。
2. 生化处理：利用生物方法降解有机化合物。
3. 分离技术：使用物理化学方法分离压裂返排液中的盐类和其他污染物。
4. 中水回用：将处理后的废水进行处理，使其符合再利用的要求。
5. 残渣处理：处理剩余的固体废物和沉淀物。
详细描述：1. 预处理：将含有固体颗粒和沉淀物的压裂返排液经过初步过滤，去除大颗粒的固体物质。
可以通过物理方法，如筛网、沉淀池、离心机等进行处理，以去除大颗粒固体物质。
2. 生化处理：经过预处理后的压裂返排液中仍然含有大量的有机物。
这些有机物可以通过生物降解来去除。
可以通过搭建生物反应器，如活性污泥法、生物膜法等，利用微生物对有机物进行降解，从而达到净化废水的目的。
3. 分离技术：生化处理后的废水中仍然含有盐类和其他杂质。
可以通过离子交换、逆渗透、膜过滤等物理化学方法来分离废水中的盐类和其他污染物。
离子交换可以去除废水中的离子污染物，逆渗透可以通过膜的选择性透过性去除盐类和溶解性有机物。
4. 中水回用：经过分离技术处理后，废水中的盐类和污染物被有效去除，可以将中水回用于压裂作业或其他工业用水。
这样不仅能减少淡水的使用，还能减少对环境的污染。
5. 残渣处理：在处理压裂返排液时，会产生一定数量的固体废物和沉淀物。
这些残渣需要经过特殊处理来处理。
可以采取固化、焚烧、填埋等方法进行处理，确保不会对环境产生二次污染。
以上是一种压裂返排液处理技术方案的整体流程和每个环节的详细描述。
在实际应用中，还需要根据具体情况进行调整和改进，以达到更好的废水处理效果和环境保护效果。
页岩气压裂返排液无害化处理技术简述
页岩气压裂返排液无害化处理技术简述江苏泰州225300摘要：页岩气压裂返排液量大、水质复杂, 对生态环境危害较大, 其处理、处置技术是制约页岩气规模有效开发的瓶颈问题之一。
页岩气是蕴藏于页岩层中，赋存于以富有机质页岩为主的一种非常规天然气。
随着页岩气开采技术的进步，已成为世界天然气产量增长的主要推动力。
由于页岩气的气藏特点，采用水力压裂技术是提高天然气收率的必要手段。
而在水力压裂过程中，大量高压水注入矿井中破裂岩层，释放天然气。
被注入到地层的高压水，会在页岩气产气的不同阶段返排回地面，即压裂返排液和产出水，统称为采出水。
本文主要对页岩气压裂返排液无害化处理技术进行简述，详情如下。
关键词：页岩气；压裂返排液；无害化处理引言目前，全球页岩气储量巨大，开展页岩气商业开发的国家主要是美国、中国、阿根廷和加拿大。
页岩气开采潜力巨大，开采寿命长、生产周期长，并且具有“低碳、洁净、高效、低污染”的优势，具有很大的开采价值。
然而，页岩气储集层地质条件较为复杂，具有超低孔隙度和渗透率，与常规油气相比，开发难度相当大，必须通过一些特殊的技术手段来实现商业化开采。
页岩气藏“天然”生产产量极低，为了使页岩开采有价值，必须在短期内收回投资成本并具有一定利益，压裂是页岩有效开采的唯一途径。
1压裂返排液的特点在页岩气开采过程中，为保证设备正常运转，会向压裂液中加入大量的高分子聚合物，包括稠化剂、支撑剂、稳定剂等十几种添加剂。
仅在2005年之后的4年内，就有多达750种的化学试剂被用于压裂液中，在这些化学试剂中，既含无毒物质，也含有毒物质，且有毒物质的种类多、范围广，共涵盖29种类别。
因此，众多添加剂导致返排液具有高COD、高稳定性、高粘度的特点。
返排液中除含大量高分子聚合物外，还含一定量的泥沙、油类、硫化亚铁等悬浮物(SS)和溶解性固体(TDS)。
返排液中的TDS取决于地层水和岩层中矿物质的组分和浓度，主要以Na+、Cl-为主，多种无机盐共存的复杂体系，部分地区还携带出岩层中的重金属和放射性元素，如钡、锶。
压裂返排液的处理流程
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页岩气压裂返排液处理
页岩气压裂返排液处理方法研究1 研究目的及意义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。
因此，研究页岩气压裂返排液处理技术，对于缓解开发区块的环境问题显得格外重要，同时对于保障页岩气的正常生产和可持续发展具有重要意义。
2 国内外现状中国石油西南油气田分公司已形成了加砂压裂用滑溜水返排液重复利用技术并在现场应用。
其基本处理回用流程为：返排液→物理分离→水质检测→水质调整→水质检测→压裂用水或与清水混合后作为压裂用水。
现场通过过滤、沉降去除机械杂质，补充添加剂来调整返排液性能，使其满足压裂施工要求，重复利用。
该处理方式相对简单，但对成分较复杂的返排液处理后需与清水稀释才能满足压裂用水要求。
2.1 常规压裂返排处理技术1）自然蒸发依靠日照对返排液进行自然蒸发，去除水分，剩余盐类和淤泥采用固化处理。
该方法处理能力小，处理周期长，受自然条件限制（温度和土地）。
美国西部部分州和中国部分沙漠地区少量的返排液采用了自然蒸发处理。
2）冻融冻融是将返排液冷冻至冰点以下结冰，盐因溶解度降低而析出，使冰的盐浓度降低，再将冰加热融化得到低浓度盐水，从而实现盐一水分离。
该方法受地理气候限制，需要足够的冰冻天气，未见工业化应用报道。
3）过滤过滤常被用于返排液预处理和返排液处理后固-液分离，去除机械杂质/悬浮物等，也能在过滤时将部分油(脂)除去，且通常配以活性炭吸附处理。
过滤效果受滤网/滤芯孔径限制，过滤效率受过滤后的水质要求限制。
对于一些孔径较小的过滤器，细菌的存在将产生豁液堵塞过滤器，清洗后也难以保持。
过滤处理返排液在国内外各大油气田均有应用，但通常与其它处理技术复合应用，除去返排液自身和处理过程中产生的机械杂质。
压裂返排液处理方案
压裂返排液处理方案
压裂返排液是指通过压裂作业所产生的含有大量固体颗粒、有机物和化学添加剂的废水。
处理压裂返排液需要采取多重技术和方案，以确保废水的安全排放或有效回收利用。
以下是一种常见的压裂返排液处理方案：
1. 溶解气浮：将压裂返排液首先加入溶解气浮槽中，通过加入一定量的药剂和气体，使其中的悬浮物和油脂等污染物从废水中浮出，形成浮渣。
2. 机械过滤：将溶解气浮后的废水进一步通过机械过滤设备，如滤网或滤料，去除较小的颗粒物和悬浮物。
3. 活性炭吸附：将过滤后的废水通过活性炭吸附器，吸附其中有机物质和化学添加剂等溶解性污染物。
4. 生物处理：将吸附后的废水通过生物反应器进行生物降解处理，利用微生物降解有机物质和部分化学添加剂。
5. 深度过滤：将生物处理后的废水进行深度过滤，去除残留的微生物和颗粒物。
6. 杂质去除：通过离子交换等方式去除废水中的重金属离子和其他残留杂质。
7. 监测和排放：对处理过的废水进行监测，确保达到当地环保
标准后，安全进行排放或者回用。
需要注意的是，不同地区和不同情况下的压裂返排液可能存在一定的差异，因此处理方案可能需要根据具体情况进行调整和优化。
同时，处理过程中需要遵循相关环保法规和标准，并严格控制处理过程中的废弃物和废气排放。
石油工程技术 压裂返排液处理与重复利用技术
压裂返排液处理与重复利用技术1压裂返排液处理技术1.1达标外排为了有效防止生态环境及地下水污染，近几年国家能源局大力推进压裂返排液处理技术研究。
目前，我国压裂返排液外排的水质标准采用的是石油天然气行业标准SY/T5329—2012《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》和国家标准GB8978—1996《污水综合排放标准》，主要水质指标包括pH值、色度、悬浮物、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、石油类及细菌含量。
处理工艺包括pH 调节、混凝沉淀、油水分离、杀菌及氧化处理等，最后通过清水稀释达到安全排放标准后再进行外排。
由于返排液的复杂性和稳定性，导致处理难度大，成本太高，而且现有的处理工艺都无法去除返排液中的高浓度盐类物质。
虽然各类标准都未对盐类物质作具体要求，但高浓度的盐水排入生态环境会造成许多不良影响。
另外，对于大多数缺水区域，对大量的返排液进行处理后外排也是对水资源的浪费，因此将返排液处理后外排并不是一个好的选择。
1.2处理后回注将压裂返排液经过处理达标后再回注地层，这不仅可以有效解决返排液的排放问题，还能弥补注水开发过程中对用水的需求。
处理后的返排液需达到石油天然气行业标准SY/T5329—2012《碎屑盐油藏注水水质推荐指标及分析方法》的要求方能进行回注，同时还要采取切实可行的措施，防止地层污染。
由于回注水仅对油含量、悬浮物含量及粒径有较严格要求，因此相对于返排液处理后外排，对其处理后再回注不仅可以节省大量水资源，同时也降低处理成本。
然而，由于返排液不仅悬浮物含量高，而且黏度大，性质稳定，必须对其进行氧化、絮凝及过滤等操作后方能达到回注要求，因此需要外运到回注站进行集中处理，而回注站的处理能力一般很难满足大规模返排液处理的要求，且成本高、地下水环境风险不明确。
另外，这种处理方式对返排液中大量残余的稠化剂也是一种浪费。
因此，对返排液进行处理后回注也并非是最佳选择。
1.3处理后重复配制压裂液随着非常规油气资源开采力度加大，压裂用水量和压裂废水急剧增加。
页岩气压裂返排液处理知识分享
页岩气压裂返排液处理页岩气压裂返排液处理方法研究1研究目的及意义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。
因此，研究页岩气压裂返排液处理技术，对于缓解开发区块的环境问题显得格外重要，同时对于保障页岩气的正常生产和可持续发展具有重要意义。
2 国内外现状中国石油西南油气田分公司已形成了加砂压裂用滑溜水返排液重复利用技术并在现场应用。
其基本处理回用流程为：返排液→物理分离→水质检测→水质调整→水质检测→压裂用水或与清水混合后作为压裂用水。
现场通过过滤、沉降去除机械杂质，补充添加剂来调整返排液性能，使其满足压裂施工要求，重复利用。
该处理方式相对简单，但对成分较复杂的返排液处理后需与清水稀释才能满足压裂用水要求。
2.1常规压裂返排处理技术1）自然蒸发依靠日照对返排液进行自然蒸发，去除水分，剩余盐类和淤泥采用固化处理。
该方法处理能力小，处理周期长，受自然条件限制（温度和土地）。
美国西部部分州和中国部分沙漠地区少量的返排液采用了自然蒸发处理。
2）冻融冻融是将返排液冷冻至冰点以下结冰，盐因溶解度降低而析出，使冰的盐浓度降低，再将冰加热融化得到低浓度盐水，从而实现盐一水分离。
该方法受地理气候限制，需要足够的冰冻天气，未见工业化应用报道。
3）过滤过滤常被用于返排液预处理和返排液处理后固-液分离，去除机械杂质/悬浮物等，也能在过滤时将部分油(脂)除去，且通常配以活性炭吸附处理。
过滤效果受滤网/滤芯孔径限制，过滤效率受过滤后的水质要求限制。
对于一些孔径较小的过滤器，细菌的存在将产生豁液堵塞过滤器，清洗后也难以保持。
过滤处理返排液在国内外各大油气田均有应用，但通常与其它处理技术复合应用，除去返排液自身和处理过程中产生的机械杂质。
长宁-威远地区页岩气压裂返排液处理技术与应用
长宁-威远地区页岩气压裂返排液处理技术与应用熊颖;刘雨舟;刘友权;吴文刚;代云;陈楠【摘要】Based on the problems of disposal difficult for fracturing flow back fluid and lack of match fluid water in Changning‐Weiyuan area ,this paper analyzed the main component of shale gas fracturing fluid flowback ,and determined the key influence factors for the flowback fluid recycle .The key influence factors include bacteriaconcentration ,suspended solids concentration and high priced metal ions concentration ,etc .The recycling disposal method and skid treatment device of fracturing fluid flowback were developed bysterilization ,flocculation settlement suspended solids ,chemical precipitation high metal ions ,filtering flocs and precipitation ,etc .The device was successfully used in W204 well region .The liquid after treatment was clear and transparent ,and the water quality meets the industry standard .Then the liquid was successfully used for the construction of W204H4 platform well ,and the construction performance was stable . Therefore ,energy conservation and emission reduction has been achieved .%针对长宁‐威远地区页岩气开发存在的压裂返排液无害化处理难、现场施工配液用水缺乏等问题，分析了该地区页岩气压裂返排液的主要成分，明确了细菌、悬浮物以及高价金属离子的浓度是影响压裂返排液回用的主要因素。
页岩气压裂返排液处理工艺
页岩气压裂返排液处理工艺近年，随着国家对能源的需求量不断增加，加大了对页岩气勘探开发的力度。
目前页岩气试气作业主要运用长水平井分段压裂工艺技术，该技术是将大量的压裂液（5 000~30 000 m3）注入井内，以实现开采天然气。
该方法带来油气产量的同时，井内剩余压裂液、天然水随着气体一同回到地表。
返排出的压裂液数量大并混有烃类和其他化学物质，污染物含量高。
压裂返排液对环境的危害较大，由于其内在污染物成分复杂且较稳定，在自然力（如氧气）的作用下很难被降解，废液处理是页岩气井勘探开发面临的主要问题这一。
为了解决这一难题，我们根据压裂返排液特点，优选破乳—絮凝—氧化处理工艺，通过大量实验室试验，确定了高效、低成本的破乳剂、混凝剂和氧化剂以及最佳药剂配方。
1 实验样品试验样品采自页岩气开发试验井1﹟井、2﹟井、3﹟井的作业废水，共同的表征特性如下：浑浊，刺激性异味，粘度较大，沉淀少。
水样的成分如表1。
3 类水样的COD 均大于500 mg/L，且悬浮物含量相对较高，实验需要以降低COD、降低悬浮物含量作为主要的处理指标。
2 实验过程2.1 初实验阶段在该阶段过程中，整体对破乳剂、混凝剂、氧化剂等进行了实验比选。
2.1.1 1﹟井初实验阶段及药剂初筛实验选取破乳剂C1、破乳剂C2、混凝剂B1、混凝剂B2、混凝剂B3、混凝剂B4、氧化剂A1 等实验药剂对1﹟井压裂返排液进行处理。
见表2。
通过不同药剂组合观察各个方案对水样处理效果，并测定各水样COD、SS 值，选择处理效果最好的混凝剂B1、破乳剂C2、氧化剂A1 药剂组合处理水样。
（1）加药量确定方案1：0.5%破乳剂C2+0.4%混凝剂B1。
方案2：0.2%破乳剂C2+0.3%混凝剂B1+0.25%氧化剂A1 +0.3%破乳剂C2。
方案3：0.2%破乳剂C2+0.3%混凝剂B1+0.5%氧化剂A1 +0.3%破乳剂C2。
（2）1﹟井初实验结果通过对不同药剂的筛选和药剂配方的优选，确定1﹟井作业废水处理工艺为：0.2%破乳剂C2+0.3%混凝剂B1+0.5%氧化剂A1+0.3%破乳剂C2。
页岩气压裂返排液处理新技术综述
返排液的处理还没有形成系统的有效解决方 法。为了保护生态环境的需要，促进页岩气 进入更好更快地发展，因此研究压裂返排液 处理的新技术势在必行。
3 新技术研究
近年来，国外研究开发出一些压裂返排 液处理的新技术，如MVR蒸馏技术、电絮 凝技术和臭氧催化氧化技术。这些新技术能 有效处理压裂返排液，去除石油类、悬浮物 以及难降解有机物，无论从经济上还是从处 理效果上，都能达到重复利用要求和排放标 准，现针对这些新技术做进一步的阐述。
2 国内外处理现状
国外对压裂返排液的处理方法主要是重 复利用。根据国外的技术资料显示，他们从 水力压裂技术的生产成本和环境保护要求考 虑，认为水资源的重复利用将是未来发展的 趋势。因此提高现有水资源的重复利用率， 从而减少对淡水资源的依赖性。这种方式不 仅降低了处理压裂返排液的成本，而且还减 少了相关污染物的排放。
目前，美国Fountain Quail公司正利用 MVR蒸馏技术处理压裂返排液。该公司通过 撬装设备首先回收蒸发或浓缩过程中损失的 热量，然后再将回收的热量用来为另外的蒸 发过程提供燃料，这样可以提高能源效率。 压裂返排液经过处理后，就能得到纯净的蒸 馏水，而留下的是少量浓缩的盐溶液，其中 包含压裂过程中的所有污染物和残留物。
基金项目：中国石油化工集团公司科技部项目“页岩油气压裂返排液重复利用与处理技 术研究”。
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3.2 电絮凝技术 电絮凝技术是利用电能的作用，在反应
过程中同时具有电凝聚、电气浮和电化学的 协同作用，由电源、电絮凝反应器、过滤器 等部件构成，主要去除压裂返排液中的悬浮 物和重金属离子。
具体工作原理是首先在电源的作用下， 利用铁板或铝板作为电絮凝反应器的阳极， 经过电解后阳极失去电子，发生氧化反应而 产生铁、铝等离子。然后经过一系列水解、 聚合及亚铁的氧化反应生成各种絮凝剂，如 羟基络合物、多核羟基络合物以及氢氧化 物，使污水中的胶体污染物、悬浮物在絮凝 剂的作用下失去稳定性。最后脱稳后污染物 与絮凝剂之间发生互相碰撞，生成肉眼可见 的大絮体，从而达到分。
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页岩气压裂返排液处理方法研究
1研究目的及意义
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,尤其就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、废压裂液与钻屑等,具有高盐、高矿化度、高色度、含有毒有害物质、可生化性差与难处理的特点。
因此,研究页岩气压裂返排液处理技术,对于缓解开发区块的环境问题显得格外重要,同时对于保障页岩气的正常生产与可持续发展具有重要意义。
2 国内外现状
中国石油西南油气田分公司已形成了加砂压裂用滑溜水返排液重复利用技术并在现场应用。
其基本处理回用流程为:返排液→物理分离→水质检测→水质调整→水质检测→压裂用水或与清水混合后作为压裂用水。
现场通过过滤、沉降去除机械杂质,补充添加剂来调整返排液性能,使其满足压裂施工要求,重复利用。
该处理方式相对简单,但对成分较复杂的返排液处理后需与清水稀释才能满足压裂用水要求。
2、1常规压裂返排处理技术
1)自然蒸发
依靠日照对返排液进行自然蒸发,去除水分,剩余盐类与淤泥采用固化处理。
该方法处理能力小,处理周期长,受自然条件限制(温度与土地)。
美国西部部分州与中国部分沙漠地区少量的返排液采用了自然蒸发处理。
2)冻融
冻融就是将返排液冷冻至冰点以下结冰,盐因溶解度降低而析出,使冰的盐浓度降低,再将冰加热融化得到低浓度盐水,从而实现盐一水分离。
该方法受地理气候限制,需要足够的冰冻天气,未见工业化应用报道。
3)过滤
过滤常被用于返排液预处理与返排液处理后固-液分离,去除机械杂质/悬浮
物等,也能在过滤时将部分油(脂)除去,且通常配以活性炭吸附处理。
过滤效果受滤网/滤芯孔径限制,过滤效率受过滤后的水质要求限制。
对于一些孔径较小的过滤器,细菌的存在将产生豁液堵塞过滤器,清洗后也难以保持。
过滤处理返排液在国内外各大油气田均有应用,但通常与其它处理技术复合应用,除去返排液自身与处理过程中产生的机械杂质。
4)臭氧氧化
臭氧氧化就是利用臭氧的强氧化性去除返排液中的色、浊、嗅味以及可溶性有机物(包括挥发性酸、苯系物与环烷酸等)、油(脂)以及重金属等。
该方法常与过滤配合应用,将一些重金属离子氧化成不溶性物质,过滤去除。
中原油田、河南油田将臭氧化与絮凝等技术复合应用,取得了较好效果。
5)化学絮凝
絮凝剂加人返排液中能使返排液中的悬浮微粒集聚变大或形成絮团,加快悬浮微粒的聚沉,实现固-液分离。
为了提高化学絮凝效果,减少絮凝剂用量,常先采用臭氧对返排液进行氧化处理,再进行化学絮凝。
胜利油田采用化学絮凝处理王家岗污水站的返排液与钻井、洗井废水的混合物,处理后的水质达到了油田采出水处理系统要求。
6)电絮凝
电絮凝利用直流电的解离作用,在阳极产生Al3+、Fe2+等离子,经水解、聚合及Fe2+氧化,形成各种经基络合物、多核轻基络合物、氢氧化物,使返排液中的胶状杂质、悬浮杂质失去稳定性而凝聚沉淀分离。
同时,带电杂质颗粒在电场中泳动,其电荷被电极中与而失去稳定性聚沉。
此外,电絮凝能使返排液过滤效率大幅提升。
有试验表明:电絮凝后返排液通过0、45um滤膜时的速率提高了7~8倍,且不受絮体量的影响。
但电絮凝会消耗电极,普通钢或铝电极易结垢,有机物易吸附在电极表面形成涂层,降低处理效果。
电絮凝处理返排液常与臭氧化、过滤或其它深度处理方式复合应用。
海拉尔油田采用将电絮凝与悬浮污泥过滤(SSF)污水净化处理技术复合应用,取得了良好效果。
7)反渗透
反渗透利用淡水与盐水的渗透压不同,在压差作用下使返排液中盐-水分离。
由于机械杂质冲刷将造成膜表面损坏,可溶性烃类可使膜失去分离性能,因此在处
理前需对返排液进行过滤与软化预处理。
目前,反渗透能够处理总盐度(TDS)高达40000 mg/L的返排液。
反渗透处理返排液在国内仅见室内研究报道,而国外已将反渗透与其它处理技术复合应用。
如Woodford页岩气田在其它处理技术的基础上采用反渗透深度处理,可将返排液处理成清水。
8)蒸馏
蒸馏利用返排液中固液组分沸点不同,加热蒸发水分,实现固一液分离,而蒸馏出的水经冷凝后回收利用。
DTE Gas Resources公司开展的现场试验表明,蒸馏处理返排液并不经济。
2、2返排液处理新技术
1)Ecosphere臭氧处理技术
普通臭氧处理技术对返排液的处理表现出选择性,与臭氧反应速率快的成分先被除去,而反应速率慢的成分不易除去。
Ecosphere公司采用超声波催化,活性炭与臭氧氧化协同作用的处理方式,不使用化学药剂,利用臭氧破坏细胞壁杀灭细菌、抑制结垢,并采用活性炭表面负载纳米MnO2作为催化剂提高其催化活性。
同时,利用超声波发生水力空化反应,促进臭氧分解生成经基,使难降解有机物的去除率显著提高。
Ecosphere公司利用该技术不仅为美国西南能源公司与新田石油等这样的大型石油企业提供服务,也为其它中小石油公司提供类似服务。
2)臭氧/超声波/电絮凝/反渗透复合技术
臭氧/超声波/电絮凝/反渗透复合技术利用臭氧与超声波氧化重金属与有机物,然后经电絮凝除去悬浮物,再通过反渗透处理成清水。
3)MI SWACO技术
Schlumberger公司研发了一种MI SWACO水处理装置,可为油气田提供移动式压裂返排液处理。
该技术利用过滤器去除水中若干微米尺寸粒径的微粒,通过化学沉淀除去溶解于返排液中的钙、镁、铁、钡等金属离子,已在美国许多非常规与常规油气田的开发中实现了现场应用。
4)Clean Wave技术
Halliburton公司开发出了一种Clean Wave移动电凝技术。
该技术通过紫外线杀菌,利用电絮凝使悬浮物絮凝,最后通过过滤除去絮体。
5)机械蒸汽再压缩技术
机械蒸汽再压缩技术(MVR)首先回收蒸发或浓缩过程中损失的热量,经压缩使压力与温度升高,然后再输送到蒸发器作为加热蒸汽的热源,使返排液沸腾,而压缩蒸汽再次冷凝成蒸馏水,蒸发残留物即为浓缩的盐溶液(含盐与淤泥等),实现固-液分离。
3 主要研究内容
本项目的主要研究目标就是在了解与充分认识返排液成分的基础之上,结合“氧化——絮凝——过滤”的处理工艺路线,研究页岩气压裂返排液处理方法,本项目的主要研究内容如下:
1、返排液流体性质分析
1)测定返排液中Na+,K+,Ca2+,Mg2+,Cl-, ,等各项离子的含量。
2)测试返排液pH值、密度、粘度、细菌含量、悬浮物含量、氧、总铁、硫化物等辅助性指标。
3)测定返排液表界面张力、防膨、成垢等性能指标。
并将返排液流体分析与性能评价数据与原始减阻液各项性能进行对比与分析。
2、返排液的水质处理
1)氧化剂筛选及氧化剂剂量优选
2)絮凝剂筛选及氧化剂剂量优选
3)选定现场水处理方法,制定现场水处理方案;
3、有针对性地处理返排液中的不同成分,对有用成分进行合理收再利用,降低处理与循环利用的成本,实现技术与经济的良好结合。