在頁巖氣的開采過程中，使用水力壓裂技術將壓裂液高壓注入到井中，用以破裂地下巖層，釋放其中的頁巖氣，被注入到地層的水，會在頁巖氣產(chǎn)氣的不同階段返排，即壓裂返排液和產(chǎn)出水，統(tǒng)稱為采出水。目前，滑溜水體系的體積壓裂技術和長井段水平井技術是頁巖氣開采現(xiàn)場應用最為廣泛的技術。在壓裂返排液返排階段具有出水量大、含鹽量較低、懸浮物量大的特點，但是持續(xù)周期較短，一 般為 １～２ 周，返 排水量為 １０％ ～３０％ 返排液量，之后進入產(chǎn)出水返排階段，出水量逐漸降低，單井日產(chǎn)水量１．６～１６ ｍ３，含鹽量逐漸增高至與地層水基本一致，二價金屬離子的含量不斷升高，懸浮物大幅度降低，產(chǎn)出水的排放將伴隨著頁巖氣后續(xù)開采的全程。由此可見，采出水的水質(zhì)波動較大。因水力壓裂作業(yè)中使用的壓裂液含有大量高分子聚合物，在采出水中，除壓裂液組分外還夾帶泥沙等污染物，并且以氯化鈉為主的鹽度逐步升高，部分區(qū)域地層中可能含有重金屬及放射性元素隨著產(chǎn)出水的返排夾帶回地面，將對土壤、地表水造成環(huán)境污染的風險。因此，針對頁巖氣采出水的處理及回用，對頁巖氣的開采成本有直接影響，如何將環(huán)境負影響降到最低也需重點關注。
頁巖氣采出水回注執(zhí)行標準
目前，尚未有針對頁巖氣采出水、壓裂返排液或產(chǎn)出水的國家標準出臺，各頁巖氣開采單位按照屬地環(huán)保部門要求，執(zhí)行不同的回注標準。部分頁巖氣開采單位參照ＳＹ／Ｔ６５９６—２００４《氣田水回注方法》要求進行回注，主要關注以下４ 項指標，見表１。
頁巖氣開采具有移動作業(yè)的特點，不適合原地建污水大規(guī)模處理裝置。當前，我國少數(shù)石油公司針對所開發(fā)頁巖氣區(qū)塊返排液的水質(zhì)特性，通過室內(nèi)實驗和現(xiàn)場應用，研發(fā)出了可移動、模塊化、撬裝化返排液處理設備。返排液水量開采全流程有變化，需要設置緩沖沉降池，這些撬裝化的設備從池子里抽水處理，可以實現(xiàn)相對小批量連續(xù)、間歇作業(yè)，處理量穩(wěn)定。
湖北國朗裝備設計了一套返排液處理回用或外排系統(tǒng)，系統(tǒng)處理能力９０ ｍ３／ｈ，解決了鉆磨橋塞和返排期間返排液中含有大量壓裂砂等固體顆粒而分離處理難度大的問題。返排液經(jīng)過精細化過濾后的出水可達到重復配制壓裂液的要求；污水處理模塊策劃中，計劃在多效蒸發(fā)、多級閃蒸、機械壓縮蒸發(fā)或超級反滲透等技術中進行選擇，對精細過濾模塊出水進行深度處理去除鹽分和ＣＯＤ，其出水達到外排的水質(zhì)要求。