黔北正安区块页岩气压裂返排液/采出水地球化学特征

贵州省页岩气资源丰富,近年来,与四川盆地毗邻的黔北正安区块在上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组的页岩气勘探开发上取得了重要进展。由于页岩气分布区地质条件复杂,生态环境脆弱,页岩气开采可能存在严重的环境污染风险,因此,针对黔北地区正安区块AY7-4井页岩气压裂返排液/采出水进行了元素和氢氧同位素分析。结果表明,AY7-4井返排液/采出水K、Na、Ca、Mg、NH_(4)^(+)等组分含量都很高,平均分别为118 mg/L、7616 mg/L、266 mg/L、47 mg/L、76 mg/L,其中Na、Ca、Mg含量与威远页岩气压裂返排液/采出水的相近,但低于长宁和涪陵;NH_(4)^(+)含量则与长宁的类似,但远高于威远的;Cl平均含量为11605 mg/L,与威远的相近,但比长宁和涪陵的低;Br平均含量为48 mg/L,稍低于威远的,是长宁和涪陵的一半左右。相应地,AY7-4井Br/Cl值最低,反映其Br含量相对较低。AY7-4井Li、B、Sr平均含量分别为17 mg/L、10 mg/L、45 mg/L,但与威远、长宁、涪陵3个气田相比,四者之间的Li、Sr整体分布规律与Cl、Br、Na相近,但相对来说,AY7-4井B含量最低,B/Cl值也最低。AY7-4井返排液/采出水与压裂用配水、滑溜水之间的Br和Cl含量之间、δD和δ^(18)O之间有着很好的线性关系,说明AY7-4井返排液/采出水主要为低盐度的压裂注入液与高盐度的页岩地层滞留卤水的混合产物。其氢氧同位素值随着返排时间增长而逐渐变大,说明返排液/采出水中高盐端元地层滞留卤水的占比越来越大。AY7-4井返排液/采出水Cl、Br、Na、NH_(4)^(+)等含量都远高于允许的排放值,存在潜在环境污染风险,不能直接排放。