頁岩氣開採的水力壓裂技術中，水裡的化學物質成分是什麼？對環境會造成什麼影響？

01-22

目前對於水力壓裂技術，沒有太詳盡的報道，作為業外人士只能猜測。
但是所有的資料中都提到，似乎純水、僅帶泥沙的水是無法起到良好壓裂作用的。水中的化學添加劑是關鍵。
那麼，這些添加劑的具體成分是什麼？對環境將造成怎樣的長遠影響？

多年的壓裂工程師，與其擔心對地下水的污染不如去考慮地表水耗損和返排液處理來的實在。首先要認定，我們生活用水，主要為地表水，地下水也很少有超過100m。頁岩氣開發多在2000m以深，注入的液體談不上污染地下飲用水，就算不污染，那個深度的水也是不可飲用的，具有很高的礦化度。

但有人說地層是具備滲透性的，可能會滲透到淺地層污染。再明確一個概念，油氣富集需要幾個地質條件，即生油層，儲油層和蓋層。其中蓋層就是形成油氣圈閉的重要條件，是一個極低滲透性的地層，防止油氣向上滲透散逸。雖然滲透性極低但還是有滲透性，淺水層既然幾千年的開採中未見有油花，烴類氣體，就說明在幾千萬年的生油氣過程中蓋層阻擋了油氣的向上滲透。所以壓裂液的滲透在很長的時間尺度上不用考慮它會污染淺地層。

頁岩氣壓裂液成分較普通壓裂液更加簡單，絕大部分是水，加入kcl，表面活性劑，減阻劑等。相比常規壓裂，壓裂液更好處理，退一步講，就算污染也會更小。

真正關注的應該是頁岩氣大量開採，水力壓裂單井用液量上萬方，由此帶來的地表水耗損問題。以及注入返排後廢液如何處理，現在已經有的是經過處理，重複利用的技術。

來來來，哥是專業的壓裂工人，講講壓裂液的化學成分。

頁岩氣壓裂液分好幾種，主要分類依據是液體粘度的大小。從小到大依次是活性水（和水一樣），滑溜水（幾個cp比清鼻涕稀多了），線性膠（鼻涕），交聯體系（濃痰）

各個種類相同的成本大致如下：

助排劑：就是表面活性劑類型的，可以理解為洗潔精，這個東西很多人宣傳有毒，可是那個致病計量很大的，除非你去吃它，我看了MSDS（材料安全數據卡）以後覺得木有什麼危險，早期的N75（斯倫貝謝的化學品編碼）有些有毒，後來的F103什麼的基本木有問題。一般加量百分之零點幾。

粘土防膨劑：這個種類比較多，比如氯化鉀，這個就是農民的鉀肥，也有氧氯化鋯這類重金屬鹽，也有小陽離子聚丙烯醯胺，這類裡面有沒有反應的丙烯醯胺，會產生神經毒性。也是加個百分之零點幾。

殺菌劑：可能是甲醛，但是這個加量很少。進口的有些是致癌的，也有氧化類的。一般加萬分之幾。

然後根據地層礦物成分不同，比如有些裡面有油，就要加破乳劑，和助排劑差不多，但是很多有輕微毒性，比如W054。

高溫穩定劑，甲醇或者硫代硫酸鈉，這兩個加量很少。

低溫輔助破膠劑，三乙醇胺，次硫酸鈉之類，

pH調節：檸檬酸，馬富酸，倍半乙酸鈉什麼的，純鹼，燒鹼，倍半碳酸鈉之類

互溶劑：就是和油水都能混溶的有機溶劑的混合物。

交聯劑：硼砂，乳酸鋯之類

交聯延遲劑：一般是些弱的螯合劑，比如葡萄糖酸鈉

破膠劑：一般都是強氧化劑，雙氧水，漂白粉，過硫酸銨，溴酸鈉之類

最後就是產生粘度的添加劑：

滑溜水一般用的聚丙烯醯胺，這個毒性不大，除了合成過程中沒反應完的丙烯醯胺有點神經毒性之外。

線性膠一般是瓜爾膠，就是一種人類不能消化的豆子的主要成本，多糖類，吃了和吃魔芋效果一樣減肥，很多飲料裡面都有，因此也就沒有毒性。還有羥乙基纖維素，是從樹木裡面製備出來的，和造紙差不多，另外有微生物合成的：黃原膠，定優膠這類產品也很好，就是稍微貴，定優膠給我報價40萬一噸。。靠。

交聯的一般是胍膠及改性的產品加交聯劑。

以清水為主，裡面加一定的化工料，例如氯化鉀什麼的，最主要的是羥丙基瓜膠，加了這個以後壓裂液黏稠度上升，就跟大鼻涕一樣…

對前答案有存疑，羥丙基瓜膠是砂岩壓裂應用最廣泛的體系——水機凍膠壓裂液的主要成分之一，不是頁岩改造的體系！對於頁岩，一般採用的的壓裂液體系稱為滑溜水，該體系採用約0.1%左右的聚丙烯醯胺+無機鹽（KCl等）+防膨劑+殺菌劑+防腐劑+各種其它。凍膠要交聯，滑溜水不交聯，兩個體系差別還是挺大的

羥丙基瓜膠，交聯劑、破膠劑、降濾失劑、殺菌劑、穩定劑、表面活性劑、粘土活性劑等

《油氣田應用化學》，作者陳大鈞。看下這本書，尤其是第三章，壓裂，你就完全明白了。作為一個搞了三年壓裂液的新人的建議。

總體來收，為了工程需要，壓裂液中含有多種化學添加劑，諸如表面活性劑、氯化鉀、凝膠劑、防垢劑、酸鹼調節劑、交聯劑、破膠劑、鐵離子穩定劑、緩蝕劑、殺菌劑、減阻劑以及酸等等。目前認識來看，水力壓裂（壓裂液）對環境的影響主要是對地下水的污染，注入地層中的這些化學物質隨著時間可能會向上運移，進而可能對地下水造成污染，因而目前已經有一些國家（比如歐洲一些國家）明確立法規定禁止進行水力壓裂。水力壓裂作為油氣增產的一項關鍵技術，本身就是一把雙刃劍，通過壓裂，可以大幅度提高油氣產量，特別是非常規油氣資源的產量，保證全球的能源供給，而另一方面，水力壓裂活動又不可避免的會對地球環境產生影響和破壞，因而我們要辯證的看待水力壓裂這一技術。

水力壓裂是否對人類健康有影響至今還是有爭論的。由於油氣藏特別是非常規氣藏深度一般在地下幾千米，而地表水一般在地下幾十上百米，因此水力壓裂對地下水直接的污染可能較小，而更可能是來自於運輸或做業時的溢出和滲漏。一般來講壓裂液主要是由90%的水，9.5%的支撐劑和0.5%的化學添加劑組成的。因此可以確定的是水力壓裂需要消耗大量的地表水資源，同時會反排出大量的地層水和壓裂廢水。但是研究統計表明水力壓裂所需要的水資源遠遠不如在農業上所投入的水資源，但是在缺水的地區比如墨西哥某些地方卻會產生非常嚴重的水資源問題。除了水資源的使用，對環境的問題還有其中化學成分的毒性，絕大多數壓裂水，返排液，采出水，主要具有很高的鈉鎂鈣氯等離子，重金屬含量很低。雖然化學添加劑只佔0.5%，但卻是毒理研究的重點，化學成分樓上已經說得很清楚了。由於地層含有高溫高壓以及地質情況複雜的特點，注入的化學添加劑的成分和性質會在整個過程中發生巨大的變化，所以現在科學研究主要的方向是對各類化學物質經過地下壓裂的過程後的分析。現在反排液包括產出水中能探測到的已知有機物有幾十種，但是未知的有機物不誇張講還有成百上千種。我們組現在在基因層面研究壓裂水對水體生物和微生物的研究，但是對產業界或者學界，怎樣處理或者重新利用大量的壓裂廢水也是很值得研究的。

一般是活性水，當然本地取清水也可以，在壓裂的同時會注入不同粒徑的砂礫，先小後大，起到支撐裂縫的作用，這個其實沒啥污染的，唯一有污染的可能就是鑽井用的泥漿了，這個根據地層不同用料也不同，一般鑽井越深的話越有可能用油基泥漿，這東西污染就大了。而頁岩氣井一般很深··

美國搞的比我們發達也沒事，多慮了

佔個坑，慢慢來填

不僅是你啊，監管也想搞清楚啊，民眾各種環保人士都想搞清楚啊，怕污染地下水什麼的。但是～賣錢呢，不會告訴你的

某公司來現場偷我們藥品回去研究我會亂說嗎？