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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。
页岩气压裂返排废水处理方法探讨【摘要】本文首先对压裂的技术特点进行了说明，然后在页岩气压裂液体系做了初步的分析，最后论文详细阐述了页岩气压裂返排废水处理方法。
【关键词】页岩气压裂；返排废水；处理方法一、前言页岩气压裂返排废水处理方法是随着科技水平不断发展而发展起来的一门新兴技术。
经过几十年的迅速发展，目前页岩气压裂返排废水处理方法已广泛应用于的比较广泛，成为一门实用的技术。
二、压裂的技术特点1、快速可钻式桥塞复合式快速可钻式桥塞是一种用于暂时隔离多层垂直或水平井段的桥塞具有多种芯轴配置:投球式，盲堵式，单向阀式，单向阀+降解球式，该桥塞使用复合材料制作，可以快速容易的磨铣并返排至井口。
实心桥塞能完全分隔井筒，完成坐封后不用投球即可进行压裂；空心桥塞是在桥塞中间具有流通通道，完成坐封后，桥塞上下连通，压裂时需要投球以分隔上下层段。
空心压裂桥塞的优势是在满足压裂施工的同时可以在桥塞钻磨或是冲砂作业时利用部分地层能量将井内杂物带出井筒，增强上返能力。
2、大型滑溜水压裂技术该技术的特点是大排量、大液量、大砂量、小粒径、低砂比。
主要施工参数为:排量10m3/min以上，每段压裂液量1000一1500m3，每段支撑剂量100一200t，支撑剂以40/70目为主，平均砂比3%一5%。
施工步骤为:第一段采用油管或连续油管传输射孔，提出射孔枪；从环空进行第一段压裂；凝胶冲洗井筒；用液体泵送电缆+射孔枪+桥塞工具入井；电引爆座封桥塞，射孔枪与桥塞分离，试压(约过射孔段25m)；拖动电缆带射孔枪至射孔段，射孔，拖出电缆；压裂第二层，重复步骤4~7，实现多层分段压裂。
三、页岩气压裂液体系页岩气与常规天然气的储层特点不同，其使用的压裂液也有很大差异。
目前所采用的页岩气压裂液有滑溜水、线性胶、交联液和泡沫等，而滑溜水和复合压裂液是目前主要应用的压裂液体系。
1、滑溜水压裂液主要是针对页岩气藏改造发展起来的一项新技术，适用于无水敏、储层天然裂缝较发育、脆性较高的地层。
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。
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。
页岩气返排液处理方法
页岩气的生产过程中会产生大量的返排液（flowback water），返排液中含有多种化学物质和杂质，需要经过处理才能安全地进行处理或排放。
以下是常见的页岩气返排液处理方法：
1. 沉淀池处理：将返排液暂时存放在沉淀池中，利用重力作用使悬浮物沉淀到底部。
然后，清除沉淀物，并将清水排放或进行进一步的处理。
2. 过滤处理：使用过滤器或纤维滤料过滤返排液，去除悬浮物和颗粒物。
过滤后的液体可以更安全地处理或排放。
3. 活性炭吸附：将返排液通过活性炭床，活性炭具有吸附有机化合物和其他污染物的能力。
这种方法可以有效去除有机物质和某些化学物质。
4. 反渗透：使用反渗透膜过滤返排液，以去除其中的溶解性盐和有机物。
这种方法可以产生高质量的水，可以用于再利用或安全排放。
5. 化学处理：使用化学产品对返排液进行处理，包括调整pH 值、添加凝聚剂和氧化剂等。
这些化学品能够帮助去除污染物并促进沉淀和过滤过程。
6. 生物处理：利用微生物或生物反应器对返排液中的有机物进行降解。
这种方法可以有效地去除有机物质并将其转化为更稳定和安全的产物。
以上方法可以单独或结合使用，根据特定情况选择适合的处理方法。
为了确保返排液的安全处理，需要进行相应的监测和测试，并遵守相关的环保法规和标准。
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。
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。
2019年3月 | 119的压力开始对压裂返排液进行回用。
因此，经济有效的脱盐工艺或在高盐卤水中稳定有效的压裂液添加剂是返排液回用的关键。
1.1 基本分离技术基本分离过程旨在从废水流中清除悬浮颗粒物和石油。
几种常规的分离技术已经在油气工业中使用了很长时间，取得了很大的成功，并且已用于净化生产页岩气时产生的返排液和采出水。
在许多情况下，经过基本分离过程之后，页岩气井的返排液和采出水可以循环使用，与淡水和化学物质混合形成压裂液，用于开展下一个压裂工作。
基本分离技术包含沉淀-介质过滤-吸附-浮选-电凝聚等过程。
法国威立雅(Veolia)紧凑浮选装置系统主要优点包括一分钟停留时间可以减少容器的大小和重量，脱脂水流<1%的总流量，发动机和水泵都不会消耗电源，不需要增加废水或气体的压力，100%的进入流都会穿过LoHead系列的排泄器，气体/液体接触紧密，分离性能良好。
在处理海上石油采出水时，性能表现良好，可以实现回注目的(系统如图1所示)。
在页岩气应用中，这些优点使紧凑浮选装置成为最佳的选择。
1.2 脱盐技术术语“脱盐”通常是指清除盐离子的过程。
在开发页岩气0 引言在水力压裂过程中会产生大量的废水。
地层中的返排液和采出水含有各种天然物质，如气体、油脂、总悬浮固体(TSS)、总溶解固体(TDS)和天然放射性物质(NORM)。
此外，在返排液中可以发现压裂液中使用的化学添加剂残留物。
废水通常会在现场进行处理或运往其他设施进行处理或处置。
排放前，如果未进行充分的处理或处置，或在运输过程中出现的事故性溢漏可能会导致地表水和地下水资源的污染，且在运输过程中也会对当地空气质量造成污染。
本文主要介绍北美页岩气开发过程中压裂返排液处理的主要技术及特点，并对压裂返排液处理技术的适应性进行分析。
1 北美页岩气压裂返排液处理的典型技术目前美国除Marcellus页岩以外的页岩区对压裂返排液大多在一级处理后通过回注进行处置。
2901 压裂返排液与水资源压力与常规油气开采相比，在页岩气过程中，水资源的耗损非常大，是油气开采的50至100倍[1]，尤其是页岩气资源大多分布于人口相对密集的地区，比如四川盆地，面临严重的水资源压力。
返排液的构成非常复杂，呈现出高悬浮物（TSS）、高化学需氧量（COD）、高矿化度（TDS）、成分复杂以及难生物降解等特性[2]。
2 国外压裂返排液处理现状2013年，K.L.Hickenbottom [3]等采用正渗透膜方法对压裂返排液的进行深度处理。
结果显示，正渗透博能有效截留压裂返排液中中有机与无机污染物。
Miller等[4]用“超滤+反渗透”组合工艺对压裂返排液进行深度处理，该组合工艺产水水质稳定，同时大幅降低了矿化度。
2014年，Mauter等[5]提通过对比现场处理重复利用和深井回注，提出最经济的方式是现场处理重复利用。
2016年，Estrada等[6]采用“pH调节-絮凝-软化”的组合工艺对北美页岩气开采中所产生的压裂返排液和气井产出水进行处理再回用。
其中软化主要是去除压裂返排液中含量较高的二价金属阳离子，以防止在回用过程中产生结垢现象。
NOMAD2000（Aqua-pure公司研制）是典型的机械式蒸汽再压缩系统（MVR），可实现1600m 3至9500m 3的处理水平，压裂返排液经系统处理后，不但可达标外排，还能够再次进行压裂液配制[7]。
Veolia公司开发出的OPUS处理工艺，其中包含了混凝沉淀、媒介过滤、离子交换和RO反渗透。
经该工艺处理出水，TDS和TOC去除率达99%。
Hydrozonix公司研发的EF80系统是利用臭氧催化氧化技术对压裂返排液进行处理[8]。
Thermoenergy公司的TurboFrac采用了真空蒸发闪蒸技术。
闪蒸的使用可以降低结垢，同时真空蒸馏可降低蒸发温度。
其缺点是需要进行预处理，如除气、混凝和使用多介质过滤器移除硫化氢气体、化学添加剂与悬浮颗粒[9]。
页岩气井返排液回用处理技术
1.技术所属领域及适用范围
适用于页岩气井返排液回用处理。
2.技术原理及工艺
该技术通过统一建设供水管线将各平台井压裂返排液集中收集处理，加入絮凝剂聚合氯化铝、助凝剂聚丙烯酰胺，搅拌混合后能够去除原液中50%的悬浮物和30%的COD 含量，混凝后的压裂返排液进入另一个收集池内，利用提升泵将上清液打入过滤装置收集罐内，调节pH 值至中性，并通过过滤装置进行过滤，去除液体中悬浮物，通过供水管线输送清液至有需要压裂配液的平台重复利用。
处理工艺流程如下图所示：
3.技术指标
处理回用指标为：
4.技术功能特性
平台页岩气井压裂返排液可实现动态管理，实现“早处理，全回用，零外排”；
理后的压裂返排液与压裂用液体系配伍性好，益于环境保护，而且节水效果明显。
5.应用案例
平桥南工区页岩气井压裂返排液处理项目，技术提供单位为中国石化华东油
气分公司。
（1）用户用水情况简单说明
平桥南工区页岩气井压裂返排液处理项目占地面积约37 亩，总投资约180 余万元，运行成本约40 元/m3。
（2）实施内容及周期
平桥南工区页岩气井压裂返排液处理站于2016 年11 月开始建设，12 月建成投入使用，建设周期 1 个月，配套建设连通各平台的集输管网约12.6km。
（3）节水减排效果及投资回收期
通过该技术，采出水可得到重复利用，实现“以污代清”，单位产品水耗由20.6m3 下降至16.7m3，降低率为18.7%，预计单井节约清水量可达4000m3。
单井可减少COD 排放量400kg、减少氨氮排放量60kg。
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]。
浅析页岩气压裂返排液处理技术
作者：马翔宇
来源：《中国科技博览》2017年第16期
[摘要]目前，压裂技术已成为页岩气稳产增产的一项核心技术，但在压裂作业过程中所产生的返排液已成为当前油层水体污染主要来源之一，因此，如何妥善解决页岩气压裂返排液已成为当下一项重要的工作。
本文对页岩气压裂返排液的组成进行了分析，阐述了页岩气压裂返排液的危害，综述了国内外页岩气压裂返排液现有的处理方法，为促进油田压裂返排液处理再利用研究提供一定的思路。
[关键词]页岩气；压裂液；返排技术；再利用
中图分类号：TE357 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0368-01
页岩气一种重要的非常规能源，现今在世界范围内正处于开发的热潮中，较常规天然气相比，由于页岩地层渗透率很低，开发难度很大。
因此水力压裂是开发页岩气的主要手段，但压裂施工后返排液尚未形成达到环保要求的处理体系。
因此深入研究页岩气压裂返排液处理方法，对于绿色开发与降本增效具有重要意义。
1 页岩气压裂返排液
1.1 返排液组成
目前，国内外主流页岩气压裂技术主要利用滑溜水压裂液进行体积改造。
滑溜水压裂液体系是针对页岩气储层改造而发展起来的一种压裂液体系。
主要由清水及减阻剂、助排剂和杀菌剂、活性剂、缓冲剂、粘土稳定剂等十几种类别的添加剂所组成。
经过压裂作业后，这些添加剂会部分进入返排液体。
此外，返排压裂液中还含有原油及地层岩屑和支撑剂颗粒、各种有机或无机化合污染物等。
1.2 返排液危害
页岩气压裂返排液为大部分为深色溶液，其中还有大量的硫酸盐还原菌代谢产物，其具有刺激性臭味。
如返排液不经处理返排至地面或回注地层，将会对环境造成极大伤害。
此外，返排液与添加剂作用可能会产生有毒气体，如果直接接触的话还有可能会造成腐蚀性烧伤[1]。
2 国内外页岩气压裂返排液处理技术
2.1 国外处理技术现状
近年来，国外研究开发出一些页岩气压裂返排液处理的新技术，这些新技术能有效处理返排液中原油、悬浮物以及难降解有机物的物质，处理后的返排液均能达到重复利用要求和排放标准。
2.1.1 MVR蒸馏技术
MVR是指机械式蒸汽再压缩，该技术是重新利用二次蒸汽能量，从而减少对外界能源需求的一项节能技术。
MVR蒸馏由蒸发器、换热器、压缩机及离心机等部件构成，主要去除压裂返排液中的重金属离子，从而降低返排液总矿化度。
2.1.2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。
2.1.3臭氧催化氧化技术
该技术是利用臭氧与活性炭联用的处理技术，由催化反应器、空气气源处理系统、冷却水系统、臭氧发生器等部件组成，主要利用臭氧超强的氧化能力来去除压裂返排液中的难降解有机物和细菌。
2.1.4 MI SWACO技术
斯伦贝谢公司研发了一种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。
2.1.5 Clean Wave技术
哈里伯顿公司开发出了一种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。
2.2 国内处理技术现状
目前国内对页岩气压裂返排液的处理方法主要集中为自然风干和“六步法”工艺处理。
自然风干是将返排液储存在专门的返排液池中，通过与空气接触将返排液中的液体蒸发，最后在指定地点填埋。
但这种处理方式耗时较长，且所填埋的污泥块中重金属、酚、醛类污染物含量较高，易污染地层。
“六步法”工艺是在传统的“老三段”处理方法基础上发展而来，其六步是指：沉降、萃取、电絮凝、混凝、氧化、吸附。
其主要流程首先是沉降，返排液进入调质缓冲池内进行简单的均质处理，后加入处理化学药剂进行萃取，达到降低黏度等目的；然后再进行电絮凝处理技术，该技术可有效去除了返排液污染物；经过电絮凝后，投加混凝剂使液体中胶体粒子发生碰撞、聚结成较大颗粒体从水相分离而去除，优化电絮凝处理结果；第五步需进行氧化处理，通过氧化还原反应，进一步去除水中污染物，对水中的有机污染物进行氧化分解，破坏胶体稳定性，压裂返排液的黏度进一步降低；最后利用经高温炭化和活化而制成的疏水性活性炭进行吸附去除返排液中的污染物，以达到处理达标。
通过以上一系列工艺处理后将返排液回注到地层中。
此类方法虽有较为理想的处理效果，但因工艺流程复杂，且国内页岩气的开采地区均属于新开发区块，附近没有合适的回注井，需要运输至较远的井场，此方式将处理成本偏高。
由此看出，目前国内对于页岩气压裂返排液的处理还没有形成系统的有效解决方法。
从压裂技术的生产成本、环境保护以及页岩气发展发面考虑，水资源的重复利用将是未来发展的趋势。
因此提高压裂返排液中水资源的重复利用率，才是降低处理成本，减少相关污染物的有效途径。
我国在用的返排液再利用体系有常规瓜尔胶压裂返排液再利用体系以及低分子量聚合物稠化剂体系：①常规瓜尔胶压裂返排液再利用体系是通过离子屏蔽和氧化还原技术，去除返排液中残留的破胶剂和金属离子，采用压裂液性能恢复技术和复配交联促进技术，使返排液性能恢复到压裂施工所需的要求。
②低分子量聚合物稠化剂体系是通过暂时性链接反应动态地改变化学链结构，改善携砂能力满足施工需要，施工结束后采用聚合物网络结构破坏与恢复技术使体系的交联和破胶可逆，稠化剂及各种化学添加剂不发生质的变化，从而实现返排液回收处理后，可以作为压裂液而再次使用[2]。
3 结论
压裂是改造页岩气储层增产的重要手段，随着体积压裂等大规模施工工艺技术的应用，压裂液用量越来越大，页岩气压裂施工后返排液量也随之大幅增加。
从压裂技术的生产成本、环境保护以及页岩气发展发面考虑，重复利用压裂返排液中的有效成分，节约配液用水和化学剂的用量将是未来发展的趋势。
参考文献
[1] 马云龙.油田废压裂液的危害及其处理技术研究进展[J].石油化工用.2009，12（8）：11-13.
[2] 万里平.油田压裂液无害化处理实验研究[J].石油地质与工程.2012，14（6）：39-42.。
