裴蓓
中石化中原工程公司井下作业公司 河南濮阳 457001
摘要：目前，我国油气田压裂生产技术的发展广泛采用水力压裂生产技术。在水力压裂生产过程中，如果没有水力压裂液注入油田地层返排，就会出现大量的漏失，或者地层返排后的压裂液处理不当，直接给未来油田地下水、地表水等重要水环境资源带来严重的水污染和环境破坏。回气管排液和压裂液的处理方法有很多种，每种处理方法都应有各自的处理特点和技术局限性。重视废气回水净化排放液后回收利用的相关研究工作，具有深远的现实意义。
关键词:压裂液；水资源；环境保护
引言：由于我国沿海地区广阔，沿海的油气资源勘探储量非常丰富。众所周知，经济基础设施和社会发展离不开石油为主的能源。随着我国经济社会建设的快速发展，我国在大型油气田勘探开发过程中过于注重提高开采后的效率，完全忽视了油气田勘探开发过程中地下水生态环境的日常维护。因此，压裂液污水是严重破坏我国油气田地下水资源和环境的主要大气污染物，油气田污水开采和处理作业技术队伍必须不断提高使用压裂液优化污水处理的技术重视程度。
一、油气田开采中压裂液对水环境造成的污染问题分析
1.1造成石油和天然气能源储层污染
大量不符合规范的压裂液可能对使用油气清洁能源的储层储油系统造成严重污染。如果该物质完全渗入中国油气田的储层，在物理性质和化学性质的相互作用下，会与油田储层的其他原始物质发生化学反应，如溶解在流体或粘土中的物质。最后，通过降低我国油气田储层对流空泡动力指数，我国油气利用能源的对流动力性能显著降低，严重制约了我国油气利用能源的大规模采收率。同时，压裂液凝胶处理不当可能导致我国油气田储层油渣废气含量大幅增加。严重时会堵塞储层油田整个油气输送缺口的缺口，最终可能导致油田储层及气田裂缝输送缺口深度减小，制约储层油气分流输送效率和原油纯度。
1.2造成油气田地下水环境污染
压裂液的主要成分是活性增稠剂、交联剂和高温稳定催化剂。可以看出，建筑材料可能含有各种化学物质，处理不当容易造成地下油气田和地下水源的严重污染。据了解，在美国，一些重要的油气田和能源工业发达地区，地下水资源和环境的空气污染强度相对较高，主要原因是这种压裂液在废气反排过程中处理不当。
二、压裂液对水环境的影响
2.1如果储层压裂液与粘土储层仍然不相容，一旦储层压裂液完全进入粘土地层，进入储层粘土的化学流体与储层粘土中的矿物之间很可能发生化学物理或其他化学反应。一方面，钻探粘土中的矿物颗粒可能直接产生过膨胀效应，这会降低颗粒的孔隙性能；另一方面，孔隙钻孔表面的粘土颗粒脱落。随着各孔隙，颗粒储层中部流体的快速运移，颗粒在液体流动过程中的表现会堵塞一些孔隙钻孔，使孔隙钻孔的通道变小，孔隙度和渗透率变差。在颗粒流动过程中，一些孔隙会被堵塞，使孔隙的喉道变小，孔隙度和渗透率变差。
2.2在凝胶过滤的作用下，压裂液会直接在凝胶裂缝内表面形成致密的凝胶滤饼。凝胶滤液一旦直接进入凝胶裂缝，就会直接形成浓缩的压裂液，增加了破胶层的难度，大大降低了裂缝突破导流层的能力。
2.3地下水的污染
压裂液主要由有机增稠剂、交联剂、高温稳定催化剂等主要辅助成分组成，含有多种对室内环境有害的有机化学物质。
在我们的实际操作和使用中，由于压缩导管的压裂质量问题和导管压裂过程中不可避免地存在的各种自然和人为因素，压裂液通常会沿着压裂导管内部的裂缝缝隙直接向下流到储水层，并在一定的温度条件下通过渗流逐渐进入整个地下水处理系统，对整个地下水系统的资源和环境造成严重的环境污染。对几份环境调查资料报告的分析表明，美国，许多地区采用新的水力资源压裂缝开采技术开采淡水生产资源区块，对实测地下水生产资源数据的分析表明，当地大量地下水生产资源多次受到不同程度的环境污染。
三、油气田返排压裂液对水环境造成的污染控制对策探究
3.1固化方法
在混合普通活性石灰、硅酸盐活性水泥等各种固化剂原料的基础上，配制普通活性水泥、活性石灰、助凝剂、水泥吸水剂，按一定的配比混合成各种固化剂。现场处理的实践经验表明，所制备的废气固化剂产品能在很大程度上有效降低废气压裂液中重金属和化学需氧量的化学含量，处理后的废气和压裂液质量能直接达到无化学污染、对室内环境无化学危害的理想质量要求。
3.2混凝法
这种控制方法的主要技术作用点在于，它可以大大降低货物回排水中含有的cod、悬浮物、重金属等有机污染物的百分比含量，达到有效控制和去除货物回排水中各种固体中的悬浮物和各种有机可溶性化学物质的主要目的。但在碱性、中性、酸性的工作条件下，热处理的效果会表现出一定的温度变化，容易受外界环境变化的影响。
3.3催化氧化法
这种技术方法已经成为化学水工程环境治理领域污染控制的主要技术方法，需要提出的化学水环境治理和维护的技术效果非常显著。事实上，压裂液的原料中仍然隐藏着许多羟基自由基，这种有机化学物质在其氧化化学功能上也具有很强的氧化优势。利用这种化学处理方法，有机压裂液可以充分氧化成催化剂，充分发挥其对羟基自由基的氧化作用。最后，回流的排液中可能含有的大量有害物质如碳酸碳被合理分解并迅速氧化，最终以少量二氧化碳和浓氨水的混合物形式排放到人体内。这种新的水污染控制技术的主要技术优势是使用的材料简单，污染控制过程的效率迅速提高。
3.4生物方法
生物技术在全球大气环境和其他水域的环境健康保护中可以发挥的重要作用显然是不可估量的。在现代生物科学领域，微生物分解技术是目前一种极其重要的科技实现形式，主要是指利用各种微生物的功能来分解和污染代谢系统，将有害的分解和污染的代谢物质分解转化为普通的不能具有分解和污染代谢功能的有害物质。运行管理人员可以利用天然微生物对污水回排中自然存在的白囊颗粒物质气体进行杀菌分解，从而有效净化地下水环境。同时，在现代微生物科学技术的积极作用下，反冲洗液中已经存在的有机化学物质可以迅速再次浓缩。最后，水以垂直悬浮或水平下沉固体的形式沉淀，从而在水环境改造过程中有效地将各种污染化学品与其他水资源分离。
结束语
综上所述，在我国油气可再生能源的研究、开发、利用过程中，液压油气压裂已显示出显著的经济效益，但仍存在许多不利因素。压裂液是从化学的角度来分析的，其整体材料结构往往含有很多具有很强毒性的化学添加剂。因此，油气田综合开发是国家重点技术部门，有必要积极加强油气压裂液环保技术方案的科学研究和技术创新。只有这样，才能真正确保中国油气混合能源开发商在工程技术领域实现高度可持续发展。
参考文献：
[1]刘聪.油气田酸化压裂工艺的应用研究[J].化工管理,2020(32):185-186.
[2]朱容婷,段玉秀,杨洪.油气田酸化和压裂返排液处理技术研究[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(12):234-235.
[3]李云艳.油气田开发中酸化压裂技术的应用[J].化学工程与装备,2019(06):130-131.