描述Marcellus页岩水力压裂回流的化学性质随时间变化的模型
从2005到2014年间,宾夕法尼亚州在Marcellus地层中约打了4000口水平井,并进行了水力压裂来开采天然气.水力压裂后的回流阶段,每口水平井都有2-4×103m3 (7-14×104ft3)的盐水返回地面.此种Na-Ca-C1盐水中同时含有少量放射性元素、有机化合物和Ba及Sr等金属元素.按法律规定这样的盐水是不能未经处理就排放到地表水中的.在后期,回流中盐的浓度可上升到～270kg/m3 (～16.9 1b/ft3).为建立盐水处理的经济手段,必须了解盐的来源.回流体积一般为注入水的10％到20％.显然,剩余的水就被页岩吸收了.如果页岩2％的体积开始是由毛细管力束缚水或阿巴拉契亚盐水组成,利用物质平衡计算就可以解释回流中所有的盐.在这种情况下,一口井只需要动用页岩中0.1％-0.2％的盐分.改变回流中的盐浓度可用一个模型来解释:该模型描述了盐从卤水扩散到毫米宽、1米(0.3ft)间隔的水力裂缝中,而水力裂缝最初是用冲淡的注入水填充的.尽管Marcellus井生产寿命尚不清楚,但利用模型预测约1年后产出盐水的浓度将达到初始盐水的80％.更好地理解此种扩散可(1)提供长期的更好的盐水处理计划及(2)约束水力裂缝与低渗页岩基质的相互作用.
2015-07-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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