国外页岩气压裂返排液处理新技术综述_范红良.pdf

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1、16科技论文与案例交流DOI:10.16317/j.cnki.12-1377/x.2016.04.016国外页岩气压裂返排液处理新技术综述范红良（西南石油大学土木工程与建筑学院四川成都610500）摘要：本文概述了页岩气压裂返排液国内外处理现目前，商业化比较成功的为美国Halliburton公司开发的R状，重点介绍了三种国外返排液处理新技术，分别为电絮CleanWave装置，该装置采用水质调节—电絮凝—过滤技术流凝技术、MVR蒸馏技术和臭氧催化氧化技术。这些技术均程，处理流量达到240m3/h，出

2、水满足重新配制压裂液要求。能有效地处理页岩气压裂返排液，不仅节约成本，还可避3.2MVR蒸馏技术免对生态环境和人类健康造成损害。MVR指机械蒸汽再压缩，该技术由蒸发器、压缩机和换热器关键词：页岩气；压裂返排液；电絮凝；MVR蒸馏；臭等部件组成，主要去除返排液中的金属离子。MVR技术与传统蒸氧催化氧化馏技术相比，在节源方面有优势，体现在：蒸汽在蒸发器内被第一次利用后，产生的二次蒸汽中蕴含的大部分低品质能量，经过压缩机并花费较小的电能后，这部分二次蒸汽被提升为高品质能1前言量，送回到蒸发器作为热源继续

3、使用，达到了能源的循环利用。近年来，随着中国页岩气开发技术取得突破，作为一种非常目前，美国的Aqua-pure公司研发的NOMAD2000装置利用规油气资源的页岩气，正被政府和相关油气公司重视。目前，页岩MVR技术，已在Marcellus和Barnett等页岩盆地返排液处理工程气开采多采用长井段水平井、分段射孔和滑溜水体积压裂技术。中推广应用，其日处理能力约为1600m3～9500m3，处理后出水既水力压裂中压裂液耗水量巨大(每口水平井需7600m3～19000m3可外排，又可回用于配制压裂液。清

4、水)，此外，滑溜水压裂液中还含有多种化学添加剂，包括防垢3.3臭氧催化氧化技术剂、降阻剂、杀菌剂、表面活性剂和粘土稳定剂等。压裂作业后，体传统的臭氧氧化技术在应用上有一定的局限性，臭氧对污染积占注入压裂液60%～80%的返排液逐渐返排至地表[1]。返排液物的去除是选择性的。新型的臭氧催化氧化技术引入催化作用，具有高化学需氧量（COD）、高悬浮物（TSS）、高矿化度（TDS）、难生该技术产生的羟基自由基（OH·）具有最高的氧化电位（2.80V），能物降解和成分复杂等特点。页岩气返排液产生量巨大，如不

5、采取够没有选择性地氧化有机物。活性炭、超声波等可与臭氧组成臭有效处理方式加以处理，容易对土壤、地表水、地下水甚至人类健氧催化氧化体系。康造成严重损害[2]。目前，美国Hydrozonix公司研发的HydrozonixEF80系统利用2国内外处理现状臭氧催化氧化技术处理返排液，能去除返排液中的细菌、硬度、有机物和硫化氢等。该系统的工作流程为：首先返排液进入反应器目前，返排液处置方式主要有三种：（1）深井回注；（2）处理后发生水力空化现象而产生数大量微小气泡，这些微小气泡崩溃产外排；（3）处理后回用。

6、国内对页岩气压裂返排液的处置方法主要生的高温高压使水热化学分解而产生OH·，进而将有机物分解；是深井回注和重复利用。近年来，国内加大了对页岩气返排液处然后向反应器中通入臭氧，将细菌杀死并氧化重金属；之后向返理技术研究和应用的力度，但总体上还处于起步阶段，与国外在排液中通入电流发生电化学作用，将钙、镁等金属离子沉淀下来；工艺和装备方面相比还有较大的差距。科接着，对返排液施以超声波，反应器产生高频振动而使返排液产科美国页岩气的勘探开发较早，是页岩气商业开发最成功的国技生超声空化，由震动产生的数以万计的

7、微小气泡逐渐长大后发生技家，其返排液处理方法主要是重复利用。美国页岩气压裂返排液剧烈碰撞而崩溃，将上述钙、镁离子产生的沉淀瓦解为纳米级别论论处理技术的发展由市场经济主导，其市场上存在许多污水处理公大小的颗粒而去除；最后，出水从反应器流出，可以重新配置成压文文司，且大部分为民营企业，由于市场需求和市场竞争的促进，这些裂液。该系统为车载模块化形式，处理流量可达760m3/h，具有移与公司开发出的返排液处理技术处于全球领先地位，且有多家公司动灵活、使用方便等特点。案开发出了可移动或模块化的处理设备，具有

8、移动灵活、占地面积案4结语小和处理高效等特点。例例返排液具有间歇式排放、污染物浓度高和成分复杂等特点，交3返排液处理新技术交直接排放会对环境和人类健康造成巨大的伤害。本文综述了三种流流3.1电絮凝技术目前国外返排液处理的新技术，以期对页岩气压裂返排液处理装电絮凝装置由电源、反应器和过滤器等部件组成，反应过程置的开发提供参考。中产生电化学和电凝聚、点气浮的协同作用，主要去除返排液中参考文献的TSS和重金属离子。其工作原理如下：首先电絮凝装置通电后，[1]付茜,彭其勇.页岩气压裂返排液