油田压裂废液深度氧化处理研究

付中新

摘要：压裂技术是我国乃至世界目前阶段油气资源开发、开采工作中广泛应用的重要技术，在油田增产、高效操作等方面具有明显优势，同时还是改造油气层的一个重要方法。我国的油田压裂技术在实际应用中已经取得了很好的效果，但是压裂返排到地面的废液造成的污染问题却成为了油气开采的负面问题，严重影响生态环境。切实做好油田压裂废液的无害化处理工作，是亟待解决的重要问题。本文通过对油田压裂废液的组成、普通处理方法及深度氧化处理技术等进行简要论述分析，以供参考。

关键词：油田;压裂液;深度氧化处理;研究

我国的很多油田都是低渗透油田，油气资源的开发和开采难度比较大，而且，随着社会的需要，非常规油气资源的开发和开采量也在逐渐被要求，这就给油气资源开采增加了难度，压裂目的层的层数和裂缝范围在逐渐的增多、增大，压裂废液量也随着开采需要逐渐增多，给环境造成的污染越来越严重。实际的开采过程中由于开采企业的技术水平不足等原因导致其对返排的压裂废液的处理技术并不能完全解决其污染问题，从而引发环境污染。本文对压裂废液的成分组成、性质、普通处理方法等进行论述，总结相关的深度氧化处理技术，以期为减少油田开采带来的环境污染危害贡献一定的力量。

1 压裂废液组成及性质分析

压裂废液是压裂技术中压裂液返排到地面形成的液体总称，压裂液用于油气开发、开采中形成永久人工裂缝和扩大油气通道，实现油气增产、增注，其分为前置液、携砂液和顶替液三种，用于整个压裂施工的不同阶段，三种液体均具有黏度高、滤失少、稳定性强等特点[1]，而其返排后形成的压裂废液在原有的组成基础上又掺进了油气的组成，可以说组成十分复杂，再加之其混合钻井液后胶性增大，对其进行无害化处理的难度也十分大。而压裂废液中含有石油、COD、重金属Cr6+等严重污染环境的组成物质[2]，如果不经过深度处理后将给自然环境和人们生活带来严重的污染影响。

2 压裂废液普通处理技术

2.1 物理方法

对于油田压裂废液的处理中，常用的物理方法有凝固法（也称絮凝法）、悬浮法及过滤法三种[2]。凝固法是通过快速凝固液体中悬浮杂质，但凝固后产生的沉淀处理也是一个难题;悬浮法是通过加入特殊化学物质使杂质悬浮并采取措施去除的方法，过程极为复杂，且加入的化学物质容易造成二度污染;过滤法是采用膜结构进行过滤去除杂质，应用效果比较好[4]。

2.2 化学方法

对于油田压裂废液的处理中，常用的化学方法主要是氧化法、电解法和微生物处理法[2]。氧化法和电解法分别是对废液中改的污染物质进行氧化沉淀或电解成非污染离子来实现降低污染的;而微生物处理法则是通过在废液中加入微生物，利用微生物的繁衍來降低或去除液体中有害物质，但是微生物处理法难度大、成本高，适用性差。

3 压裂废液深度氧化处理技术

普通的物理及化学方法对于压裂液污染的处理效果是有一定的局限性的，要么处理不到位，要么技术复杂、不具备处理实用性。而深度氧化处理是源于当下污水处理技术的一种较为复杂且处理效果显著的先进化学技术，能够通过利用自由基-OH作用，将压裂废液中的有害物质无害化[1]。深度氧化处理可以分为以下几种：

3.1 化学氧化

化学氧化是通过使用特殊的强氧化剂如臭氧、过氧化氢溶液、高锰酸钾、次氯酸钠等与废液中有害物质发生化学氧化反应[4]，并快速有效的处理压裂废液中的有害物质的方法，应用范围较广泛。

3.2 光催化氧化技术

光催化氧化技术是通过激光干预催化氧化反应的一种新型的污水处理技术，能够快速、彻底有效的清除有害物质，这种技术控制的反应中一般选择二氧化钛、氧化锌等作为催化剂[3]，利于激光干预，可有效的应用在压力废液的深度处理中。

3.3 电催化氧化技术

电催化氧化技术通过电解作用直接作用于废液中的游离自由基，使其发生反应，以降解有害物质[1]，此方法操作简单、排污效率高，是市场前景良好的常见技术。

3.4 Fenton 氧化法[1]

Fenton 氧化法是以亚铁离子和三价铁离子作为催化剂，使过氧化氢分解产生-OH自由基，在废液中发生氧化还原反应，实现污水处理的方法。因双氧水具有极强的氧化能力[1]，所以此方法多用于有机废水及被有毒化学物质污染的废水中进行污染处理。

3.5 超临界水氧化

超临界水氧化技术是以现有的污水处理技术为处理基础，进行二度处理，最大限度的降解有害物质[1]、提高反应速率的一种处理方法，其操作标准高、处理效果好，处理后的水质能达到回收水质的标准。

3.6 超声波氧化

超声波氧化技术可以说是物理技术与化学技术结合的深度氧化技术，其通过超声波控制和干预，激发相关的物理和化学反应，并能够控制反应区域、环节、速率[2]，可以说是一个智能化的深度氧化技术。该技术成本低、操作简单、效果好、综合性强，是可以广泛推广使用的高标准深度处理技术。

结束语：

油田压裂技术的广泛应用是我国油气资源开发、开采的一项重要工作，也是短时间内提高油气资源开发、开采量的不可替代的重要技术，对于该项技术产生的含有污染物质的压裂废液的深度处理工作就必须重视起来，并需要严格执行起来。相关研究单位要继续不断的科学研究，以研发出更适合、更有效地废液处理技术用于油田压裂废液的深度处理，而油气开采企业也要切实贯彻压裂废液的深度处理工作，在秉持保护生态环境的基础上，推动国家石油行业可持续发展。

参考文献：

[1] 陈明燕，吴冕，刘宇程.酸化和压裂废液处理技术研究进展[J].环境科学与技术，2010，SI：166-170.

[2] 何红梅，赵立志，范晓宇.生物法处理压裂返排液的实验研究[J].天然气工业，2004，07：71-73+138.

[3] 侯保才，刘振华，杜俊跃，等.压裂返排液处理技术现状及展望[J].油气田环境保护，2015，25（1）：41-43.

[4] 王俐，王永光.油田压裂废水处理技术现状综述[J].科协论坛：下半月，2013（10）：30-31.