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摘 要：油气井压裂能够提升油田产量，是目前各大油田提高产量的重要方式之一，但是油气井在压裂过程中会产生大量油田废压裂液，该种废压裂液会对周边水体产生极大的污染，破坏当地生态平衡。本文就从油田废压裂液的处理现状与危害进行切入，试探性的提出一些处理措施，以供广大同行参考与借鉴。
关键词：油田 废压裂液 危害 处理技术
油气井压裂能够改善油气层的渗透能力，消除油气层的堵塞情况。压裂技术不仅在老油井增产中有着极为广泛的应用，还在新油井试油、单井增产中扮演着不可或缺的角色。但是在油气井压裂的过程中，会产生大量的废压裂液，对油田附近水体会产生极大的污染，影响了周边地区生态平衡。但这部分废压裂液的生成无法避免，我们需要寻找切实有效的处理方法消除油田废压裂液带来的不利影响。
一、油气井压裂作业的工作原理
油气井压裂作业的第一步是利用压力泵向有层中注入大量的压裂液，为了保证压裂液注入量与注入压力，一般选择大排量与高压力的压力泵，保证压裂液注入压力超过油层吸收能力，利用液体传压的原理使油气井底部压力升高，当油气井底部压力超过油层岩体抗张强度与地应力强度时，油气井底部就会出现一些裂隙，待裂隙产生后就可以注入携砂液与支撑剂，不断扩大裂隙并以支撑剂填充，最终达到油气井增产的目标。
但是在油气井压裂作业时，向油气井底部裂缝填充的支撑剂在压裂完成后会返排至地面，成为废压裂液。这部分废压裂液如果未经处理便随意排放，会对油田周边水质产生极大的危害。
二、油田废压裂液的危害
为了满足油气田压裂作业的需求，压裂液需要具备有效的悬浮与输送支撑剂的能力，尽可能的降低摩擦阻力，减少过滤损失，便于废液返排至地表，同时压裂液还需要具备一定的热稳定性、抗剪性能以及与地下液体、岩体的配伍性，因此需要向压裂液中填充大量的添加剂，包括杀菌剂、粘土稳定剂、稳定剂、聚合物、缓冲剂、水合缓冲剂、苛性碱、表面活性剂、延迟添加剂、抑铁剂、高温稳定剂、交联剂、活性剂、破解酸、破解剂等。在油气井压裂作业完成后返排至地表的废压裂液中，含有部分甲醛、胍胶、石油以及大量的添加剂废料，如果未经任何处理直接排放，会对油气田周边水体水质、生态环境平衡产生极大的负面影响，而且通过食物链该部分化学毒性物质最终会进入人体。
油田废压裂液中，CODcr值非常高，而且其稳定性与粘度也非常高，其中还存在有大量添加剂的废料，更是加大了处理的难度。
三、油田废压裂液的处理技术方法
1.油田废压裂液的处理技术方法简析
油田废压裂液的危害早已引起了相关研究人员的密切关注，随着科技的发展，研究人员相继提出了不少较为合理的处理方法。目前应用相对较多的方案主要有：固化法处理、焚烧处理、固液分离处理、化学法处理及其他处理方法。
其中，固化法处理技术在处理油田废压裂液方面效果极佳，不过较为复杂，成本投入也较高，无法在短期内实现普及应用，需要经过不断完善与优化后再考虑推广。
焚烧处理是将油田废压裂液集中于高温焚烧炉中焚烧，该种处理方法能够将油田废压裂液完全分解为二氧化碳、水与一些酸性物质，但是焚烧过程中会产生一些污染性气体，也会产生大气污染。
其他处理方案还包括固液分离法、化学法、混凝法、微电解法、Fenton法等，均有一定优势，但单独使用往往无法完全消除废压裂液的危害，需要采取一定的联合措施。
为了深入探究联合处理的优势，现以中部某油田公司所采用的中和法、混凝法、NaClO氧化法、微电解法联合处理为例，进行阐述。
2.一种经过改进的油田废压裂液技术
实验验证：采集部分该地区废压裂液进行实验，验证上述联合技术的有效性，结果如下。
2.1中和法。本處理技术先以氢氧化钙对废压裂液进行中和，主要基于三方面思考：氢氧化钙能够调节压裂液pH值、生成金属氢氧化物，能够捕获并去除胶粒、凝聚作用能够进一步降低CODcr值和浊度。在详细的实验确定后，该地区废压裂液以8g/L氢氧化钙进行中和，效果最好。
2.2混凝法。该公司以PAC配合PAM对废压裂液进行混凝处理，为了验证其效果，我们分别以硫酸铝和氯化铁作为混凝剂，进行对比，结果发现，PAC配合PAM的CODcr去除率高达17%左右，而硫酸铝和氯化铁均不足15%。同时，对实验用废压裂液同时进行中和与混凝，处理效果显示生成的絮状物大，且沉降快，处理后液体无色，NTU仅为38，可见经过中和的废压裂液，其自身物化性质更适宜于PAC配合PAM的混凝处理。另外，研究同时显示，PAC浓度在0.6g/L，PAM在0.003g/L时，混凝效果最好。
2.3次氯酸钠氧化。氧化的主要目的，在于将水中的物质“化大为小”，次氯酸钠性价比高，pH适应性广，效果相对较高，因此值得选用。通过我们的实验验证，最终显示，在环境pH为3.0，投入量为0.8g/L时，其氧化效果最好，符合该公司的实际环境。经过本步骤后，液体NTU为18.9，CODcr降至1625.0。
2.4微电解。本技术中，微电解主要利用铁屑一活性炭进行，结果显示对CODcr的处理效果非常好，去除率高达60.8%。
从上面的简要讨论可知，行该联合处理工艺，效果良好，如果条件允许，可以广泛推广。
四、废压裂液处理技术主要的问题与建议
废压裂液主要的处理方式有：①进行预处理之后回注；②处理之后直接将其外排。这两种处理方式各有各的优点。通过对国内外井下污水处理的实际状况，仍然还处于一级处理阶段，废压裂液处理技术还存在一些问题，例如：工艺复杂、处理费用高、处理设施繁杂、工艺不成熟、现场难以实施以及技术可实现型要求比较高等，导致废压裂液处理技术无法有效的应用。排除技术方面的考虑，还存在以下几个方面的问题：
1.对压裂废液进行预处理之后，将压裂废液作为注水水源进行回注处理，这一过程中的混掺比例如果出现波动状况，会对回注水处理系统的稳定性造成影响。
2.就目前来看，将达标排放作为主要目的的处理方法，过于重视COD的去除效果，忽略了水源中高浓度C1的去除。
3.目前试油、压裂作业过程中所产生的废液，缺乏相对成熟、合理的处理设施与工艺，特别是边远井中废水的去向问题以及处理问题。
针对废压裂液处理技术中存在的一系列问题，提出以下几点建议：加大绿色酸化压裂液开发与研制的力度；针对含有有机物体系污水的处理，研制并开发相应的氧化剂与混凝剂；研发以高级氧化技术为核心部分的新型处理工艺；对撬装式压裂废液处理装置进行研发，降低污水处理过程中资金成本的使用。
五、结束语
目前，用于油田废压裂液处理的方法较多，但是其处理效果往往不尽如人意，相关人员需要加大科研力度，以环境保护与维持生态平衡为出发点，不断优化油田废压裂液的处理技术，提升油田废压裂液的处理质量，营造生态和谐型油田事业。本文就从油田废压裂液的工作原理以及主要危害切入，提出上述六种处理技术，以供广大同行参考与借鉴。
参考文献
[1]马云，何顺安，侯亚龙.油田废压裂液的危害及其处理技术研究进展[J].石油化工应用，2009（08）. [2]万瑞瑞.中和混凝、氧化法在油田压裂废水处理中的应用研究[D].西安建筑科技大学，2012.
[3]马超，徐良伟，陈永红，白波. Fenton试剂在返排压裂液处理中的应用[J].油气田环境保护，2013（03）.
[4]刘音，常青，曹阳，郝亚超.油田压裂反排液处理的研究进展[J].石油化工应用，2013（09）.
[5]李兰，杨旭，杨德敏.油气田压裂返排液治理技术研究现状[J].环境工程，2011（04）.
关键词：油田 废压裂液 危害 处理技术
油气井压裂能够改善油气层的渗透能力，消除油气层的堵塞情况。压裂技术不仅在老油井增产中有着极为广泛的应用，还在新油井试油、单井增产中扮演着不可或缺的角色。但是在油气井压裂的过程中，会产生大量的废压裂液，对油田附近水体会产生极大的污染，影响了周边地区生态平衡。但这部分废压裂液的生成无法避免，我们需要寻找切实有效的处理方法消除油田废压裂液带来的不利影响。
一、油气井压裂作业的工作原理
油气井压裂作业的第一步是利用压力泵向有层中注入大量的压裂液，为了保证压裂液注入量与注入压力，一般选择大排量与高压力的压力泵，保证压裂液注入压力超过油层吸收能力，利用液体传压的原理使油气井底部压力升高，当油气井底部压力超过油层岩体抗张强度与地应力强度时，油气井底部就会出现一些裂隙，待裂隙产生后就可以注入携砂液与支撑剂，不断扩大裂隙并以支撑剂填充，最终达到油气井增产的目标。
但是在油气井压裂作业时，向油气井底部裂缝填充的支撑剂在压裂完成后会返排至地面，成为废压裂液。这部分废压裂液如果未经处理便随意排放，会对油田周边水质产生极大的危害。
二、油田废压裂液的危害
为了满足油气田压裂作业的需求，压裂液需要具备有效的悬浮与输送支撑剂的能力，尽可能的降低摩擦阻力，减少过滤损失，便于废液返排至地表，同时压裂液还需要具备一定的热稳定性、抗剪性能以及与地下液体、岩体的配伍性，因此需要向压裂液中填充大量的添加剂，包括杀菌剂、粘土稳定剂、稳定剂、聚合物、缓冲剂、水合缓冲剂、苛性碱、表面活性剂、延迟添加剂、抑铁剂、高温稳定剂、交联剂、活性剂、破解酸、破解剂等。在油气井压裂作业完成后返排至地表的废压裂液中，含有部分甲醛、胍胶、石油以及大量的添加剂废料，如果未经任何处理直接排放，会对油气田周边水体水质、生态环境平衡产生极大的负面影响，而且通过食物链该部分化学毒性物质最终会进入人体。
油田废压裂液中，CODcr值非常高，而且其稳定性与粘度也非常高，其中还存在有大量添加剂的废料，更是加大了处理的难度。
三、油田废压裂液的处理技术方法
1.油田废压裂液的处理技术方法简析
油田废压裂液的危害早已引起了相关研究人员的密切关注，随着科技的发展，研究人员相继提出了不少较为合理的处理方法。目前应用相对较多的方案主要有：固化法处理、焚烧处理、固液分离处理、化学法处理及其他处理方法。
其中，固化法处理技术在处理油田废压裂液方面效果极佳，不过较为复杂，成本投入也较高，无法在短期内实现普及应用，需要经过不断完善与优化后再考虑推广。
焚烧处理是将油田废压裂液集中于高温焚烧炉中焚烧，该种处理方法能够将油田废压裂液完全分解为二氧化碳、水与一些酸性物质，但是焚烧过程中会产生一些污染性气体，也会产生大气污染。
其他处理方案还包括固液分离法、化学法、混凝法、微电解法、Fenton法等，均有一定优势，但单独使用往往无法完全消除废压裂液的危害，需要采取一定的联合措施。
为了深入探究联合处理的优势，现以中部某油田公司所采用的中和法、混凝法、NaClO氧化法、微电解法联合处理为例，进行阐述。
2.一种经过改进的油田废压裂液技术
实验验证：采集部分该地区废压裂液进行实验，验证上述联合技术的有效性，结果如下。
2.1中和法。本處理技术先以氢氧化钙对废压裂液进行中和，主要基于三方面思考：氢氧化钙能够调节压裂液pH值、生成金属氢氧化物，能够捕获并去除胶粒、凝聚作用能够进一步降低CODcr值和浊度。在详细的实验确定后，该地区废压裂液以8g/L氢氧化钙进行中和，效果最好。
2.2混凝法。该公司以PAC配合PAM对废压裂液进行混凝处理，为了验证其效果，我们分别以硫酸铝和氯化铁作为混凝剂，进行对比，结果发现，PAC配合PAM的CODcr去除率高达17%左右，而硫酸铝和氯化铁均不足15%。同时，对实验用废压裂液同时进行中和与混凝，处理效果显示生成的絮状物大，且沉降快，处理后液体无色，NTU仅为38，可见经过中和的废压裂液，其自身物化性质更适宜于PAC配合PAM的混凝处理。另外，研究同时显示，PAC浓度在0.6g/L，PAM在0.003g/L时，混凝效果最好。
2.3次氯酸钠氧化。氧化的主要目的，在于将水中的物质“化大为小”，次氯酸钠性价比高，pH适应性广，效果相对较高，因此值得选用。通过我们的实验验证，最终显示，在环境pH为3.0，投入量为0.8g/L时，其氧化效果最好，符合该公司的实际环境。经过本步骤后，液体NTU为18.9，CODcr降至1625.0。
2.4微电解。本技术中，微电解主要利用铁屑一活性炭进行，结果显示对CODcr的处理效果非常好，去除率高达60.8%。
从上面的简要讨论可知，行该联合处理工艺，效果良好，如果条件允许，可以广泛推广。
四、废压裂液处理技术主要的问题与建议
废压裂液主要的处理方式有：①进行预处理之后回注；②处理之后直接将其外排。这两种处理方式各有各的优点。通过对国内外井下污水处理的实际状况，仍然还处于一级处理阶段，废压裂液处理技术还存在一些问题，例如：工艺复杂、处理费用高、处理设施繁杂、工艺不成熟、现场难以实施以及技术可实现型要求比较高等，导致废压裂液处理技术无法有效的应用。排除技术方面的考虑，还存在以下几个方面的问题：
1.对压裂废液进行预处理之后，将压裂废液作为注水水源进行回注处理，这一过程中的混掺比例如果出现波动状况，会对回注水处理系统的稳定性造成影响。
2.就目前来看，将达标排放作为主要目的的处理方法，过于重视COD的去除效果，忽略了水源中高浓度C1的去除。
3.目前试油、压裂作业过程中所产生的废液，缺乏相对成熟、合理的处理设施与工艺，特别是边远井中废水的去向问题以及处理问题。
针对废压裂液处理技术中存在的一系列问题，提出以下几点建议：加大绿色酸化压裂液开发与研制的力度；针对含有有机物体系污水的处理，研制并开发相应的氧化剂与混凝剂；研发以高级氧化技术为核心部分的新型处理工艺；对撬装式压裂废液处理装置进行研发，降低污水处理过程中资金成本的使用。
五、结束语
目前，用于油田废压裂液处理的方法较多，但是其处理效果往往不尽如人意，相关人员需要加大科研力度，以环境保护与维持生态平衡为出发点，不断优化油田废压裂液的处理技术，提升油田废压裂液的处理质量，营造生态和谐型油田事业。本文就从油田废压裂液的工作原理以及主要危害切入，提出上述六种处理技术，以供广大同行参考与借鉴。
参考文献
[1]马云，何顺安，侯亚龙.油田废压裂液的危害及其处理技术研究进展[J].石油化工应用，2009（08）. [2]万瑞瑞.中和混凝、氧化法在油田压裂废水处理中的应用研究[D].西安建筑科技大学，2012.
[3]马超，徐良伟，陈永红，白波. Fenton试剂在返排压裂液处理中的应用[J].油气田环境保护，2013（03）.
[4]刘音，常青，曹阳，郝亚超.油田压裂反排液处理的研究进展[J].石油化工应用，2013（09）.
[5]李兰，杨旭，杨德敏.油气田压裂返排液治理技术研究现状[J].环境工程，2011（04）.