美國頁巖開發(fā)作業(yè)者正在尋找水處理的解決方案。用水是當前美國頁巖氣開發(fā)公司非常關注的，基礎設施和環(huán)衛(wèi)的相關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，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�？蛇x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蘸秃笄谝幌盗泄ぷ鞯拇罅χС帧?/p>
有少數(shù)人對壓裂作業(yè)帶給飲用水供應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的壓力，較少的采出水處理，減少水供應和處理的后勤壓力，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，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�批準注入的井設施。一些服務提供商認為，關注返排水所使用的化學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，添加壓裂化學劑以提高油氣流。但是，積聚的鹽水和其它化學成分遲早都需處理，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。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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