浅析废压裂液的危害及处理

浅析废压裂液的危害及处理

【摘要】油气井增产的主要措施之一就是通过油气井压裂技术完成的，为这一技术也被各油田普遍采用。油气井在压裂过程中产生的压裂返排液已成为当前油田水体污染源之一。而这些废压裂液的组成及其危害压裂液是压裂技术的重要组成部分。每年各大油田在进行油水井压裂作业、酸化施工过程中所产生了大量废液，若这些废液直接向外排出去，势必会给周边生态环境造成极大危害。本文阐述了剩余压裂液的危害和治理现状，通过对油田剩余压裂液中污染物组成的分析，以及污染问题的严重性，提出了一些处理方案。

【关键词】压裂作业废压裂液危害处理方案

压裂作业是油气田开采过程中的一个重要环节，通过压裂来改善油气层渗透能力和解堵等问题。压裂技术在老区油井挖潜、新井试油、和单井增产中发挥着非常重要的作用，各大油田通过压裂作业实现油气井增产，压裂技术在油田开发中占据着不可替代的位置。油气井在压裂过程中会不可避免的产生的废液，主要有返排压裂液和施工剩余的压裂液，这些在压裂作业过程中产生的返排废液成为了油田开采过程中一个不容忽视的污染源。废压裂液作为当前油气开采的主要水体污染源之一，对周围的生态环境有着极大的危害，因此深入研究剩余压裂液的处理方法，对油气田环境污染控制具有重要意义。

1 压裂作业的原理和废压裂液的产生

油层水力压裂的过程是：首先在地面采用高压大排量的泵，利用液体传压的原理，向油层注入以大于油层的吸收能力的压力的压裂液，然后逐渐升高井筒内压力，从而在井底产生高压，当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石的抗张强度时，井底附近地层便会产生裂缝：然后继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝随之继续延伸同时填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，在井底附近地层内从而形成填砂裂缝，通过其一定的高导流能力和几何尺寸的特性，是以达到增产增注的目的。其中的裂缝延伸事添加的支撑剂又称为压裂液，在压裂施工完成后返排到地面的废液（压裂液）便是当前油田水体重要污染源之一的的废压裂液。

2 废压裂液的危害

油井压裂作业施工完成后的返排废液，组成极为复杂。压裂液体系往往需要杀菌剂、粘土稳定剂、水合缓冲剂、高温稳定剂、表面活性剂和稳定剂等十几个种类的添加剂如；同时废压裂液还含有原油及压裂液中的无机添加剂和有机等污染物质、从地层深处的岩屑和粘土颗粒，也有各种化合污染物，这些添加剂、污染物和化合物难以用生化降解法和普通化学法进行降解。特别是注聚压裂解堵的注入井的返排液为灰黑色溶液，是硫酸盐还原菌代谢的产物，具有刺激性臭味；如果大量的刺激性的、并带有各种添加剂的废压裂液不经过处理而返排到地面上，必定会对周围环境、人、动植物、土壤、尤其是农作物造成危害，以及对地表及地下水资源造成严重污染；废液与添加剂以及酸液作用可能会产生有毒气体

硫化氢，还可能会产生很强的蒸汽，如果直接接触的话还有可能会造成严重烧伤。

近些年来，随着石油开采技术的进步，一些新型添加剂的也随之出现，这使得压裂液废水的成份也变得更加复杂，废压裂液处理难度也进一步加大。同时，新的污水排放标准以及“节能减排”战略对压裂液废水处理的要求也不断提高，这使废压裂液的处理迎来新的挑战。

3 废压裂液的处理方法

目前压裂废液的处理方法主要是混凝处理法、微电解与Fenton联合处理法、“混凝一萃取一微电解一活性炭吸附一氧化一生化”六步法等处理工艺。

首先对返排液在调质缓冲池内进行简单的均质处理，加入几种具有特殊效能的水处理化学药剂进行化学处理，达到降低黏度、去除杂物和降低油度及悬浮物含量的基本目的，这是初级沉降。

然后再进行电化学处理，即电絮凝处理技术，电絮凝具有强氧化能有效地去除了压裂返排液废水中的等多种污染物，去除率可达80%以上。

混凝处理，通过投加混凝剂使水中胶体粒子脱稳、相互碰撞、聚结成为较粗大絮凝体从水相分离而去除. 长庆油田压裂液废水，还采用二次混凝工艺对压裂液废水进行再处理，优化处理结果。

预氧化处理，通过氧化还原反应，初步去除水中污染物，对水中的有机污染物进行氧化分解，破坏胶体稳定性，压裂废液的黏度才会降低。

吸附是利用活性炭的物理吸附等机理去除污染物，用含炭为主的物质作为原料，活性炭具有很高的吸附能力，经高温炭化和活化而制成的疏水性吸附剂。以达到处理达标。取催化氧化处理后，加入一定量的活性炭，进行吸附，优化处理效果。

这些措施对于废压裂液处理有着极其的的复杂性，处理效果也不尽人意。因此，对于废压裂液的处理，我们应当坚持一下原则：

（1）加强对废压裂液的组织和回收，是废压裂液得到重新利用；

（2）对于变质压裂液进行处理达标后，可作活性水使用；

（3）政府加强对环境的保护力度，出台相应的环境保护政策、法律法规和标准；

（4）对施工区域的地质特征、水文和水质及生活、生产的水源情进行分析，降低压裂液的添加剂对当地环境的污染；

（5）对当地的野生动、植物以及古文物遗址及自然保护区进行充分的保护；

（6）一切工作与施工应当在保护当地生态环境的基础上进行，保持与自然环境的和谐。

（7）加科加强对废压裂液的处理方法的科研力度。

4 结语

对于非压裂液的处理，目前还没有特别有效的处理方法，各油田几乎都采取在油田边远地区挖池堆土的方法进行集中存放。随着国家新环保的出台，环境保护执法力度的也在加大，油井压裂过程中废弃压裂液的处理，日益受到国家和各大油田的重视。在油田开采古城中，时刻保持与环境的和谐发展，才是我国可持续发展的根本之道。

参考文献

[1] 方波，姜舟，卢拥军，等.低聚瓜胶压裂液体系流变性及其本构方程[J].天然气工业，2008，28（2）：102 103

[2] 马云，何顺安，侯亚龙.油田废压裂液的危害及其处理技术研究进展[J].石油化工应用，2009，28（8）：1-3

[3] 何红梅，赵立志，范晓宇.生物法处理压裂返排液的实验研究[J].天然气工业，2004，24（7）：71—73

[4] 周立辉.H.O.预氧化对Fe/C微电解处理油田压裂废水的作用研究[J].西安建筑科技大学学报：自然科学版，2009，41（6）：867—870.

[5] 高廷耀，顾国维，周琪.水污染控制工程（下册）[M].3版.北京：高等教育出版社，2007：290—296

[6] 贺启环，方华，张勇.二氧化氯催化氧化处理难降解废水技术研究进展[J].环境污染治理技术与设备，2002，3（9）：63—65