淺析非常規壓裂返排液處理技術

張浩 王兵

摘要：壓裂返排液是油氣井壓裂過程中產生的廢液，依照安全環保法我們需要對壓裂返排液進行處理。在非常規性油氣藏的開采過程中，其壓裂返排液粘度高、含油量、固體懸浮物含量也相對比較高。儲層改造結束后若不能對這些壓裂返排液進行處理，那么將會嚴重污染環境。因此本文主要針對非常規氣藏壓裂返排液的處理技術進行探討，從而改善返排液，致使壓裂返排液符合相關要求，避免造成環境污染。

關鍵詞：非常規壓裂返排液;粘度高;污染環境;返排液處理技術

一、壓裂施工過程中的主要污染物質及危害

（1）壓裂施工中的污染環節

在壓裂施工中最容易出現以下兩方面的污染，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;井口密封不嚴的滲漏及高壓井的噴溢。第二個方面就是廢液污染，主要是指壓裂返排液，作業剩余廢液等。

（2）壓裂返排液主要污染物質

破膠施工作業完成后，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）油田壓裂返排液對環境的危害

結合壓裂返排液中的污染物質，我們了解如果不進行相應的處理那么這些重金屬、含有未破膠的胍膠、大量有機添加物會對水環境造成嚴重污染。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，對地表水和植物體系會產生明顯影響。

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脫水。固化劑在一定程度上會與壓裂反排液中的水分進行劇烈反應。通過水化作用，使得體系中大部分有機物及固相顆粒交聯絮凝，形成一種水化絮凝體系，通過自凝膠結和包膠作用，使得有機物轉變成不可逆的常態體系。

（2）化學混凝法

化學混凝法主要是通過混凝劑或者它的水解產物的壓縮雙電層，電中和，吸附架橋和網捕等四個方面的作用對水中的膠體體系和細小的懸浮顆粒物進行破壞和網捕。

（3）化學氧化法

化學氧化法主要是通過加入具有氧化性質的藥劑或氣體對廢水中的有機和無機的有毒物質進行氧化，通過這種化學反應將有毒物質轉化成為無毒或少毒物質，或者轉化成為容易與水分離的形態，從而達到治理的目的。目前國內外常用的一些氧化劑主要包括：臭氧、次氯酸鹽、高猛酸鉀、過氧化氫、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污染物的新技術，是一種物理化學聯合處理的過程，在有催化劑催化的作用下能夠反應產生OH-，它的氧化電位極高，再通過OH-與有機物發生加成反應、電子取代、斷鍵和開環等反應，能將污水中的有機污染物比較徹底的分解為二氧化碳、水和無機鹽，不會產生二次污染。

（5）微電解法

微電解法，它具有氧化還原、絮凝吸附、絡合及電沉淀等作用。它主要采用電位低的鐵屑作為陽極，電位高的活性炭作為陰極。在酸性條件下，當廢水與陽極和陰極接觸時，由于廢水中含有大量可導電的金屬鹽離子，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氧的條件下進行。

廢水和微生物群體在反應構筑物中充分接觸，一方面通過微生物的分解代謝功能，使廢水中的可溶性有機污染物被降解，從而使之無機化;另一方面一部分部分有機物可以被微生物利用合成為自身的細胞質生物法主要是用來去除廢水中溶解的和膠體的有機物。

三、壓裂返排液處理工藝

（1）泥水分離工藝

大量污泥在非常規壓裂返排液氧化破膠處理的過程中形成。對這些污泥進行處理是及其必要的。目前對泥水分離主要采用離心法分離和真空過濾過濾兩種方式。離心分離主要是靠離心力的作用進行分離，依靠物理屬性最終完成泥水的分離。我們常常采用離心機進行分離，處理速度相對較快，但是對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法處理。

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

（2）深度氧化法-電裂解催化氧化工藝

氧化還原法就是陽極氧化陰極還原，電裂解催化氧化法是依靠直流電進行的。通過這一方法兩極板間存在自由的原子，水經過兩極板之間時，原子作用于廢水中的有機物，從而破壞水體中有機物質分子，使有機物被氧化還原減量，從而降低廢水中有機物含量。[2]

采用深度氧化法不需要添加任何化學處理藥劑，該處理技術也不會對水體造成污染，在電解過程中，氧化還原反應同時進行，這大大降低了返排液處理時間。且廢水在陽極發生氧化反應，實現氧化裂解，在陰極發生還原反應，可實現環狀有機物開環、長鏈有機物斷鏈形成易降解的有機物。

（3）混凝工藝

我們利用混凝工藝對壓裂返排液中以自然沉降的膠體和細小懸浮物質進行去除。該技術主要是通過混凝劑或者它的水解產物的壓縮雙電層，電中和，吸附架橋和網捕四個方面對壓裂返排液進行處理。在進行混凝劑的選擇過程中，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

本文通過對壓裂施工壓裂反排液中存在的危害物質進行分析，得知其對環境具有污染危害，從而提出對壓裂反排液進行處理，在第二章重點介紹了目前對于污泥廢水的相關處理方法。最后結合相應的處理方式提出關于壓裂返排液的處理工藝，并對各工藝進行了簡要的講解。

參考文獻

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

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

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