威德福(页岩气)压裂返排液
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。
压裂返排液的厌氧生物降解特性研究
压裂返排液的厌氧生物降解特性研究压裂返排液是一种在页岩气开采过程中产生的废水，其含有大量的有机物和化学物质，因此对环境造成了严重污染。
为了解决这一问题，研究人员近年来开展了压裂返排液处理的各种方法。
本文重点研究了压裂返排液的厌氧生物降解特性，探讨了其降解机制和影响因素，以期为压裂返排液的高效处理提供理论依据和技术支持。
一、压裂返排液的组成和特性压裂返排液是岩石裂缝中释放出来的液体，主要包含水、溶解气体、悬浮颗粒、溶解性无机盐和有机物等。
有机物主要来自于岩石中的含油和含气物质，以及压裂液的添加剂。
压裂返排液的性质复杂多变，其中有机物的含量和组成对其降解特性有着重要影响。
二、厌氧生物降解机制厌氧生物降解是指在无氧或缺氧条件下，由厌氧微生物通过酶的作用将有机废水中的有机物分解为水、CO2和甲烷等低分子化合物。
压裂返排液中的有机物主要由蛋白质、碳水化合物和脂肪类物质组成，其中蛋白质是最难降解的有机物之一。
厌氧微生物通过产生各种酶，将有机物逐步降解为低分子化合物，并最终生成甲烷和二氧化碳。
厌氧生物降解的过程中，产生的甲烷具有高温高压的条件下能燃烧的特性，因此可以用作能源利用。
三、厌氧生物降解过程中的影响因素1. pH值：压裂返排液在酸性条件下对微生物的活性较高，但过低的pH值会对微生物产生毒性作用，抑制其降解能力。
2. 温度：厌氧生物降解过程对温度要求较高，一般在35-40℃之间才能获得较好的降解效果。
3. 存在氧化剂：如过氧化物、硝酸盐等，这些物质会在压裂返排液中产生氧化作用，抑制厌氧微生物的活性，影响降解效果。
4. 溶解性无机盐：高浓度的盐类会影响微生物细胞的正常生理代谢，降低降解效果。
5. 抗生素和有毒物质：压裂返排液中可能含有抗生素和其他有毒物质，这些物质会对微生物产生毒性作用，抑制其降解能力。
四、提高厌氧生物降解效率的方法1. 优化条件：通过调节pH值、温度、氧化剂的存在等条件，使得压裂返排液中的有机物能够更好地被厌氧微生物降解。
页岩气压裂返排液处理工艺试验研究
摘 要 ：为 了使 压 裂返排 液达 到重复 利用和 排放 的标 准 ，对返 排 液的处理 工 艺进 行 了试 验 研 究。 返排 液采取 物 化处理 与高级 氧化处 理为 主 ，化学处 理 为辅 的联合 处 理 工 艺。化 学处 理 中选 用 Ｐ Ａ Ｃ
作为 絮凝 剂 ，投 加浓度 为 １ ０ ０ ｍ ｇ ／ Ｌ，选用 活化硅 酸 为助凝 剂 ，投加 浓度 为 ５ ｍ ｇ ／ Ｌ ，选用次 氯 酸钠 为氧 化剂 ，投加 浓度 为 ６ ０ ｍ ｇ ／ Ｌ ， 总 的反 应 时 间约 ３ ０ ａ ｒ ｉ ｎ ； 电絮凝 处 理 中选 用 Ｐ Ａ Ｃ作 为 催 化 剂 ，
ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗ ａ ｓ ５ ｍ ｇ ／ Ｌ ． Ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｄ ｉ ｕ ｍ ｈ ｙ ｐ ｏ ｃ ｈ ｌ ｏ ｉ ｒ ｔ ｅ ｗ ａ ｓ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｏ ｘ ｉ ｄ ｉ ｚ ｅ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｄ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗ ａ ｓ ６ ０ ｍ ＃Ｌ
ａ ｄｄ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗａ ｓ １ ０ ０ ｍｇ ／Ｌ． Ｔｈ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ａ ｔ ｅ ｄ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ ｗａ ｓ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ａ ｇ ｕ ｌ ａ ｎ ｔ ａ ｉ ｄ ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｄ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ －
ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｏ ｖ ｅ ｒ ａ ｌ ｌ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｉ ｍｅ ｗａ ｓ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ３ ０ ｍｉ ｎ ． Ｉ ｎ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉｃ ｒ ｌｏ ｆ ｃ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ，ｔ ｈ ｅ Ｐ ＡＣ ｗａ ｓ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ａ ｓ ｔ ｈｅ ｃ ａ ｔ ａ —
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。
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。
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。
关于页岩气压裂返排液处理技术的探究
环保节能清洗世界Cleaning World第35卷第2期2019年2月0 引言在工业生产需求不断增大的基础上，针对页岩气的开发力度也在逐渐提升，在进行页岩气开发过程中，需要采取相应的压裂技术来获得工业气流。
在压裂过程中，会造成大量的返排液。
因返排液中具有一定量的有害物质，对返排液进行处理需要采取无害化的处理技术，不仅为页岩气的开发作业带来了较大的难度，也增加了返排液处理的成本投入。
页岩气开发过程中所产生的返排液，不仅会对周边环境造成一定影响，如果直接采取回注的处理方式，还可能污染地下水环境。
针对此类问题，就需要采取有效的措施，对返排液进行技术处理。
鉴于页岩气开发的规模在逐渐增大，我国针对页岩气开发中产生的返排液处理技术也展开了一系列的研究。
综合各类技术处理的工艺，研发出了新型的处理技术，可以有效降低返排液对周边环境的危害问题，经过技术处理之后的返排液还可以直接用于工业生产，解决工业生产中的水资源利用问题。
1 常见的返排液处理方法（1） 自然蒸发法。
自然蒸发法在实际应用过程中，是采取自然蒸发的方式，使返排液中的水分得以有效蒸发，之后对于剩余部分的淤泥进行固化处理。
与其他处理方式相比，自然蒸发法的处理周期相对较长，会受到自然条件的限制影响。
一般在中国的沙漠地区较为常用。
（2）冻融。
冻融法指的是，采用一定的措施使返排液的温度降低，直至冰点以下。
之后利用盐在低温之下溶解度降低的原理，使其析出。
对已经结冰的返排液进行加热熔化操作，形成低浓度盐水，进而达到盐水分离的目的。
该种方式对区域内的气候要求较高，在气候后温度较低的情况下，方可采用冻融法进行返排液处理。
在工业生产的过程中，冻融法并没有得到有效应用。
（3）过滤。
过滤法通常与其他返排液处理方式联合应用，可以用于返排液处理的前期阶段与后期阶段。
主要作用为对返排液中的固体物质进行有效分离，对于去除返排液中的机械杂质、悬浮物以及油脂具有较强的作用。
一般而言，会在过滤网部分添加活性炭用于吸附杂质。
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。
页岩气压裂返排液处理技术探讨
成分
表１ 美国部分地区返排液离子含量分析 ｍｇ／Ｌ
２０１４年４月 张 曲：页岩气压裂返排液处理技术探讨
· １７ ·
理周期长，受自然条件限制（温度 和土地）。 美 国 西部 部分州 和 ［７］ 中国 部 分 沙 漠 地 区 少 量 的 返 排 液 采 用 了 自然蒸发处理。 ２．１．２ 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 盐水 分 离。 该 方 法 受 地 理气候限制，需 要 足 够 的 冰 冻 天 气［７］，未 见 工 业 化 应 用报道。 ２．１．３ 过滤
油 气 田 环 境 保 护
·１６· ２０１４年４月 ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ ＯＦＯＩＬ ＆ ＧＡＳＦＩＥＬＤＳ Ｖｏｌ．２４ Ｎｏ．２
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５３１５８．２０１４．０２．００６
页岩气压裂返排液处理技术探讨
张曲
（中 国 石 油 西 南 油 气 田 分 公 司 勘 探 事 业 部 ）
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 将产生黏液堵塞过滤器，清 洗 后 也 难 以 保 持 。 ［３］ 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。 ２．１．４ 臭氧氧化
页岩气压裂返排液处理
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。
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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。
页岩气压裂返排液处理装置的研制与应用
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页岩气压裂返排废水处理研究
页岩气压裂返排废水处理研究页岩气可以借助于热成熟作用，或者是在某些生物作用下形成天然气，该能源属于清洁能源之一。
一般来说，页岩气主要分布于地势平坦的区域，存储地点主要集中在烃源岩之中，具备较强的稳定性。
在开采过程中，决不能进行随意迁移，应保证其相互作用之后就地存储，让区域有机质含量更加丰富。
1页岩气开采现状及压裂返排废水特点1.1我国目前页岩气的开采现状。
在我国，页岩气储量最为丰富的区域集中在重庆涪陵一带，相关数据显示，该区域已经生产页岩气10亿m3，页岩气储量还能供全国使用200多年。
从2005年开始，我国效仿美国的技术和经验，在国内开展大范围的勘探和开发工作，发现我国很多区域的页岩气储量极为丰富，如塔里木、四川盆地、东北平原等等。
到了2009年，我国与壳牌公司达成合作，建设了我国第一个页岩气开采项目，取得了不错的效果。
截止到2012年，我国对页岩气能源进行了合理划分，形成172种矿产，相关投资主体更是多种多样，如国资、外资等，并注重对新技术的开发和应用，确保页岩气开发工作深入开展。
现如今，我国有80%的气田实现了现代化开发，进一步降低了页岩气的开采成本，而且在产出和产量提升上发挥出了重要作用。
1.2压裂返排。
废水的特点在具体页岩气钻井操作过程中，主要包括3个操作阶段，即钻探、水力压裂和返排。
从实际操作过程中可以看出，水力压裂作业耗水量极高，每口气井需水量为19000m3，所需的水罐车大约为1000车次。
压裂返排废水的特点主要集中在以下几方面。
1.2.1组分复杂。
在压裂返排废水组分研究上，主要与以下几方面因素有关：压裂液配液情况、压裂液的化学成分、地层水质和返排液等等。
其中，水基压裂液极为常见，主要成分有交联剂、降阻剂和杀菌剂等等。
除了上述添加剂之外，水基压裂液还含有很多烃类化合物、油脂等等。
一般情况下，压裂返排废水自身含有较高的盐量和TDS，而且还涉及到一些重金属和放射性物质，分布范围极广，容易对相关工作的开展产生影响[1]。
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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CNPC PetroChina, CNOOC, Sinopec
Barnett Marcellus Montney Horn River Haynesville Eagle Ford Woodford Fayetteville
Utica Niobrara
Antrim Monterey Mancos
North America
•Avg. 2000+ rigs
in 2009-2010
•53%+ of all rigs
drill in shale
Recoverable shale gas Reserve:
US –24.4 trillion m3
China –36.1 trillion m3
Slickwater Hydraulic Fracturing Districts in US
滑溜水水力压裂区域
* Some HHP on order for 2011
260 台泵车, 到年底达320台泵车。
泵车台上2250BHP ，三缸泵和五缸泵，液力端4-6”。
混砂车和配液车为100桶和130桶，计算机程
序控制，可从仪表车进行操控。
1st stage perf with coiled tubing第一级用连续油管射孔
2nd-14 stages pump down packer, shoot perf
with wireline and frac2-14级下封隔器，用电缆射孔然后压裂
f fracguard
4000 ft
Average flow back 平均返排-35-50%
Chemicals in Flow back water effecting hydration and crosslink time 返排水中含有的化学物质影响水化和交联时间•Iron 铁离子•Divalent salts 二价盐(ie Ca++, Mg++, Ba++)•Undissolved solids 不溶固相(turbidity 浊度)
Objectives 目标•Economic 经济•remove above salts and solids 除去盐和固相•available on site 现场可用
大液量，每井15140-22710m 3
大排量，12.6-15.8m 3/min
What have we learnt from Weatherford US Experience in Fracturing for Shale
我们从威德福美国页岩气压裂经验中学到什么
Only needed when use borate fluid
200 bbl holding tank
Shale disperses in
less 8 min in fresh water
1.Hard to clean
2.Erosion damage to downhole tool
3.Damage to surface equipment
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Curable resins are used to consolidate the pack and reduce proppant flowback.树脂砂用于强化支撑剂充填，减少支撑剂回流。
Average flow back 平均返排-35-50%
Chemicals in Flow back water effecting hydration and crosslink time 返排水中含有的化学物质影响水化和交联时间•Iron 铁离子•Divalent salts 二价盐(ie Ca++, Mg++, Ba++)•Undissolved solids 不溶固相(turbidity 浊度)
Objectives 目标•Economic 经济•remove above salts and solids 除去盐和固相•available on site 现场可用
大液量，每井15140-22710m 3
大排量，12.6-15.8m 3/min
Successful Powder River Basin trials yield clean effluent
Water Treatment 水处理
Live Oak County,Texas。