在頁(yè)巖氣的開(kāi)采過(guò)程中，使用水力壓裂技術(shù)將壓裂液高壓注入到井中，用以破裂地下巖層，釋放其中的頁(yè)巖氣，被注入到地層的水，會(huì)在頁(yè)巖氣產(chǎn)氣的不同階段返排，即壓裂返排液和產(chǎn)出水，統(tǒng)稱為采出水。目前，滑溜水體系的體積壓裂技術(shù)和長(zhǎng)井段水平井技術(shù)是頁(yè)巖氣開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)。在壓裂返排液返排階段具有出水量大、含鹽量較低、懸浮物量大的特點(diǎn)，但是持續(xù)周期較短，一 般為 １～２ 周，返 排水量為 １０％ ～３０％ 返排液量，之后進(jìn)入產(chǎn)出水返排階段，出水量逐漸降低，單井日產(chǎn)水量１．６～１６ ｍ３，含鹽量逐漸增高至與地層水基本一致，二價(jià)金屬離子的含量不斷升高，懸浮物大幅度降低，產(chǎn)出水的排放將伴隨著頁(yè)巖氣后續(xù)開(kāi)采的全程。由此可見(jiàn)，采出水的水質(zhì)波動(dòng)較大。因水力壓裂作業(yè)中使用的壓裂液含有大量高分子聚合物，在采出水中，除壓裂液組分外還夾帶泥沙等污染物，并且以氯化鈉為主的鹽度逐步升高，部分區(qū)域地層中可能含有重金屬及放射性元素隨著產(chǎn)出水的返排夾帶回地面，將對(duì)土壤、地表水造成環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。因此，針對(duì)頁(yè)巖氣采出水的處理及回用，對(duì)頁(yè)巖氣的開(kāi)采成本有直接影響，如何將環(huán)境負(fù)影響降到最低也需重點(diǎn)關(guān)注。
頁(yè)巖氣采出水回注執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
目前，尚未有針對(duì)頁(yè)巖氣采出水、壓裂返排液或產(chǎn)出水的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，各頁(yè)巖氣開(kāi)采單位按照屬地環(huán)保部門要求，執(zhí)行不同的回注標(biāo)準(zhǔn)。部分頁(yè)巖氣開(kāi)采單位參照ＳＹ／Ｔ６５９６—２００４《氣田水回注方法》要求進(jìn)行回注，主要關(guān)注以下４ 項(xiàng)指標(biāo)，見(jiàn)表１。
頁(yè)巖氣開(kāi)采具有移動(dòng)作業(yè)的特點(diǎn)，不適合原地建污水大規(guī)模處理裝置。當(dāng)前，我國(guó)少數(shù)石油公司針對(duì)所開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣區(qū)塊返排液的水質(zhì)特性，通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，研發(fā)出了可移動(dòng)、模塊化、撬裝化返排液處理設(shè)備。返排液水量開(kāi)采全流程有變化，需要設(shè)置緩沖沉降池，這些撬裝化的設(shè)備從池子里抽水處理，可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)小批量連續(xù)、間歇作業(yè)，處理量穩(wěn)定。
湖北國(guó)朗裝備設(shè)計(jì)了一套返排液處理回用或外排系統(tǒng)，系統(tǒng)處理能力９０ ｍ３／ｈ，解決了鉆磨橋塞和返排期間返排液中含有大量壓裂砂等固體顆粒而分離處理難度大的問(wèn)題。返排液經(jīng)過(guò)精細(xì)化過(guò)濾后的出水可達(dá)到重復(fù)配制壓裂液的要求；污水處理模塊策劃中，計(jì)劃在多效蒸發(fā)、多級(jí)閃蒸、機(jī)械壓縮蒸發(fā)或超級(jí)反滲透等技術(shù)中進(jìn)行選擇，對(duì)精細(xì)過(guò)濾模塊出水進(jìn)行深度處理去除鹽分和ＣＯＤ，其出水達(dá)到外排的水質(zhì)要求。