页岩气井水力压裂技术及环境问题探讨

■武志学郭萍

（1咸阳川庆鑫源工程技术有限公司陕西西安710021；2长庆油田分公司第三采气厂陕西西安710021）

页岩气井水力压裂技术及环境问题探讨

■武志学1郭萍2

（1咸阳川庆鑫源工程技术有限公司陕西西安710021；2长庆油田分公司第三采气厂陕西西安710021）

通过水力压裂的方法来对天然气进行开采的时候由于高压会造成混合有化学成分以及沙子的水渗透到低下的页岩层当中，由于高压的作用导致水会压裂岩石，页次同时，利用沙子或者其他支撑物来支撑裂口可以使页岩破坏，从而释放气体。现阶段，国内外使用的页岩气井水的压裂增产技术包括：同步压裂、清水压裂、水平压裂以及重复压裂等多种技术。页岩气井的水利压裂会带来相关的环境污染，包括甲烷以及其他化学反应造成的污染。本文主要针对压裂过程中所产生的环境问题进行探讨，争取找到相对应的应对措施来减少环境污染。

水利压裂技术探讨环境问题页岩气

前言：现代社会，由于油价的逐年提高，页岩气已经成为新兴的广泛应用的绿色能源，其受重视程度正在与日俱增，受到了世界各国的认可和追捧。对于页岩气的开发起源于美国，早在1821年，美国就开始使用页岩气。近年来由于环境保护越来越受到人们的重视，页岩气的开发带来的环境污染也开始得到了专家和业内学者的广泛重视，对于页岩气技术环保问题的研究，具有十分重要的应用价值。

1　页岩气井水力压裂增产技术

1.1清水压裂

现阶段，美国对于页岩气的开发采用的增产技术主要是用来清水压裂，也就是将混合了减阻剂的清水当作压裂液体。这种压裂液体除了含有水和减阻剂之外还含有表面活性剂以及粘土稳定剂。使用这种压裂液体的主要原因在于水的低粘度性质可以十分容易的产生复杂裂缝网络，不需要过多的清理，这种压裂技术相对比较情节，有利于压裂支撑剂的运输，可以取得良好的增产效果。

1.2重复压裂

所谓重复压裂，指的是采用不同方向的诱导而产生的裂缝来增加裂缝网络，借以达到增产的目的。一般在初次压裂无效或者支撑剂遭到破坏的时候，进行第二次压裂的时候需要重新构建储层线性流，可以提高最终的采收率，达到增产的目的。这种增产技术成本较低，二次压裂得到成功之后，产量可以接近或者赶超初次压裂的气产量。

1.3水平井压裂

所谓水平井压裂指的是不经过压裂就不能产生气体的时候，通过对油气田实施水平井压裂，使其产气速度提升的方法。进行水平井压裂有利于提高核心区域的气产量。

1.4同步压裂

同步压力指的是对配对井同时进行压裂，即在同一时间对两口或者多口井实施压裂。这样可以使支撑剂以及压裂液在高压的作用下缩短运移距离，快速的从一口井到达另外一口井，可以增加裂缝的网络密度以及裂缝的表面积。此项技术对于页岩气的开发方面有着十分重要的现实意义。

2　环境污染

由于水利压裂作为现阶段页岩气开发的一项重要的提升产量的技术，因此，得到了十分广泛的应用。在提高了产量的同时，也带来了许多环境污染问题。首先，水利压裂需要消耗大量的水，而且这些水由于混合了很多化学物质是不可再利用的，因此，是一种水源的巨大消耗。其次，由于水力压裂的时候混入水中的减阻剂以及表面活性剂都含有很多对环境和人类健康具有危害的化学物质，甚至有时候还会含有放射性物质，如果污染地下水源，将对人类生存带来极大的威胁。甲烷等一些有害气体，对于空气的污染也会导致人类生存环境的破坏。

3　补救措施

3.1控制压裂过程中产生的废水的排放

要想有效的减少压裂对于环境带来的污染，就必须在压裂之后，将压裂过程中使用的水源进行重新的回收，只有水可以被处理，捕获，并且运用到下一次压裂中，才能有效的减少对宝贵水资源的浪费以及减少添加的各种化学物质对于地下水造成污染的可能。

3.2减少压裂产生有害气体对于空气的污染

现阶段，很多发达国家已经颁布了新的法规来控制水利压裂过程中带来的有害气体对于空气造成的巨大污染。在运用压裂技术的同时需要安装相应的设备来减少那些对于空气有污染的有毒有害气体的排放量，例如苯和甲烷等。我们国家也可以效仿国际上的发达国家制定相应的法规来控制和减少油气开采造成的空气污染。只有立法跟得上，才能更加有效的防治开采过程中对空气带来的肆意污染。

3.3倡导清洁开发，制定黄金准则

在页岩气的开发过程中如果使用一些全新的技术，势必会带来一些更大的风险以及挑战。因此，在研究页岩气产量提升的方法的时候一定要倡导清洁开发，新技术的应用必须要符合减少污染这项黄金准则，借以确保地下水，以及大气受到应有的保护。只有页岩气的开发朝着清洁开发的方向努力，页岩气的开发和产量的提升才能是可持续性的，其未来的发展道路才会更加顺畅。因此，未来的研究和开发道路上，必须要提高监管能力，制定相对应的法规和准则，借以保障页岩气资源的未来发展。

4　总结

综合以上，现阶段，页岩气的水利压裂技术对环境以及生态带来了严重的破坏，其开采的各个环节中由于大量的化学物质会渗透到地下水，排放到空气中，因此，会对人来的生存环境带来极大的破坏，威胁人类的健康。因此，在未来的页岩气开发和增产技术的研究过程中，必须要注重对于污染水的回收和多次利用，严防有毒、有害气体排放到空气中。新技术的研发更要秉着清洁开发的原则，制定符合人类社会发展的可持续性页岩气开发规范。我国的页岩气开发和增产相对国外发达国家还有一定的距离，因此，我们必须要制定出一条适合我国国情的独特发展道路，将环境污染问题融合到页岩气开发和增产的管理体系中。借以加强页岩气的水力压裂过程中对于环境保护的重视程度，积极的制定相关的法律、法规。

［1］美国公司页岩气开发的环境影响及其对策，Hasan Mahmud-《中国地质大学 （北京）》 -2014.

［2］页岩气资源-环境-技术协调发展对策，郭小哲 -《石油科技论坛》 -2014.

［3］页岩气井水力压裂技术产生的环境问题分析，刘伟，李唯多，闫夕尧-《中国石油和化工标准与质量》 -2014.

［4］页岩气开采对地下水的污染及对策研究进展及启示，张炜，田黔宁，王海华 -《国土资源情报》 -2015.

［5］页岩气开发关键技术与环境问题研究现状，杨德敏，夏宏，袁建梅-《现代化工》-2014.

［6］页岩气开发水管理对策分析，朱景义，李冰，谢卫红-《石油规划设计》 -2014.

［7］中国页岩气开发的环评管理及建议，梁睿，童莉，向启贵-《天然气工业》 -2014 .

P66［文献码］ B

1000-405X（2016）-8-479-1