
提到油气资源配资是做什么的,人们通常想到的是从常规油田、气田中开采出的石油和天然气。但随着能源需求的增长和技术的进步,非常规油气逐渐走进大众视野,成为全球能源供应的重要补充。
非常规油气是指由于地质条件特殊,无法用传统常规方法开采,需要通过特殊技术才能经济开采的油气资源。与常规油气相比,它们藏身的“家园”更复杂。常见的非常规油气主要有页岩气、页岩油、煤层气、致密油、致密气和油砂等。页岩气和页岩油储存在页岩层中,就像被细密的岩石“锁住”,需要通过水力压裂等技术打破岩石壁垒才能开采;煤层气是储存在煤层中的天然气,过去常被视为煤矿开采的“安全隐患”,如今却成为清洁的能源;油砂则是一种含有沥青的砂矿,需要经过提炼才能得到可用的石油。
先搞懂:非常规油气开采废水有多难搞
非常规油气开采废水的复杂性,主要体现在三个方面:
污染物复杂:压裂返排液中既有胍胶、表面活性剂等人工添加的化学剂(导致COD值可达数千mg/L),又有从地层带出的总溶解固体(TDS常超10万mg/L,是海水的3倍以上),还可能含有钡、锶等重金属和乳化油,成分十分复杂。
水质波动大:同一口井在开采初期,返排液中化学剂含量高、盐度较低;到开采中后期,地层水混入增多,盐度会飙升,处理工艺需灵活调整。
展开剩余78%处理要求高:油气产区多在我国西北部干旱带、中东阿拉伯半岛等缺水地带,大量废水既不能随意排放,又需尽量回用减少新鲜水资源的消耗,这对处理技术的“高效性”和“经济性”提出双重考验。
预处理:为废水后续深度处理扫清障碍
处理废水的第一步,是先去除易造成设备堵塞、影响后续工艺的顽固污染物,这就是预处理的核心任务,主要有三大步骤:
除油:让“油水分离”更彻底
废水里的乳化油会附着在膜组件或蒸发设备表面,降低处理效率,行业常用“气浮法”解决:向废水中通入微小气泡,油滴会附着在气泡上浮到水面,再通过刮油装置收集。
降浊:把“杂质”沉淀过滤掉
废水中的悬浮物(如压裂砂残留、地层泥沙)会磨损设备,需通过“混凝沉淀+过滤”处理:先投加聚合氯化铝(PAC)等混凝剂,让细小杂质抱团形成大絮体沉淀;再经过砂滤或多介质过滤,将悬浮物浓度降至10mg/L以下,为后续深度处理铺路。
除硬:有效解决“结垢因子”
废水中富含大量结垢因子(如Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄²⁻)会导致膜组件或蒸发设备结垢,行业通常用“化学沉淀+混凝”解决:投加碱性药剂(如NaOH、石灰),调节pH至10-11,使Ca²⁺与OH⁻、CO₃²⁻(可额外投加Na₂CO₃)反应生成碳酸钙沉淀(CaCO₃↓),同时使Mg²⁺与OH⁻反应生成氢氧化镁沉淀(Mg(OH)₂↓);再投加混凝剂(如PAC)和助凝剂(如PAM),从而使细小的CaCO₃、Mg(OH)₂沉淀颗粒聚集形成大絮体,有效降低硬度。
深度处理:针对顽固污染物的精准打击
预处理后的废水,仍含有高盐、高COD等“顽固分子”,需通过深度处理实现废水达标或回用。当废水TDS超5万mg/L时,常规处理技术难以奏效,目前主流有两种方案:
膜分离技术:反渗透(RO)膜能像“筛子”一样截留盐离子,脱盐率高。但高盐废水易导致膜结垢,需先通过预处理降低硬度和有机物含量。
蒸发结晶技术:对于TDS超10万mg/L的超高盐废水,机械蒸汽再压缩(MVR)技术是“利器”。它通过循环利用蒸汽热能,将废水浓缩至饱和状态,盐分会结晶析出(纯度可达95%以上,可作为工业盐回收),冷凝水则能达标排放或回用。
回用:让废水循环起来,破解缺水困境
在水资源匮乏的油气产区,废水回用是 “变废为宝” 的关键。处理后的废水主要有两大用途:
最大程度回注:这是最经济的回用方式,处理后的废水需满足回注预处理出水指标,既能避免废水外排污染,又能实现“以废促产”。
可作灌溉用水:若废水含盐量稍高,可采用蒸发结晶技术进行脱盐,处理后的废水可作为城市杂用水或灌溉水,灌溉标准可参考我国《农田灌溉水水质标准》(GB 5084-2021) ,构建“油气生产-水处理-生态农业”三位一体的体系。
例如,在我国四川德阳页岩气采出水处理项目中,采用“迈源油气田废水蒸发短流程资源化/零排放处置技术”后,平均达标产水率≥92%,产水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002) 一级A标准,COD控制在50mg/L以下,氨氮控制在10mg/L以内,可直接外售,真正做到了水资源的循环利用,大幅缓解了采气用水取水困难的局面。同时,结晶盐达到工业盐标准,可作为产品售卖,实现了资源的最大化利用。
该技术的核心处理设备是抗结垢板式MVR蒸发器,能有效解决因水质特性带来的设备严重结垢或处理效率下降问题。迈源相关技术方案已成为行业内油气田废水处理的典型参考案例。
未来趋势:更智能、更环保的处理技术
如今,非常规油气开采废水处理技术正朝着“智能化”和“绿色化”发展。通过AI大模型分析,优化工艺参数,减少人工干预;同时,环保型压裂液(如可生物降解压裂液)的研发,能从源头减少污染物产生,降低废水处理难度。
从“废水难题”到“资源循环”配资是做什么的,非常规油气开采废水处理技术的进步,不仅守护了缺水地区的生态环境,更为能源行业绿色发展提供了关键支撑。未来,随着技术的持续突破,“开采不污染、废水全回用”的目标将离我们越来越近。
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