國(guó)家油氣開發(fā)科技重大專項(xiàng)《頁(yè)巖氣等非常規(guī)油氣開發(fā)環(huán)境檢測(cè)與保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)》是經(jīng)國(guó)家科技部和國(guó)家能源局論證立項(xiàng)，以頁(yè)巖氣等非常規(guī)油氣開發(fā)環(huán)境影響、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、污染物防治為主要攻關(guān)內(nèi)容，為我國(guó)非常規(guī)油氣開發(fā)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)綠色發(fā)展提供環(huán)保技術(shù)支撐的“十三五”重點(diǎn)項(xiàng)目之一，研究周期從2016—2020年跨越五年。中國(guó)石油集團(tuán)安全環(huán)保技術(shù)研究院有限公司作為中國(guó)頁(yè)巖氣勘探開發(fā)先行者中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司的直屬科研機(jī)構(gòu)，為非常規(guī)油氣的開采保駕護(hù)航，為污染物的防治傾注全力。

由中國(guó)石油集團(tuán)安全環(huán)保技術(shù)研究院有限公司牽頭，攜手九家研究院所、企業(yè)和高等院校共同承擔(dān)起該重大專項(xiàng)中的課題3《廢棄物處理與利用技術(shù)》(2016ZX05040-003)，充分利用產(chǎn)學(xué)研科技資源，實(shí)現(xiàn)緊密結(jié)合。課題以非常規(guī)油氣開發(fā)產(chǎn)生的廢鉆井液、含油鉆屑、返排液和高含鹽水等污染物為對(duì)象，開展鉆完井廢物污染源頭控制、資源回收和無(wú)害化處理，以及返排液回用處理及影響評(píng)價(jià)、高含鹽水分級(jí)脫鹽處理技術(shù)攻關(guān)。以形成環(huán)保型鉆井液體系、油基鉆井廢物處理、壓裂返排液回用處理和含鹽水減量化處理等技術(shù)與裝備，構(gòu)建頁(yè)巖氣鉆井全過(guò)程清潔生產(chǎn)和壓裂返排液/采出水處理與回用集成工藝，形成頁(yè)巖氣開采壓裂返排液回用處理技術(shù)規(guī)范等系列技術(shù)成果為目標(biāo)，為非常規(guī)油氣綠色可持續(xù)開發(fā)提供技術(shù)支撐與保障。該課題已歷經(jīng)四年技術(shù)攻關(guān)、裝備研發(fā)和應(yīng)用，在頁(yè)巖氣開發(fā)污染物防治工藝技術(shù)及裝備方面取得了重要進(jìn)展，總體攻克5項(xiàng)技術(shù)難題，開發(fā)8套工業(yè)化成套裝備，制訂1項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

課題形成鉆井廢物資源化及無(wú)害化處理成套工藝一套，開發(fā)了污染源頭控制技術(shù)，有效降低了作業(yè)過(guò)程的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)開發(fā)了鉆井廢物一體化處理、資源化利用系列技術(shù)及裝備。污染源頭控制技術(shù)基于鉆井液添加劑污染行為機(jī)理研究，解決了鉆井液處理劑的抗溫性與生物毒性、降解性相互制約的瓶頸問(wèn)題，成功構(gòu)建鉆井液體系的環(huán)保評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法，開發(fā)了抗高溫環(huán)保鉆井液體系和環(huán)保壓裂液體系，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)鉆完井廢物源頭控制。鉆井廢物處理及裝備形成油基鉆屑熱脫附/熱解析技術(shù)和高效益資源化技術(shù)，包括油基鉆屑電磁加熱式熱脫附技術(shù)、油基鉆屑錘磨式熱解析技術(shù)等技術(shù)。處理后油基巖屑含油率小于1%，設(shè)備處理能力達(dá)到2～4 t/h。通過(guò)中試和工業(yè)化裝置的驗(yàn)證和應(yīng)用，完成工藝技術(shù)的裝備化地同時(shí)確實(shí)解決了鉆井廢棄物的高效處置和資源化利用問(wèn)題，有效控制含油鉆井廢棄物造成的環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣鉆井的清潔生產(chǎn)。

課題還形成一套壓裂返排液等廢物低成本高效處理工藝及裝備，降低用、排水壓力。壓裂返排液處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)污染物高效去除，滿足回用需求，開發(fā)了以高價(jià)離子選擇性去除、電化學(xué)-高級(jí)氧化耦合、抗腐蝕抗結(jié)垢蒸發(fā)結(jié)晶等技術(shù)為核心的壓裂返排液/采出水處理與回用集成工藝，并開發(fā)4套成套裝備，完成工業(yè)化試驗(yàn)驗(yàn)證，解決了返排液回注地層影響規(guī)律不明、回用配液成本偏高等問(wèn)題，開發(fā)形成壓裂返排液深度氧化處理技術(shù)序列，為外排處理完成了技術(shù)儲(chǔ)備。實(shí)現(xiàn)了壓裂返排液、采出水等污水低成本資源化處理，提高污水回用率，降低開發(fā)成本。結(jié)合長(zhǎng)寧威遠(yuǎn)地區(qū)返排液水質(zhì)特征和回用需求，開發(fā)形成頁(yè)巖氣壓裂返排液“化學(xué)絮凝-磁分離-電解殺菌”聯(lián)合處理工藝和集成裝備，固體去除率90%，濁度降至10NTU，微生物去除率80%。采出水深度處理實(shí)現(xiàn)污水高效減量，處理成本大幅降低，集成構(gòu)建了“電滲析-納濾-膜蒸餾”含鹽采出水處理技術(shù)，解決了頁(yè)巖氣采出水濃縮減量化的技術(shù)難題，含鹽采出水的綜合回收率達(dá)到98%以上，減量化率達(dá)80%以上。

通過(guò)該課題的開展，滿足了頁(yè)巖氣等非常規(guī)油氣資源大規(guī)模開發(fā)的污染防治和環(huán)境保護(hù)需求，完成了針對(duì)頁(yè)巖氣開發(fā)過(guò)程中體系復(fù)雜、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)高、處理處置難度大的污染物從處理技術(shù)研發(fā)到工藝集成，到成套裝備開發(fā)以及現(xiàn)場(chǎng)示范應(yīng)用的全周期閉環(huán)攻關(guān)，解決了頁(yè)巖氣開發(fā)中所遇到的環(huán)境保護(hù)技術(shù)難題，有力推動(dòng)了頁(yè)巖氣生產(chǎn)企業(yè)的環(huán)境保護(hù)工作，推廣應(yīng)用前景廣闊。