压裂返排液处理技术研究进展.docx

压裂返排液处理技术研究进展
压裂返排液处理技术研究进展
摘要：随着页岩气、致密气等非常规天然气的开发与利用，压裂返排液处理技术一直备受关注。本文主要探讨了压裂返排液的组成特点、环境问题以及各种处理技术的研究进展，包括物理化学方法、生物处理方法、膜分离技术等，并分析了存在的问题和发展方向。研究表明，目前主要的处理方法仍面临着经济性、技术成熟度和环境适应性等方面的挑战，未来的研究重点应将重点放在节约能源、减少废物产生和提高资源利用效率等方面。
关键词：压裂返排液；处理技术；环境问题；研究进展
引言
非常规油气资源的开采已经成为国际油气行业的热点话题，其中包括了页岩气、致密气等。而压裂是目前开发非常规油气资源的主要方法之一，通过注入高压液体将岩石裂缝扩大，进而释放可采气体。然而，随着压裂过程中使用的压裂液注入到地下后返回地面，所形成的返排液就需要进行处理，以满足环境保护的需求。
本文旨在综述压裂返排液处理技术的研究进展，包括其组成特点、环境问题以及各种处理方法，以期为解决压裂返排液处理难题提供参考。
一、压裂返排液的组成特点
压裂返排液主要由注入液、地层水和地下水等组成，其组成特点与注入液的配方、地层岩石以及地下水状况密切相关。典型的压裂返排液组成主要包括以下成分：
1.水：水是压裂返排液的主要组分，占总体积的大部分。地层水和地下水因地理位置和地质条件的不同，其盐度、水质和水量等特点也各不相同。一些地区的地下水含有高盐分和重金属等有害物质，可能对水资源造成潜在威胁。
2.溶解气体：由于页岩气等非常规油气资源的特点，压裂返排液中可能存在溶解的天然气成分。这些气体可能包括甲烷、乙烷、丙烷等，其含量与岩石裂缝的性质和压裂液的成分相关。
3.悬浮颗粒：在压裂返排液中，常常会带有含油小颗粒或悬浮固体。这些颗粒物质可能来自地层岩石，也可能是压裂液与地质构造物的反应产物。这些悬浮颗粒对水质的影响需要引起重视。
二、压裂返排液的环境问题
压裂返排液对环境的影响主要体现在水资源的污染、土壤污染和地质灾害等方面。其中，对地下水的污染是最为重要和普遍的问题。地下水污染主要是来自返排液中的盐分、金属离子、有机污染物等物质，对地下水质量造成潜在威胁。
此外，由于压裂返排液中含有大量的固体废物，包括颗粒物、破碎的岩石等，处理过程引起的废物处理问题也需要重视。这些固体废物不仅对土壤造成污染，还可能导致地质灾害的发生。
三、压裂返排液处理技术的研究进展
目前，压裂返排液处理技术主要包括物理化学方法、生物处理方法以及膜分离技术等。以下将对各种处理技术的研究进展进行综述。
1.物理化学方法
物理化学方法是压裂返排液处理的传统方法之一，包括沉淀、离子交换、气浮等。这些方法利用化学反应、沉淀和吸附等作用将返排液中的有害物质与固体颗粒分离，从而净化液体部分。此外，电解沉淀技术和电化学氧化等方法也可以应用于压裂返排液的处理。
2.生物处理方法
生物处理方法是近年来研究的热点之一，包括生物吸附、生物降解和微生物燃料电池等。生物吸附是一种利用活性微生物吸附有机物的方法，可以去除返排液中的有机污染物。生物降解则是一种通过微生物代谢将有机物转化为无害物质的方法。此外，微生物燃料电池则是一种通过微生物将有机物进行氧化，同时将其转化为电能的方法。
3.膜分离技术
膜分离技术是近年来快速发展的一种处理方法，包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等。这些技术利用不同孔径和通透性的膜将返排液中的颗粒、悬浮物、盐分等物质分离，以实现液体的净化。
四、存在的问题和发展方向
随着页岩气等非常规油气资源的开发，压裂返排液处理技术面临着一系列问题。其中，成本和经济性问题是研究和实践中面临的挑战之一。当前的处理方法虽然可以有效净化返排液，但往往需要较高的能源和金融成本，限制了这些方法的应用。
此外，目前许多处理方法在技术成熟度和环境适应性方面还存在一定的问题。一些方法在实际应用中还需要进一步验证和完善。
在未来的研究中，应注意从节约能源、减少废物产生和提高资源利用效率等方面继续努力。此外，可以结合多种处理技术，开发出集成化的综合处理方法，以提高处理效率，降低成本。
结论
压裂返排液处理技术的研究进展为解决压裂返排液处理难题提供了许多有益的思路和方法。物理化学方法、生物处理方法和膜分离技术等都是研究重点，但仍面临经济性、技术成熟度和环境适应性等方面的挑战。
未来的研究应将重点放在节约能源、减少废物产生和提高资源利用效率等方面，结合多种处理技术，开发出集成化的综合处理方法，以实现对压裂返排液的高效净化。
参考文献：
1.徐燕,薛济民,张宇.压裂返排液处理技术研究进展[J].石油化工应用,2013,032(008):61-65.
2.张明,范新良,孙建华.压裂返排液的处理方法及其优化方案[J].防腐技术,2016,040