美國頁巖開發(fā)作業(yè)者正在尋找水處理的解決方案。用水是當(dāng)前美國頁巖氣開發(fā)公司非常關(guān)注的，基礎(chǔ)設(shè)施和環(huán)衛(wèi)的相關(guān)的實際問題要求他們必須解決好水的問題。
對于頁巖鉆井中的用水問題，石油天然氣行業(yè)正在積極采取行動，因為當(dāng)前水處理的實踐問題將使頁巖氣開采變得不可持續(xù)。可以說，石油天然氣行業(yè)正處在關(guān)鍵的抉擇時刻，持續(xù)成功開發(fā)頁巖油和頁巖氣取決于開發(fā)公司通過加速采用新出現(xiàn)的水處理技術(shù)，從而修正他們的水處理方案。系統(tǒng)性改變?nèi)粘２僮鞒绦驅(qū)⒁笤跍p輕后勤和環(huán)境壓力的同時，提供可持續(xù)的水源選擇，從而確保長期開發(fā)頁巖氣資源。
水源獲取問題
做好一個可行的頁巖氣開發(fā)項目的成本和后勤，尤其在偏遠地區(qū)，是非常重要的。開發(fā)一個65萬平方公里(25平方英里)的頁巖氣項目必須獲得數(shù)十億加侖的水。可選擇的水包括地表水、地下水和市政水(包括新鮮水和廢水)以及返排水和采出水的使用。水平井可在鉆井階段需要2MMgal的水，且在完井階段需要大于10MMgal的水。這些水必須運輸?shù)骄冢渥钣锌赡苌婕胺⻊?wù)和后勤一系列工作的大力支持。
有少數(shù)人對壓裂作業(yè)帶給飲用水供應(yīng)及其安全的影響提出了質(zhì)疑。頁巖氣開發(fā)作業(yè)者可以提供大量有關(guān)對壓裂有利的證據(jù)，通常在已定的區(qū)域，只用不到1%的水。但是，在特定的地理區(qū)域內(nèi)，壓裂可能需要相對較多的水，操作可見性使得壓裂過程用水不同。例如，在美國的二疊紀盆地，持續(xù)的干旱條件導(dǎo)致用水受到了限制。
水循環(huán)作為一種選擇
對作業(yè)者來說，顯而易見的策略是在他們特定的頁巖開發(fā)項目盡可能尋找水源并有效使用水。這個策略主要以回收利用為重點。它的好處包括減輕對水供應(yīng)的壓力，較少的采出水處理，減少水供應(yīng)和處理的后勤壓力，這些從整體上可以減少總成本。
對頁巖開發(fā)作業(yè)者有效的再利用可能性取決于多種因素，但地質(zhì)成分的形成將明確采出水的特征。根據(jù)盆地總?cè)芙夤腆w(TDS)或鹽性顯著地變化，且在同一地質(zhì)構(gòu)造因井不同而不同。其它水質(zhì)特點可能影響水處理選擇方案所必需一致控制的凝膠壓裂化學(xué)，包括碳氫化合物的濃度、懸浮物、可溶性有機物、硼、鐵、鈣、鎂、和化學(xué)成分如苯和硅酸鹽。在某些情況下自然產(chǎn)生的放射性物質(zhì)(NORMs)也可能出現(xiàn)。
再利用的選擇將不同。通常，第一個選擇是運輸返排水或采出水到中央設(shè)施中進行最小處理，懸浮固體物被除去，同時水被排回以混合和再利用。顯然，存在問題是沒有清除TDS濃縮物，這干擾了水的再利用，與壓裂水安全及環(huán)境相關(guān)的環(huán)境問題。
第二個選擇是降低運輸成本要素有返排水的現(xiàn)場主要處理，包括懸浮物、石油、油脂、微生物(通過消毒)和另一個壓裂作業(yè)再利用之前的聚合物減阻劑。
第三個選擇是以上提到過的主要處理和盡可能的清除結(jié)垢成分，例如鈣、鎂和鋇。這接著其次是水的混合和再利用。在返排水鹽水濃度這一點變得過于集中再利用，它必須被運輸?shù)揭粋�批準注入的井設(shè)施。一些服務(wù)提供商認為，關(guān)注返排水所使用的化學(xué)添加劑的成分和其它處理有助于不斷再利用水，有效解決TDS和鹽度問題。
對于每一次壓裂作業(yè)來說，必須有一個關(guān)于返排水或采出水再利用適宜性的計算，這取決于它的鹽度、TDS等內(nèi)容。事實上，在早期階段，返排水常常能夠在一定的地質(zhì)條件下使用很多次，采用最少的基本過濾，與淡水混合，添加壓裂化學(xué)劑以提高油氣流。但是，積聚的鹽水和其它化學(xué)成分遲早都需處理，因而生產(chǎn)成本和環(huán)境保護是必須要解決的。
熱蒸餾提供不同的選擇
以上選擇方案沒有解決鹽和其它化學(xué)成分的清除，這就干擾了交聯(lián)聚合物。熱蒸餾有效地去除了這些可循環(huán)利用的所有成分(不到50 ppm)。212資源提供機械蒸汽再壓縮的過程，包括現(xiàn)場和集中的服務(wù)。這個過程是基于一個系統(tǒng)提供一個一致的、高質(zhì)量的廢水流，其具有不同的化學(xué)成分。附帶生產(chǎn)的物質(zhì)-高濃度9.6磅鹽水-作為鉆井液，可以過濾和重用，殺死細菌，物質(zhì)轉(zhuǎn)換為其它油田化學(xué)品如鹽酸和次氯酸鈉。這個過程還可以去除污染物例如內(nèi)分泌干擾化合物以及各種醛化合物，它們普遍存在于采出水或者返排水。
在一些地方，處置污水處理成本可能威脅未來油氣田的持續(xù)開發(fā)，加熱分解工藝能夠?qū)Σ沙鏊蚍蹬潘M行處理。實踐證明，其可以大幅降低日常污水處理成本，有助于油氣田經(jīng)濟有效得開發(fā)。
機械蒸發(fā)方法仍在發(fā)展中，但可以說，它是以井產(chǎn)能、智能水處理、降低成本和減少對頁巖氣及頁巖油勘探開發(fā)環(huán)境危害為重點的最有前途的一種方法。
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