页岩气开发压裂返排液环境监管及对策建议.docVIP

文库 / 文库 / 页岩气开发压裂返排液环境监管及对策建议 项目资助: 页岩气开发水力压裂的环境影响和环境监管前期研究项目作者简介: 史聆聆, 助理研究员, 硕士, 主要从事页岩气开采环境保护研究工作引用文献格式: 史聆聆　 等. 页岩气开发压裂返排液环境监管及对策建议 [J]. 环境与可持续发展, 2015, 40(4): 39-42.页岩气开发压裂返排液环境监管及对策建议史聆聆　 李小敏　 马建锋　 邹广迅(中国环境科学研究院, 北京　 100012)【摘要】 水力压裂技术是目前页岩气开发广泛采用的储层改造技术, 但该技术的应用产生大量的返排液, 返排液如何处置和监管引起了人们的广泛关注。 本文收集了国内外压裂液的成分、 返排液的水量和水质等资料, 从深井灌注、市政污水处理厂处理后外排、 现场处理后回用、 现场处理后外排四种处理方式上, 分析我国返排液环境监管存在的问题, 针对实际问题提出对策建议, 包括对化学品进行申报登记、 制订污水排放的行业标准、 对页岩气开发项目进行分段验收、 鼓励研发污水处理新技术等。【关键词】 页岩气; 返排液; 环境监管; 对策建议中图分类号: X21　 　 文献标识码: A　 　 文章编号: 1673-288X(2015)04-0039-04　 　 页岩气是一种以吸附、 溶解、 游离状态赋存于泥页岩中的清洁、 低碳、 非常规天然气资源, 它作为一种重要的战略资源, 其储量在美国、 中国、 波兰、 法国、 澳大利亚、 南非、 利比亚、 阿尔及利亚、 阿根廷和巴西等国家都十分丰富[1]。 近年来, 随着水平井技术和水力压裂技术的成熟, 美国页岩气开发得到快速发展, 影响了北美甚至世界的能源格局, 但同时也带来了旷日持久的环境争议。 我国近年加大了页岩气的勘探开发力度, 在四川、 重庆已有部分页岩气井投入商业开发, 同样也面临诸多环境问题。 其中, 压裂后返排液量大、 成分复杂、 处理困难, 已成为页岩气行业规模化发展的瓶颈之一。 为此, 本文通过返排液的水质分析和国内外页岩气开发返排液监管政策标准对比, 提出符合我国实际情况的监管建议, 为我国页岩气开发环境监管, 尤其是返排液的管理提供参考。1　 压裂返排液1． 1　 压裂液成分页岩气开采的核心技术是水力压裂法, 水力压裂法中的压裂液主要由水、 砂和化学添加剂组成。 其中化学添加剂按照功能不同, 可分为酸、 破胶剂、 灭菌剂、 粘土稳定剂、 防腐剂、 交联剂、 减阻剂、 胶凝剂、 铁质控制剂、 防垢剂、 表面活性剂、 pH 值调节剂等。 2005-2009 年, 美国 14 家压裂液供应商提供的 2500 种压裂液中, 包括约 750 种化学物质[2]; 美国纽约州 2009 年编制的环境影响报告统计了 197 种压裂液, 涉及 260 种化学物质, 这些化学物质的毒性存在较大争议。 William等人[3]根据不同类型和功能, 统计了美国页岩气开发常用的 81 种化学添加剂的理化性质及毒性数据, 81 种化学物质中 55 种属于有机物, 其中只有 27 种有机物可生物降解; 根据 《全球化学品统一分类和标签制度》(GHS)急性毒性分级标准, 3 种化学品的口服毒性超过二级(炔丙醇、 硫脲、 氯化四甲基铵), 7 种超过三级(氢氧化钠、 氢氧化钾、 二癸基二甲基氯化铵、 四羟甲基硫酸磷、 2, 2-二溴-3-次氮基丙酰胺、 1-溴-3-氯-5, 5-二甲基海因、 氢硫基醋酸); 乙二醇单丁醚大白鼠吸入毒性二级, 戊二醛、 2, 2-二溴-3-次氮基丙酰胺大白鼠吸入毒性一级; 乙醇、 萘、 二乙醇胺、 乙醛、硫脲为确认的或怀疑的致癌物。目前, 国内所使用的压裂液一方面采用国外已有的压裂液配方, 另一方面是自主研发, 总体上呈国外技术本土化的趋势。 国内的环境管理中尚无压裂液成分披露的要求, 供应商均以商业机密为由, 对压裂液成分必威体育官网网址。1． 2　 返排液水量返排阶段由于压力下降, 井下液体流向反方向排至地面, 包括返排液和采出水, 其中采出水是地层中存在的水经水力压裂到达地表, 为压裂过程的 “生成水”。返排液和产出水主要从阶段和时间上来加以区分, 有人将返排液和产出水统称为返排液, 也有将返排液定义为返排 10 天内或 30 天内收集到的液体, 或者是产气之前收集的液体。 本文为了便于讨论, 将返排液和后期的采出水统称为返排液。据 美 国 环 保 局 统 计[4], 页 岩 气 开 采 单 井 需要 8700 ~14000m3水, 美国四个井区数据表明, 高产单井需耗水 19000 ~ 49000m3。 根据地层地质情况和操作流程的不同, 这些水有 20% ~ 80% 可在返排过程中返2015 年第 4 期　 　 　 　环境