浅析非常规压裂返排液处理技术

张浩 王兵

摘要：压裂返排液是油气井压裂过程中产生的废液，依照安全环保法我们需要对压裂返排液进行处理。在非常规性油气藏的开采过程中，其压裂返排液粘度高、含油量、固体悬浮物含量也相对比较高。储层改造结束后若不能对这些压裂返排液进行处理，那么将会严重污染环境。因此本文主要针对非常规气藏压裂返排液的处理技术进行探讨，从而改善返排液，致使压裂返排液符合相关要求，避免造成环境污染。

关键词：非常规压裂返排液;粘度高;污染环境;返排液处理技术

一、压裂施工过程中的主要污染物质及危害

（1）压裂施工中的污染环节

在压裂施工中最容易出现以下两方面的污染，一方面就溢漏污染，这种溢漏污染主要是指钻具等所带出地面的液体;从配置搅拌罐中洒落到地面的液体;管线接口处渗漏;井口密封不严的渗漏及高压井的喷溢。第二个方面就是废液污染，主要是指压裂返排液，作业剩余废液等。

（2）压裂返排液主要污染物质

破胶施工作业完成后，液体中的残杂和悬浮油颗粒是压裂返排液高悬浮物含量的主要因素。其中有很多难以去除的水溶性聚合物，例如胍胶及大量的有机添加剂，并且在返排液中还有大量的油份，除此之外还有可能还有大量重金属离子。

（3）油田压裂返排液对环境的危害

结合压裂返排液中的污染物质，我们了解如果不进行相应的处理那么这些重金属、含有未破胶的胍胶、大量有机添加物会对水环境造成严重污染。其中重金属离子，在土壤中极易引起富集，不但不容易去除，淋溶下渗的速度还很缓慢，对地表水和植物体系会产生明显影响。

二、压裂返排液处理方法

（1）固化法

在压裂返排液中加入固话剂量，其目的就是促使压裂返排液体系失稳脱水。固化剂在一定程度上会与压裂反排液中的水分进行剧烈反应。通过水化作用，使得体系中大部分有机物及固相颗粒交联絮凝，形成一种水化絮凝体系，通过自凝胶结和包胶作用，使得有机物转变成不可逆的常态体系。

（2）化学混凝法

化学混凝法主要是通过混凝剂或者它的水解产物的压缩双电层，电中和，吸附架桥和网捕等四个方面的作用对水中的胶体体系和细小的悬浮颗粒物进行破坏和网捕。

（3）化学氧化法

化学氧化法主要是通过加入具有氧化性质的药剂或气体对废水中的有机和无机的有毒物质进行氧化，通过这种化学反应将有毒物质转化成为无毒或少毒物质，或者转化成为容易与水分离的形态，从而达到治理的目的。目前国内外常用的一些氧化剂主要包括：臭氧、次氯酸盐、高猛酸钾、过氧化氢、二氧化氯和氯气。[1]

（4）深度氧化法

深度氧化法是一种用于处理难降解有机污染物的新技术，是一种物理化学联合处理的过程，在有催化剂催化的作用下能够反应产生OH-，它的氧化电位极高，再通过OH-与有机物发生加成反应、电子取代、断键和开环等反应，能将污水中的有机污染物比较彻底的分解为二氧化碳、水和无机盐，不会产生二次污染。

（5）微电解法

微电解法，它具有氧化还原、絮凝吸附、络合及电沉淀等作用。它主要采用电位低的铁屑作为阳极，电位高的活性炭作为阴极。在酸性条件下，当废水与阳极和阴极接触时，由于废水中含有大量可导电的金属盐离子，就可以形成原电池。

（6）生物法

微生物法是一种利用微生物降解废水中有机物的方法。微生物处理法分为好氧和厌氧两大类。好氧生物处理需要在有氧的条件下进行，而常用的好氧生物处理法主要包括：活性污泥法和生物膜法。而厌氧生物处理需要在完全无氧的条件下进行。

废水和微生物群体在反应构筑物中充分接触，一方面通过微生物的分解代谢功能，使废水中的可溶性有机污染物被降解，从而使之无机化;另一方面一部分部分有机物可以被微生物利用合成为自身的细胞质生物法主要是用来去除废水中溶解的和胶体的有机物。

三、压裂返排液处理工艺

（1）泥水分離工艺

大量污泥在非常规压裂返排液氧化破胶处理的过程中形成。对这些污泥进行处理是及其必要的。目前对泥水分离主要采用离心法分离和真空过滤过滤两种方式。离心分离主要是靠离心力的作用进行分离，依靠物理属性最终完成泥水的分离。我们常常采用离心机进行分离，处理速度相对较快，但是对于小悬浮物的分离效果就比较差，并且水中的浮油在某种程度上无法处理。

压力过滤就是通过加压或者减压的外在条件在滤材两册形成不同的压差。其中滤布、滤纸、滤芯会将污泥截留，从而达到泥水分离的效果。采用此种处理技术能够满足浮油、细小悬浮物的去除。

（2）深度氧化法-电裂解催化氧化工艺

氧化还原法就是阳极氧化阴极还原，电裂解催化氧化法是依靠直流电进行的。通过这一方法两极板间存在自由的原子，水经过两极板之间时，原子作用于废水中的有机物，从而破坏水体中有机物质分子，使有机物被氧化还原减量，从而降低废水中有机物含量。[2]

采用深度氧化法不需要添加任何化学处理药剂，该处理技术也不会对水体造成污染，在电解过程中，氧化还原反应同时进行，这大大降低了返排液处理时间。且废水在阳极发生氧化反应，实现氧化裂解，在阴极发生还原反应，可实现环状有机物开环、长链有机物断链形成易降解的有机物。

（3）混凝工艺

我们利用混凝工艺对压裂返排液中以自然沉降的胶体和细小悬浮物质进行去除。该技术主要是通过混凝剂或者它的水解产物的压缩双电层，电中和，吸附架桥和网捕四个方面对压裂返排液进行处理。在进行混凝剂的选择过程中，我们一般遵循混凝剂加量小，混凝效果好，尽量不引入成垢离子。

总结

本文通过对压裂施工压裂反排液中存在的危害物质进行分析，得知其对环境具有污染危害，从而提出对压裂反排液进行处理，在第二章重点介绍了目前对于污泥废水的相关处理方法。最后结合相应的处理方式提出关于压裂返排液的处理工艺，并对各工艺进行了简要的讲解。

参考文献

[1]刘思帆.油田压裂废水有机物降解技术的研究[D].西安建筑科技大学.2012.5：55

[2]景小强，耿春香，赵朝成胜利油田井下压裂废水处理研究[J].化工技术与开发，2008，37（6）：36-37

[3]熊忠，林衍氧化法在废水处理中的应用[J].新疆环境保护，2002，24（2）：35-39