陆相页岩气井压裂返排液处理工艺探究.docx

陆相页岩气井压裂返排液处理工艺探究 任翔摘 要：目前，我国开发页岩气的主要技术手段为水力压裂技术，产生了很多成分复杂的返排液无论重复利用，还是排放污水，返排液都必须经过处理陆相页岩气井压裂返排液的处理流程可分为三级，处理工艺更多，常常联合使用比如，物理处理工艺有重力分离法、离心力分离法、过滤分离法、自然风干填埋处理工艺、冻融处理工艺、蒸馏处理工艺、吸附处理工艺，等等;化学处理工艺有絮凝沉淀法、电絮凝法、氧化还原法、Fenton试剂法、中和法、微电解法，等等;最后，还有微生物处理工艺关键词：页岩气;压裂液;返排液;处理工艺随着石油、煤炭等传统化石能源储量逐年减少，页岩气的开发受到了广泛关注然而，页岩气的开发过程中有很多环境问题，其中之一就是对水资源的污染与耗费比如，压裂返排液就是页岩气开发中产生的一种污水为了页岩气的长远开采，必须妥善处理压裂返排液1 陆相页岩气井压裂返排液的简介1.1 处理陆相页岩气井压裂返排液的必要性目前，我国开发页岩气的主要技术手段为水力压裂技术，即向页岩层注入水、砂、减阻剂等物质使用这种技术，会大量消耗水资源，而且产生很多返排液，这就是陆相页岩气井压裂返排液的来源。

我国的页岩气田多位于西北地区，当地水资源紧缺，所以陆相页岩气井压裂返排液一般需要重复利用但是，陆相页岩气井压裂返排液成分复杂，并不符合二次压裂用的标准，也不能直接外排[1]因此，必须处理陆相页岩气井压裂返排液1.2 陆相页岩气井压裂返排液的典型成分虽然不同地区的陆相页岩气井压裂返排液成分都有所差别，但总体而言，陆相页岩气井压裂返排液悬浮物多、粘度大，含硫酸盐、氯根、碳酸氢盐、多种金属离子、细菌、溶解固体、有机物，与我国的污水排放标准相去甚远2 陆相页岩气井压裂返排液处理工艺2.1 陆相页岩气井压裂返排液的三級处理流程根据各地陆相页岩气井压裂返排液成分的不同，以及处理的目的之不同，陆相页岩气井压裂返排液的处理流程可分为如下三级[2]各级处理中，又有相应的处理工艺各种处理工艺常常联合使用2.2 处理返排液的物理工艺这一类处理工艺主要分离返排液中的悬浮物，利用的手段主要有过滤、重力、离心力比如说，重力分离法利用了油水比重的不同，可以使二者分离沉降，这种处理工艺的效果与处理时间正相关离心分离法也利用了油与水的质量不同，导致水受到较大的离心力，而油受到较小的离心力，从而甩出水而分离膜过滤分离法则利用的是膜的选择透过性，包括正渗透、反渗透两种工艺技术。

这种分离工艺不会产生二次污染，但是需要一些预处理此外还有自然风干填埋工艺、利用溶解度随温度降低而降低的原理的冻融处理工艺蒸馏处理工艺也可以去除返排液中溶解的盐，而且随着技术的进步，成本逐渐降低了蒸发处理工艺还可以与膜过滤法相结合，能够高效地去除返排液中的不挥发的大分子、无机盐其他返排液处理工艺都用过之后，还可以再用吸附法去除未氧化的有机物这种方法的缺点是，吸附剂（优质活性炭）的成本较高2.3 处理返排液的化学工艺这一类处理工艺利用化学物质之间的反应，使返排液中的有机物、成垢金属物质分离、沉淀，从而降低返排液的化学需氧量这一类处理工艺有絮凝沉淀法、氧化还原法、中和法、微电解法，等等其中，絮凝沉淀法最为常用，因为它处理量大而投资低，能够有效地降低返排液的化学需氧量这种处理工艺就是向返排液加入絮凝剂，使悬浮物质沉降，从而分离固体和液体氧化还原法则是向返排液中加入氧化剂，降解有机物，从而降低返排液的化学需氧量这种处理工艺常用的氧化剂有高锰酸钾、次氯酸盐、二氧化氯，等等，但这些氧化剂常常会造成二次污染此外，还有一种氧化法不用这些氧化剂，而是利用Fenton试剂，来与有机物加成反应，生成二氧化碳、水、无机盐。

这种氧化法将有机物分解得更彻底，而且不会产生二次污染中和法是向返排液中加入碱性物质，来中和返排液的酸性，减少管道、设备受到的腐蚀，并去除悬浮物微电解法法通常与氧化还原法联合使用，才能使返排液处理达标，这种处理工艺利用的是金属电极的反应腐蚀原理，操作简单、适用范围较广、成本较低2.4 处理返排液的生物工艺生物处理工艺利用了微生物群分解有机物的能力，将返排液中的有机物分解、转化为稳定的无机物这种处理工艺能够去除返排液中溶解的胶体有机物，但是处理效率较低3 结语全球范围内，页岩气井都越来越多，开发中产生的压裂返排液这种污水也越来越不可忽视只有根据当地压裂返排液的水质特点，采取合格的压裂返排液处理工艺，才能避免污染、破坏环境参考文献：[1]李佳.页岩气田污水处理研究[D].大庆：东北石油大学，2015. -全文完-。