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页岩油气开发中绿色环保的水力压裂技术已成大势所趋
《中国石油报》记者 崔茉 / 时间:2019-05-17 11:53:55

  据中国石油新闻中心2019年5月17日讯 近10年来,水力压裂技术的创新和使用,使以往被认为难动用的页岩油气资源得到高效开发。水是压裂过程中的关键成分。美国杜克大学的一项研究通过评估6个盆地页岩气和页岩油的平均用水量,发现每口页岩气井的用水量大约为39万至627万加仑,而每口页岩油井的用水量则大约为7万至200万加仑。
  由于压裂作业会产生废水,且很多油气生产地本身就干旱缺乏水源,购买和运输水也是一笔不小的开销。因此,对水资源的管理越来越受到油气生产商的高度重视,以及政府部门的严格监管。
  在美国,水的费用已占页岩油井开发成本的15%左右。摩根士丹利的一项报告表明:“在二叠纪盆地,预计未来5年水资源总支出将增加一倍,达到22亿美元。”因此,以通用电气贝克休斯和哈里伯顿为代表的油田服务公司正努力通过技术手段减少水资源在压裂作业中的使用。
  GasFrac公司推出一种不使用水的全新水力压裂方法,即用由丙烷制成的凝胶。这是一种用已经天然存在于地下的碳氢化合物,以及氧化镁和硫酸铁等水处理厂使用的化学品组合来代替水的方法。由于这种凝胶比水能更好地凝结砂子,所以只需传统用水量的1/8就可得到相同的压裂效果。在过去几年中,GasFrac在加拿大和美国700口井中进行了2500余次无水压裂作业。
  一些公司则在研究如何使用回收后的压裂液或非饮用盐水代替水在压裂作业中的使用。哈里伯顿公司研发的UniStim技术已经上市,它可以在任何水质中产生高黏度液体。在加拿大东北部,有生产商通过开采深层地下咸水,用于补充压裂作业的水源供应。
  压裂作业产生的废水量通常超过采油量。通过井口返回地表的液体不仅仅是化学处理过的水,还包括来自岩层的水,其中可能含有盐或金属元素等。哈里伯顿开发了CleanWave处理系统,使用带正电荷的离子和气泡从废水中去除化学元素。通用电气及其合作伙伴Memsys还测试了一种新的废水现场处理系统,通过使用一种称为膜蒸馏(membrane distillation)的脱盐工艺,可以在不稀释淡水的情况下让废水得到重复利用。


页岩油气开发中绿色环保的水力压裂技术已成大势所趋

Memsys利用膜蒸馏工艺回收废水处理系统实验装置


  尽管目前废水处理工艺成本仍较为高昂,但油田技术服务公司有信心进一步降低处理成本。更加经济绿色环保的水力压裂技术已成为页岩油气开发的大势所趋。