淺析非常規(guī)壓裂返排液處理技術(shù)

張浩 王兵

摘要：壓裂返排液是油氣井壓裂過(guò)程中產(chǎn)生的廢液，依照安全環(huán)保法我們需要對(duì)壓裂返排液進(jìn)行處理。在非常規(guī)性油氣藏的開采過(guò)程中，其壓裂返排液粘度高、含油量、固體懸浮物含量也相對(duì)比較高。儲(chǔ)層改造結(jié)束后若不能對(duì)這些壓裂返排液進(jìn)行處理，那么將會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。因此本文主要針對(duì)非常規(guī)氣藏壓裂返排液的處理技術(shù)進(jìn)行探討，從而改善返排液，致使壓裂返排液符合相關(guān)要求，避免造成環(huán)境污染。

關(guān)鍵詞：非常規(guī)壓裂返排液;粘度高;污染環(huán)境;返排液處理技術(shù)

一、壓裂施工過(guò)程中的主要污染物質(zhì)及危害

（1）壓裂施工中的污染環(huán)節(jié)

在壓裂施工中最容易出現(xiàn)以下兩方面的污染，一方面就溢漏污染，這種溢漏污染主要是指鉆具等所帶出地面的液體;從配置攪拌罐中灑落到地面的液體;管線接口處滲漏;井口密封不嚴(yán)的滲漏及高壓井的噴溢。第二個(gè)方面就是廢液污染，主要是指壓裂返排液，作業(yè)剩余廢液等。

（2）壓裂返排液主要污染物質(zhì)

破膠施工作業(yè)完成后，液體中的殘雜和懸浮油顆粒是壓裂返排液高懸浮物含量的主要因素。其中有很多難以去除的水溶性聚合物，例如胍膠及大量的有機(jī)添加劑，并且在返排液中還有大量的油份，除此之外還有可能還有大量重金屬離子。

（3）油田壓裂返排液對(duì)環(huán)境的危害

結(jié)合壓裂返排液中的污染物質(zhì)，我們了解如果不進(jìn)行相應(yīng)的處理那么這些重金屬、含有未破膠的胍膠、大量有機(jī)添加物會(huì)對(duì)水環(huán)境造成嚴(yán)重污染。其中重金屬離子，在土壤中極易引起富集，不但不容易去除，淋溶下滲的速度還很緩慢，對(duì)地表水和植物體系會(huì)產(chǎn)生明顯影響。

二、壓裂返排液處理方法

（1）固化法

在壓裂返排液中加入固話劑量，其目的就是促使壓裂返排液體系失穩(wěn)脫水。固化劑在一定程度上會(huì)與壓裂反排液中的水分進(jìn)行劇烈反應(yīng)。通過(guò)水化作用，使得體系中大部分有機(jī)物及固相顆粒交聯(lián)絮凝，形成一種水化絮凝體系，通過(guò)自凝膠結(jié)和包膠作用，使得有機(jī)物轉(zhuǎn)變成不可逆的常態(tài)體系。

（2）化學(xué)混凝法

化學(xué)混凝法主要是通過(guò)混凝劑或者它的水解產(chǎn)物的壓縮雙電層，電中和，吸附架橋和網(wǎng)捕等四個(gè)方面的作用對(duì)水中的膠體體系和細(xì)小的懸浮顆粒物進(jìn)行破壞和網(wǎng)捕。

（3）化學(xué)氧化法

化學(xué)氧化法主要是通過(guò)加入具有氧化性質(zhì)的藥劑或氣體對(duì)廢水中的有機(jī)和無(wú)機(jī)的有毒物質(zhì)進(jìn)行氧化，通過(guò)這種化學(xué)反應(yīng)將有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為無(wú)毒或少毒物質(zhì)，或者轉(zhuǎn)化成為容易與水分離的形態(tài)，從而達(dá)到治理的目的。目前國(guó)內(nèi)外常用的一些氧化劑主要包括：臭氧、次氯酸鹽、高猛酸鉀、過(guò)氧化氫、二氧化氯和氯氣。[1]

（4）深度氧化法

深度氧化法是一種用于處理難降解有機(jī)污染物的新技術(shù)，是一種物理化學(xué)聯(lián)合處理的過(guò)程，在有催化劑催化的作用下能夠反應(yīng)產(chǎn)生OH-，它的氧化電位極高，再通過(guò)OH-與有機(jī)物發(fā)生加成反應(yīng)、電子取代、斷鍵和開環(huán)等反應(yīng)，能將污水中的有機(jī)污染物比較徹底的分解為二氧化碳、水和無(wú)機(jī)鹽，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。

（5）微電解法

微電解法，它具有氧化還原、絮凝吸附、絡(luò)合及電沉淀等作用。它主要采用電位低的鐵屑作為陽(yáng)極，電位高的活性炭作為陰極。在酸性條件下，當(dāng)廢水與陽(yáng)極和陰極接觸時(shí)，由于廢水中含有大量可導(dǎo)電的金屬鹽離子，就可以形成原電池。

（6）生物法

微生物法是一種利用微生物降解廢水中有機(jī)物的方法。微生物處理法分為好氧和厭氧兩大類。好氧生物處理需要在有氧的條件下進(jìn)行，而常用的好氧生物處理法主要包括：活性污泥法和生物膜法。而厭氧生物處理需要在完全無(wú)氧的條件下進(jìn)行。

廢水和微生物群體在反應(yīng)構(gòu)筑物中充分接觸，一方面通過(guò)微生物的分解代謝功能，使廢水中的可溶性有機(jī)污染物被降解，從而使之無(wú)機(jī)化;另一方面一部分部分有機(jī)物可以被微生物利用合成為自身的細(xì)胞質(zhì)生物法主要是用來(lái)去除廢水中溶解的和膠體的有機(jī)物。

三、壓裂返排液處理工藝

（1）泥水分離工藝

大量污泥在非常規(guī)壓裂返排液氧化破膠處理的過(guò)程中形成。對(duì)這些污泥進(jìn)行處理是及其必要的。目前對(duì)泥水分離主要采用離心法分離和真空過(guò)濾過(guò)濾兩種方式。離心分離主要是靠離心力的作用進(jìn)行分離，依靠物理屬性最終完成泥水的分離。我們常常采用離心機(jī)進(jìn)行分離，處理速度相對(duì)較快，但是對(duì)于小懸浮物的分離效果就比較差，并且水中的浮油在某種程度上無(wú)法處理。

壓力過(guò)濾就是通過(guò)加壓或者減壓的外在條件在濾材兩冊(cè)形成不同的壓差。其中濾布、濾紙、濾芯會(huì)將污泥截留，從而達(dá)到泥水分離的效果。采用此種處理技術(shù)能夠滿足浮油、細(xì)小懸浮物的去除。

（2）深度氧化法-電裂解催化氧化工藝

氧化還原法就是陽(yáng)極氧化陰極還原，電裂解催化氧化法是依靠直流電進(jìn)行的。通過(guò)這一方法兩極板間存在自由的原子，水經(jīng)過(guò)兩極板之間時(shí)，原子作用于廢水中的有機(jī)物，從而破壞水體中有機(jī)物質(zhì)分子，使有機(jī)物被氧化還原減量，從而降低廢水中有機(jī)物含量。[2]

采用深度氧化法不需要添加任何化學(xué)處理藥劑，該處理技術(shù)也不會(huì)對(duì)水體造成污染，在電解過(guò)程中，氧化還原反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，這大大降低了返排液處理時(shí)間。且廢水在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)氧化裂解，在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)環(huán)狀有機(jī)物開環(huán)、長(zhǎng)鏈有機(jī)物斷鏈形成易降解的有機(jī)物。

（3）混凝工藝

我們利用混凝工藝對(duì)壓裂返排液中以自然沉降的膠體和細(xì)小懸浮物質(zhì)進(jìn)行去除。該技術(shù)主要是通過(guò)混凝劑或者它的水解產(chǎn)物的壓縮雙電層，電中和，吸附架橋和網(wǎng)捕四個(gè)方面對(duì)壓裂返排液進(jìn)行處理。在進(jìn)行混凝劑的選擇過(guò)程中，我們一般遵循混凝劑加量小，混凝效果好，盡量不引入成垢離子。

總結(jié)

本文通過(guò)對(duì)壓裂施工壓裂反排液中存在的危害物質(zhì)進(jìn)行分析，得知其對(duì)環(huán)境具有污染危害，從而提出對(duì)壓裂反排液進(jìn)行處理，在第二章重點(diǎn)介紹了目前對(duì)于污泥廢水的相關(guān)處理方法。最后結(jié)合相應(yīng)的處理方式提出關(guān)于壓裂返排液的處理工藝，并對(duì)各工藝進(jìn)行了簡(jiǎn)要的講解。

參考文獻(xiàn)

[1]劉思帆.油田壓裂廢水有機(jī)物降解技術(shù)的研究[D].西安建筑科技大學(xué).2012.5：55

[2]景小強(qiáng)，耿春香，趙朝成勝利油田井下壓裂廢水處理研究[J].化工技術(shù)與開發(fā)，2008，37（6）：36-37

[3]熊忠，林衍氧化法在廢水處理中的應(yīng)用[J].新疆環(huán)境保護(hù)，2002，24（2）：35-39