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頁巖氣返排液處理技術

頁巖氣返排液處理技術

頁巖氣是指賦存于頁巖系統中的天然氣,是一種重要的非常規天然氣資源,一般分布在盆地內厚度較大、分布廣的頁巖烴源巖地層中。與常規天然氣相比,頁巖氣開發具有開采壽命長和生產周期長的優點。目前頁巖氣已成為全球油氣資源勘探開發新的亮點,頁巖氣的開發已經成為我國能源戰略的重要組成部分。我國的頁巖氣儲量居世界前列,主要盆地和地區頁巖氣資源量約為15萬億—30萬億立方米,與美國 28.3 萬億立方米大致相當,經濟價值巨大,市場前景廣闊。但與美國相比,我國頁巖氣埋藏深、開采難度大、起步時間晚、相關人才匱乏,且技術尚不完善,目前我國頁巖氣開發處于初級階段。

頁巖氣開采的核心技術主要是水平鉆井法和水力壓裂法,其開采過程需消耗大量淡水資源,同時會產生大量的壓裂返排液,其水質具有以下特點:

 四高:高粘度、高鐵、高懸浮物、高鹽。

 成分復雜:二十多種化學添加劑,包括降阻劑、交聯劑、阻垢劑等,同時由于與地層水接觸,含有多種礦物質元素和油氣藏可溶物。

 水質波動大:壓裂液在返排過程中,壓裂返排液自身成分會不斷發生變化。初期返排液成分和壓裂液成分基本相同,在返排過程的中后期,離子濃度呈現不斷升高的趨勢,并且在不同的儲層中,其物理性質和化學性質也會存在一定的差異。

 返排液排放量差異大:因為受到油氣藏井位不同的影響,所以返排液的排放量也會存在很大的差異,有一些情況下甚至沒有返排液出現。

目前,四川地區頁巖氣在壓裂施工周期內,單井壓裂施工階段注入壓裂液總量平均為45000m3,壓裂返排液回用量約為總水量的85%,剩余約15%的壓裂返排液需處理達標后排放。

返排液通過處理后,可以通過以下途徑排放或再利用:

①回注:存在地下水污染和地質影響風險。隨著技術的進步和環保要求提高,將逐漸限制使用。

②送到項目地附近的鉆井平臺循環使用。由于運輸距離及成本的限制,可利用量有限。

③就地達標排放。

④集中處理排放。

本技術對頁巖氣開采廢水經過“緩沖調節→氣浮除油→破穩→混凝沉淀→超濾→RO系統→DTRO系統→蒸發結晶”處理,處理達《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)三級排放標準,總氮達到《污水排入城鎮下水道水質 標準》(GB/T 31962-2015)C級,氨氮、氯化物指標達到《四川省水污染物排放標準》(DB51/190-93)排放標準三級,就近接入城污水處理廠進一步處理后排。


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