陜西省地方標準《油氣田壓裂返排液處理技術規范》編制說明工作概況1.1任務來源本項地方標準是根據陜市監函[2021]424號文件《陜西省市場監督管理局關于下達2021年第一批地方標準計劃的函》。1.2協作單位本標準由陜西延長（石油）集團有限責任公司牽頭、西安石油大學和中國石油天然氣集團公司管材研究所協作完成。1.3任務背景油氣田壓裂工程中產生的壓裂返排液由于含有石油類、重金屬、高分子有機化合物等污染物，不經處理直接外排對周邊環境危害極大。隨著國家和地方環保法律日趨嚴格，多數地區對此類廢棄物的處理越來越重視，生產企業必須遵循“誰污染，誰治理”原則。目前，陜北地區各個采油廠由于石油產量的需求，大量的采用水平井開發模式，而水平井壓裂過程中將產生大量的壓裂返排液，不但給企業增加了處理成本，而且對環境造成了污染風險。對于壓裂返排液處理方式主要包括建設壓裂返排液處理站集中處理和外送有資質的第三方集中處理。但無論哪種方式處理，都缺乏標準的處理規范，返排液在儲存、運輸和處理過程中都缺少統一的技術要求，導致處理方法不統一、處理費用居高不下、處理后的去向不明確，無論對企業自身還是地方環境都存在污染安全隱患。因此，解決壓裂工程生產現場產生的壓裂返排液問題迫在眉睫，而目前關于壓裂返排液處理技術相關的標準尚屬空白，這一環節的空缺嚴重制約鉆完井工程污染防治和清潔生產水平，制約鉆完井廢棄物減量化、資源化和無害化處理技術的順利實施，直接影響了陜西致密油氣藏大規模的順利開發和快速發展。因此，建立一套適合陜西油氣田壓裂返排液處理技術規范標準迫在眉睫。本標準項目符合國家十三五規劃國能油氣[2016]255號文件《頁巖氣發展規劃（2016—2020年）》中“重點開展頁巖氣井鉆井液及壓裂返排液處理處置技術、開發生態及地下水環境風險評估與監控技術、安全環保標準體系等攻關研究”的要求，也符合國家十二五規劃《頁巖氣發展規劃（2011-2015年）》中“堅持開發與生態保護并重”的基本原則，滿足“頁巖氣勘探開發過程中，嚴格鉆完井操作井場規程和壓裂液成分及排放標準，保護生態環境”的要求。因此，制定陜西省《油氣田壓裂返排液處理技術規范》，規范適合陜西省的壓裂現場返排液處理的技術要求，不僅為本省企業井場清潔生產、綠色低碳環保開發方面提供了重要的依據，而且在建立健全致密油氣田標準體系、緩解陜北地區生態系統的環保壓力、開創油氣生產與節約并重新局方面意義重大。1.4主要工作過程本標準具體制訂工作從2021年1月開始，2020年5月底前完成本標準的征求意見稿。工作程序如下：1、調研省內外壓裂返排液處理技術、現狀、管理情況，以及相關國家、行業標準的應用、發展情況（2021年1月1日～5月14日）編寫組分別對省內延長石油和長慶油田，以及中石油威遠氣田、中石化涪陵氣田等單位壓裂返排液處理現狀進行了調研；針對本標準的制訂，結合相關資料數據及現場實際應用情況，對相關國家、行業標準和地方標準進行了調研，最終完成基礎資料的收集。2、編寫標準工作組討論稿（2021年5月15日～5月25日）根據調研情況，制訂工作路線和預期水平，并征求多方面專家意見，確定標準相關編制內容，完成了標準工作組討論稿的編寫。在標準修訂負責單位內部征求意見，修改完善本標準工作組討論稿。3、編寫標準征求意見稿（2021年5月25日～2020年6月5日）完成標準工作組討論稿后，項目組組織研究院內專家對初稿進行審閱，會后根據專家意見對標準進行修改，形成標準征求意見稿。4、陜西省內征求意見（2021年6月6日～2021年6月30日）項目組選擇陜西省內10家相關專業的高校、企業進行標準征求意見稿的外部專家意見收集工作，共收集到30條意見，并根據收集到的意見完成標準修改工作。1.5起草組組成成員及其所做的主要工作標準起草小組成員為李輝、方曉君、南蓓蓓、楊志剛、王丹丹、楊博、劉文紅、馬天奇、張淑俠、呂雷、馬振鵬、張馨予、遲九蓉13人，其中李輝為項目負責人，主要負責標準的技術分析、標準起草、意見匯總和標準修改，其他人員負責資料收集、數據分析、校對及標準格式校核。二、標準編制原則本標準根據《標準化工作導則》GB/T1.1-2020編寫規定進行編寫，符合以下原則：1、科學合理，技術先進，積極借鑒、采用國內外先進技術方法、標準；2、目的明確，有利于促進技術進步，提高科研水平，提高現場實施效果；3、經濟適用，有利于合理利用油氣田廢水資源，提高經濟效益；4、安全可靠，可操作性強；5、符合國家的政策，貫徹國家的法律法規。三、標準編制的主要內容本標準內容共8章：第1章規定了標準的適用范圍；第2章為本標準的規范性引用文件；第3章為一般規定；第4章為收集與貯存要求；第5章為集輸要求；第6章為處理與處置要求；第7章水質分析方法；第8章為監測要求。四、主要實驗（或驗證）情況分析本標準參照國內油氣田壓裂返排液處理的研究成果，并結合陜西省壓裂返排液處理的實際情況，確定了本標準的主要內容。目前針對壓裂液返排液的處理方式，均是采取用水罐車運送到指定的廢水處理地點，利用廢水處理設備系統進行集中凈化處理，有的是進行回注，補充地層能量，有的在凈化處理后直接進行排放。與此同時，國內外油田多利用定向井、水平井技術進行勘探開發，并且壓裂改造規模也越來越大，施工所需的清潔水量也越來越大，產生的返排廢液也越來越多。針對油氣田壓裂返排液水質特點、產水特點和處置特點，結合近幾年國內在壓裂返排液處理方面所取得的科研成果和工程實例，編制本標準，用以規范和指導壓裂返排液的處理工作，從而經濟有效地控制環境風險，對保障油氣田勘探開發具有重大的意義。國內對壓裂返排液的處理方法主要化學處理，是將返排液集中進行加藥絮凝、過濾等處理，然后回用或者回注。常用處理方法包括:1、絮凝沉降法絮凝沉降，即在壓裂返排液中加入絮凝劑和助凝劑，使雜質、懸浮微粒沉降，實現固液分離，為目前水處理技術中重要的分離方法之一。壓裂作業中使用的壓裂液含有大量的高分子聚合物，返排液黏度大，將影響絮凝劑有效擴散，減弱懸浮物等的聚結沉降能力，從而影響化學絮凝的處理效果。為提高處理效果、減少化學藥劑用量和降低成本，宜采用絮凝沉降和氧化工藝相組合的處理技術。2、高級氧化技術高級氧化技術是一種處理難降解有機污染物的新技術，它通過不同途徑產生活性極強的羥基自由基幾乎能無選擇性地將廢水中難降解的有機污染物氧化降解成無毒或低毒的小分子物質，甚至直接礦化為二氧化碳和水及其它小分子羧酸，達到無害化目的。（1）芬頓氧化法Fenton試劑催化氧化法（簡稱Fenton法）是一種高級氧化法，主要用于難處理的有機污染物。芬頓法通常和其他方法聯用。Fenton法存在的主要問題是設備易受腐蝕（H2O2具有極強的腐蝕性）；水色變深（有Fe3+存在）；污泥產生量大（氫氧化鐵沉淀）等。（2）電催化氧化法電催化氧化法是通過電化學催化系統產生的·OH與有機物之間的加成、取代和電子轉移等過程使污染物降解、礦化。電催化法具有應用性強、高效、無二次污染和環境兼容性好等優點，但是其反應時間長，設備投資高等問題尚有待進一步研究（2）Fe/C微電解組合工藝微電解法是利用金屬腐蝕原理，在廢水中形成Fe/C原電池進行氧化還原反應來降解污染物，主要以廢鐵屑為原料，具有“以廢治廢”的意義，并且操作簡單易行，在難降解廢水的處理中得到了一定的研究和應用。3、電絮凝技術電絮凝技術是利用電能的作用，在反應過程中同時具有電凝聚、電氣浮和電化學的協同作用，由電源、電絮凝反應器、過濾器等部件構成，主要去除壓裂返排液中的懸浮物和重金屬離子。具體工作原理是首先在電源的作用下，利用鐵板或鋁板作為電絮凝反應器的陽極，經過電解后陽極失去電子，發生氧化反應而產生鐵、鋁等離子。然后經過一系列水解、聚合及亞鐵的氧化反應生成各種絮凝劑，如羥基絡合物、多核羥基絡合物以及氫氧化物，使污水中的膠體污染物、懸浮物在絮凝劑的作用下失去穩定性。最后脫穩后污染物與絮凝劑之間發生互相碰撞，生成肉眼可見的大絮體，從而達到分離。4、臭氧催化氧化技術臭氧催化氧化技術是利用臭氧與活性炭聯用的處理技術，由催化反應器、空氣氣源處理系統、冷卻水系統、臭氧發生器等部件組成，主要用來去除壓裂返排液中的難降解有機物和細菌。但是傳統的臭氧氧化技術在應用范圍上有一定的局限性，在處理過程中，臭氧對污染物的去除表現出選擇性，將優先與反應速率快的污染物進行反應而將其去除，從而使反應速率低的污染物不能被去除。但是羥基卻可以避免此問題，因此臭氧要與其他氧化技術組成催化氧化體系，其中臭氧與活性炭就是典型的聯用技術。該技術采用活性炭表面附載納米MnO2金屬氧化物作為催化劑，以提高其催化活性。同時加以超聲波協同，發生水力空化反應，促進臭氧分解生成羥基，使難降解有機物的去除率顯著提高。水力空化是指水進入含有超聲波的反應器時，將由于振動產生數以萬計的微小氣泡，并逐漸長大，最后發生劇烈的崩潰，從而產生羥基去除難降解有機物。壓裂返排液收集后，首先考慮重復利用，如：配制鉆井液、壓裂液。其中，配制鉆井液或壓裂液需要根據使用情況進行一定的處理，用以達到配液指標，其性能應符合SY/T7377《鉆井液設計規范》和DB61/T1248《壓裂返排液回配壓裂液用水水質要求》。若確實無法回用的廢棄鉆井液，應進行處理后回注地層。回注地層要滿足SY/T5329-2012《碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方法》相應要求。壓裂返排液的處理工藝，應根據返排液的種類，并結合工程實際，經技術經濟比較后確定。對于滑溜水壓裂液和清潔壓裂液的返排液宜采用自然沉降、絮凝沉淀、過濾等工藝處理。對于植物膠壓裂液返排液宜采用絮凝沉淀、高級氧化、精細過濾等工藝處理。具體處理工藝的要求可參考GB50013《室外給水設計標準》、GB50014《室外排水設計標準》、GB50428《油田采出水處理設計規范》、SY/T7020《油田采出水注入低滲與特低滲油藏精細處理設計規范》中規定的要求執行。五、征求意見情況序號意見章條及原標準內容修改意見及依據提出單位意見處理1第6章的6.4中壓裂返排液應自行處理或拉運至滿足環保要求的污水處理廠處理達標后，在合法的排放口排放。第6章6.4中增加在取得排污許可證后，在合法的排放口排放。中國石油集團川慶鉆探工程有限公司長慶井下技術作業公司工程技術發展研究中心壓裂液增產實驗室全部采納2第5章中增加5.4返排液裝卸時應防止泄露或灑落。第5章中增加5.4返排液裝卸時應防止泄露或灑落。中國石油集團川慶鉆探工程有限公司長慶井下技術作業公司工程技術發展研究中心壓裂液增產實驗室全部采納3壓裂返排液的處理工藝，應根據返排液的種類，并結合工程實際，經技術經濟比較后確定。壓裂返排液的處理工藝，應根據返排液的種類，并結合工程實際，經技術經濟比較后確定，具體遵照6.5.1及6.5.2執行。西安厚雍環保科技有限公司未采納，理由如下：意見所列條款是6.5，6.5.1及6.5.2是下級標題，就是對本條款的具體說明，因此不必再單獨列出。4預處理工藝的選用，應根據壓裂返排液的性質和處理后的水質要求通過試驗確定。所說的根據不明確，無法操作。西安厚雍環保科技有限公司全部采納56.7壓裂返排液處理后滿足的水質指標，應根據回用途徑確定。壓裂返排液處理后滿足的水質指標，應根據回用途徑，參照6.7.1~6.7.4確定執行。西安厚雍環保科技有限公司未采納，理由如下：意見所列條款是6.7，6.7.1-6.7.4是下級標題，就是對本條款的具體說明，因此不必再單獨列出。6第I頁，“本標準按照GB/T1.1-2020給出的規則編寫。”請注明國標名稱，便于查詢參考。西安理工大學全部采納7第1頁，“本標準規定了油氣田壓裂過程中產生的壓裂返排液的一般規定。。。”“本標準針對油氣田壓裂過程中產生的壓裂返排液的收集、貯存、集輸、處理、處置、水質分析方法及監測進行規定，使壓裂反排液的整個處理過程達到安全與環保的要求。”西安理工大學未采納，理由如下：GB/T1.1-2020對范圍這部分有具體的要求，一般不按照意見里的寫法編寫。8第1頁，“壓裂返排液應采用專用儲存罐收集和貯存。”建議注明材質，設計容積，是否有加強框架等，收集過程是否需要動力，可以注明。西安理工大學未采納。理由如下：儲存罐的材質、容積等具體要求根據處理方的條件需求選取，本規范不做具體要求。9第2頁，“經技術經濟比較后確定”請明確西安理工大學未采納，理由如下：標準中后續內容就是對本條款的說明。103一般規定中3.2防滲應按照GB/T50934確定的措施執行。修改為“防滲應按照GB/T50934規定執行。”陜西師范大學未采納，理由如下：本標準規范性提示是按照GB/T1.1-2020的要求編寫，所提意見的寫法目前不采用113一般規定中3.3在壓裂施工結束，進入返排階段時，應全程實現壓裂返排液的不落地，配備符合要求的儲存罐。3.3在壓裂返排階段，應全程實現壓裂返排液的不落地。陜西師范大學未采納，理由如下：“壓裂返排階段”這種說法不夠嚴謹123一般規定中增加“3.4在壓裂返排液收集、貯存和處理現場應對返排液做相應的分離和標識，并設立標志。”陜西師范大學未采納，理由如下：壓裂返排液收集、貯存使有專用儲罐，處理采用專有設備，沒有必要再設置標識或標志。134收集與貯存4.1壓裂返排液應采用專用儲存罐收集和貯存。建議修改為“壓裂返排液應采用專用罐、池收集和貯存。”目前，壓裂液主要以水基壓裂液為主，在標準中規定壓裂返排液的收集與貯存采用專用罐是否規定過高。陜西師范大學未采納，理由如下：根據環保要求和發展趨勢，井場產生的各種廢液都應不落地處理，因此，本標準不推薦采用儲存池收集。146.2……處理廠需持有環保部門頒發的資質證書。壓裂返排液中含油，應屬于危險廢物。2017年關于征求《危險廢物經營許可證管理辦法（修訂草案）》將危險廢物經營許可證按照經營方式，分為危險廢物綜合經營許可證、危險廢物利用經營許可證和危險廢物收集經營許可證。建議改為：處理廠需持有環保部門頒發的危險廢物綜合經營許可證。陜西省石油化工研究設計院未采納，理由如下：壓裂返排液目前并沒有劃定為危險廢物，因此不必執行危險廢物的相關規定。156.4……可考慮地表外排方案，壓裂返排液應自行處理或拉運至滿足環保要求的污水處理廠處理達標后，在合法的排放口排放。GB50014中規定：排入城鎮污水管網的污水水質必須符合國家現行標準的規定，不應影響城鎮排水管渠和污水廠等的正常運行；不應影響處理后出水的再生利用和安全排放；工業園區的污、廢水應優先考慮單獨收集、處理，并應達標后排放。建議改為：壓裂返排液應單獨處理至滿足城鎮污水進水水質要求后，按申請的排污量排入城鎮污水管網，且不應影響處理后出水的再生利用和安全排放。陜西省石油化工研究設計院部分采納，修改為：壓裂返排液應自行處理或拉運至滿足環保要求的污水處理廠處理達標后，在合法的排放口排放。排入城鎮污水管網的應符合GB50014的規定。166.5.1對于滑溜水壓裂液和清潔壓裂液的返排液宜采用自然沉降、絮凝沉淀、過濾等工藝處理。滑溜水壓裂液的核心添加劑是降阻劑，丙烯酰胺類聚合物、聚氧化乙烯、胍膠及其衍生物以及纖維素衍生物等均可作為降阻劑使用；清潔壓裂液所用黏彈性表面活性劑由長鏈脂肪酸衍生的季胺鹽組成。以上添加劑遇地層水稀釋或遇烴類物質破膠后，仍會有較高濃度的表面活性劑殘留在返排液中。建議：規范中采取多種適宜的深化處理工藝。陜西省石油化工研究設計院未采納，理由如下：滑溜水壓裂液和清潔壓裂液的返排液雖然還有一定量的有機物，但是對于回用或回注的影響很小，因此不需要采用深度處理技術。176.6壓裂返排液處理后外排的工藝設計應符合GB50013、GB50014中的規定。（1）若是壓裂返排液處理后的外排工藝設計，僅符合GB50014中的規定即可。（2）若是指壓裂返排液具體的處理工藝，建議并入6.5中。陜西省石油化工研究設計院全部采納18前言中第一條“本標準按照GB/T1.1-2020給出的規則編寫。”描述應該更明確，便于參考。西北工業大學化學與化工學院全部采納19一范圍中“第1頁，“本標準規定了油氣田壓裂過程中產生的壓裂返排液的一般規定”應進行更為詳細的描述。西北工業大學化學與化工學院未采納，理由如下：本標準的范圍是按照GB/T1.1-2020的要求編寫206.4無法循環利用配置壓裂液或鉆井液的壓裂返排液描述不夠明確。西北工業大學化學與化工學院未采納，理由如下：標準所指的就是無法實現回用于配制壓裂液或鉆井液的返排液，描述比較清楚。215.1壓裂返排液集輸方式應根據壓裂返排液量、水質和區域地質條件綜合分析后確定，可采用管道輸送或罐車拉運。可以直接指定輸運方式或者需要指出水質綜合分析的對應條件西安交通大學部分采納，修改為：具體要求按照NB/T14002.3確定的要求執行。226.5.2對于植物膠壓裂液返排液宜采用絮凝沉淀、高級氧化、精細過濾等工藝處理。是否只有者三種方式？還有沒有其他處理方式？比如厭氧處理、水熱處理等等西安交通大學未采納，理由如下：標準中推薦的三種方法為常用處理工藝，但不僅限于這三種方法。236.3、6.4、6.7.2將“配置”改為“配制”長慶油田分公司油氣工藝研究院全部采納242規范性引用文件增加標準“SY/T6376壓裂液通用技術條件”長慶油田分公司油氣工藝研究院全部采納256.3增加“壓裂液初次配制所得液體技術指標滿足SY/T6376相關要求”。長慶油田分公司油氣工藝研究院全部采納26前言本標準按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則—第1部分：標準化文件的結構和起草規則》給出的規則編寫。西北大學全部采納27P13.3