CN113857224A - 压裂构建土层微循环结构后的多相抽提土壤修复的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土壤修复领域，公开了一种压裂构建土层微循环结构后的多相抽提土壤修复的方法，该方法包括：1)在受到有机物污染的土壤区域上钻打至少两组压裂井机构，将压裂介质通过其中一组压裂井机构注入土壤区域中压裂土壤，以在压裂井机构周围形成压裂缝隙；2)通过剩余组所述压裂井机构进行多相抽提以得到抽提物，其中，注入过所述压裂介质的所述压裂井机构的组数小于所述压裂井机构的总组数；所述压裂介质在注入所述土壤区域的过程中满足：初始压力为0.2Mpa～5.0Mpa，所述压裂介质在所述压裂井机构中流速为0.2～10m/s；每立方米的所述土壤区域(5)的所述压裂介质的注入量为5‑10L。该方法可大大降低土壤修复的成本、缩短修复时间。

Description

压裂构建土层微循环结构后的多相抽提土壤修复的方法

技术领域

本发明涉及土壤处理领域，具体地，涉及压裂构建土层微循环结构后的多相抽提土壤修复的方法。

背景技术

随着国家经济水平的提高和生产理念的转变，对石油化工等企业的环保指标不断提升。石化企业存在着不可避免的部分原油、成品油直接或间接流入土壤的情况。土壤有机物污染主要源自石油开发、运输及储存过程中的泄漏、化工产品加工与使用中的不合理排放、填埋场垃圾渗滤液渗漏以及突发的化学品泄漏等情况。有机物土壤的污染影响深远，造成较恶劣的后果，导致植物、微生物的死亡甚至危害人类的身体健康。有机物随着土壤水分的转移，更会对地下水造成污染。

目前，针对土壤有机物污染，多相抽提法是相对先进的修复方法，多相抽提过程中会采用蒸汽、热空气等促进土壤中有机物的挥发，随后在同一抽提井或相邻的抽提井将气体抽提出土壤进行无害化处理，如CN108339842A 报道了“一种基于水蒸气与热空气联合注入的土壤气相抽气***及方法”，该方法能够对竖井井壁及井壁周围很浅的土层起到作用，但是当土质粘性较大、土壤透气性差时，抽提井覆盖范围很小，进而极大地影响了抽提效果。

然而，受到污染的土壤的透气性往往大大降低，有时甚至会出现严重的板结现象，导致多相抽提法在抽提井之间很难形成多相抽提的理想效果。

另外，由于每个抽提井能够作用的土壤面积很小，从而导致需要非常多抽提井来进行土壤修复，由此可见，现有的多相抽提法存在耗时、耗力和效果较差的缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有多相抽提法中的存在抽提效果差、抽提井数量要求多的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种压裂构建土层微循环结构后的多相抽提土壤修复的方法，该方法包括：

1)在受到有机物污染的土壤区域上钻打至少两组压裂井机构，将压裂介质通过其中至少一组压裂井机构注入土壤区域中压裂土壤，以在压裂井机构周围形成压裂缝隙；

2)通过剩余组所述压裂井机构进行多相抽提以得到抽提物；

其中，注入过所述压裂介质的所述压裂井机构的组数小于所述压裂井机构的总组数；所述压裂介质在注入所述土壤区域的过程中满足：初始压力为 0.2Mpa～2.0Mpa，所述压裂介质在所述压裂井机构中流速为0.2～10m/s；每立方米的所述土壤区域的所述压裂介质的注入量为1-10L。

优选地，所述压裂井机构包括至少2级压裂井，步骤1)中的钻打所述压裂井机构的步骤包括：自上一级的井壁钻打下一级压裂井。

优选地，所述压裂井机构包括一次井和二次井，步骤1)中的钻打所述压裂井机构的步骤包括：自一次井的中下方钻打所述二次井。

优选地，步骤1)中的钻打至少一组压裂井机构的步骤还包括：对所述压裂井机构进行加固，加固方式优选为将套管设置于所述压裂井机构的内壁上。

优选地，步骤1)中的钻打所述压裂井机构的步骤还包括：在所述压裂井机构的井壁上钻打压裂介质排出孔。

优选地，步骤1)中还包括：将压裂喷头设置于所述压裂介质排出孔上以使得所述压裂介质能够通过所述压裂喷头注入至所述土壤区域中。

优选地，步骤1)中还包括：将压裂方向控制单元设置于所述土壤区域中，所述压裂方向控制单元优选为喷嘴。

优选地，步骤1)中还包括：将压裂单元设置于所述压裂井机构的顶部，所述压裂单元将所述压裂介质注入所述压裂井机构中。

优选地，所述钻打步骤为一次性完成和/或多次间歇完成。

优选地，所述压裂介质排出孔在所述压裂井机构上的密度为1～10个/ 每立方米所述土壤区域(5)，所述压裂介质排出孔的孔径为0.1～10mm。

优选地，所述压裂井机构的数量为至少两组，相邻的两个所述压裂井机构之间的距离为5～10m。

优选地，通过控制压裂介质的注入条件，使得压裂缝隙的平均宽度为 0.1～10mm。

优选地，所述压裂介质包括液体、气体和胶体中的至少一者，优选为胍胶和/或空气。

优选地，所述压裂介质还包括颗粒性物质。

优选地，所述颗粒性物质具有吸附、吸收和能够发生化学反应中至少一种功能。

优选地，在所述压裂介质完成压裂土壤后，所述方法还包括将所述压裂介质排出土壤或者将所述压裂介质留置土壤中。

优选地，相邻的至少2个所述压裂缝隙之间连通形成缝隙网格。

优选地，所述压裂井机构的数量至少为三组，所述方法还包括：将压裂介质通过其中至少一组所述压裂井机构注入土壤区域中压裂土壤，在压裂土壤完成，通过注入过所述压裂介质的所述压裂井机构进行多相抽提。

优选地，步骤2)包括：在所述多相抽提进行之前，所述步骤2)还包括：将注入物注入所述压裂井机构中。

优选地，所述注入物选自蒸汽、气体、淋洗液以及胶体中的至少一种。

优选地，所述注入物为120℃-200℃的高温气体。

优选地，所述注入物为130-140℃的蒸汽。

优选地，所述注入物的注入速率为8-20m³/h。

优选地，以100m³的所述土壤区域5为基准，高温气体的注入量为1-5m³。

优选地，所述多相抽提在负压的条件下进行，或者所述多相抽提在所述注入物自带的压力下进行。

优选地，所述多相抽提在-0.1Mpa～-0.01Mpa的压力下进行。

优选地，注入所述注入物的所述压裂井机构为注入井，进行所述多相抽提的所述压裂井机构为抽提井；所述注入井和抽提井为同一所述压裂井机构，并且/或者，所述注入井和抽提井为不同的所述压裂井机构。

优选地，所述注入井和抽提井为同一所述压裂井机构，在所述注入物注入完成后，所述方法还包括：将注入井进行密封，接着将所述注入井与抽提机构依次进行连接、抽提。

优选地，所述注入井和抽提井为不同的所述压裂井机构，所述方法还包括：将所述注入物注入所述注入井中，接着将抽提机构与所述抽提井依次进行连接、抽提。

优选地，所述注入物通过注入单元注入至所述注入井中。

优选地，单次所述多相抽提的时间为20-30h。

优选地，所述多相抽提的总次数为5-50次，优选为5-10次。

优选地，控制所述多相抽提的总次数，使得经过所述多相抽提后的所述土壤区域中的污染有机物的含量为2-100mg/Kg。

优选地，所述方法还包括：将所述抽提物进行后处理。

优选地，所述后处理包括：将所述抽提物进行分离，得到有机物气体、泥沙和废水，接着将所述有机物气体进行无害化处理。

优选地，所述后处理包括：将所述抽提物经过水洗冷却、于三相分离器中进行三相分离，得到有机物气体、泥沙和废水，接着将所述有机物气体收集至废气处理装置中进行无害化处理。

优选地，所述无害化处理选自吸收、吸附、水洗、碱洗、膜分离、催化氧化、蓄热燃烧、直接燃烧、等离子技术处理、化学氧化和微生物处理中的至少一种。

通过上述技术方案，本发明的方法通过压裂介质压裂其中至少一组压裂井机构周围的土壤以形成压裂缝隙，而剩余组压裂井机构中未注入过压裂介质，多相抽提过程中能够借助压裂缝隙形成流通通道以提高物质流向剩余组压裂井机构的流通效率；特别地，发明人通过控制压裂介质的压力、速率和注入量使得物质流通效率达到最优。由此，在多相抽提过程中，污染有机物在负压条件下便可与土壤颗粒解吸，进而进入流通通道中被抽提出去。

同时，流通通道的存在能够使得每个抽提井产生作用的土壤面积增大，进而能够减少抽提井的数量，从而极大地降低了成本。由此可见，本发明的方法能够大大降低土壤修复的成本、缩短修复时间。

此外，在本发明中，压裂介质的注入和原位抽提不在同一压裂井机构中进行，而是通过竖井、横向压裂的方法，将不同的竖井通过压裂缝隙连通起来，形成土壤内部的网络结构。更优的抽提方法为：可以在其中某个竖井注入空气、蒸汽、淋洗液等介质，而从其他的竖井抽提，因此其效果要比直接在单个抽提井中抽提效果好。

相对于现有的原位抽提的方式，本发明的原位抽提(原位抽提只是针对土壤而言，只要不把土壤挖出来运走的抽提都是原位抽提)存在效率高、抽提井覆盖面积大，抽提过程中可以通过注入蒸汽、氮气、热空气等方式促进效果。

附图说明

图1是本发明提供的压裂构建土层微循环结构后的多相抽提土壤修复的方法中压裂土壤的一种优选实施方式的操作示意图；

图2是本发明提供的压裂构建土层微循环结构后的多相抽提土壤修复的方法中的钻打压裂井机构和多相抽提的一种优选实施方式的操作示意图；

图3是本发明提供的颗粒性物质在压裂缝隙中的状态图；

图4是本发明提供的压裂构建土层微循环结构后的多相抽提土壤修复的方法中钻打压裂井机构的操作示意图。

附图标记说明

1、注入单元 2、抽提井

3、注入井 4、颗粒性物质

5、土壤区域 7、三相分离器

8、废气处理装置 9、注入物

10、抽提物 11、排出管道

12、一次井 13、二次井

14、压裂缝隙 16、压裂喷头

21、压裂单元

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，“顶、底”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。

本发明提供了一种压裂构建土层微循环结构后的多相抽提土壤修复的方法，如图1-2和图4所示，该方法包括：

1)在受到有机物污染的土壤区域5上钻打至少两组压裂井机构，将压裂介质通过其中至少一组压裂井机构注入土壤区域5中压裂土壤，以在压裂井机构周围形成压裂缝隙14；

2)通过剩余组所述压裂井机构进行多相抽提以得到抽提物；

其中，注入过所述压裂介质的所述压裂井机构的组数小于所述压裂井机构的总组数；所述压裂介质在注入所述土壤区域的过程中满足：初始压力为 0.2Mpa～5.0Mpa，所述压裂介质在所述压裂井机构中流速为0.2～10m/s；每立方米的所述土壤区域5的压裂介质的注入量为1-10L。

在上述方法中，为了提高该方法的应用范围，优选地，土壤区域5未修复时的污染有机物选自苯类化合物、汽柴油、四氯化碳以及其他有机物中的至少一种。

同时，为了进一步保证该方法的抽提效果，优选地，土壤区域5中未修复时，每Kg土壤区域5中污染有机物的含量为5-100g。

在本发明中，为了进一步提高多相抽提效果，优选地，压裂井机构包括至少2级压裂井，步骤1)中的钻打压裂井机构的步骤包括：自上一级的井壁钻打下一级压裂井；由此，通过将压裂井机构设置成包括至少2级压裂井，从而使得压裂介质与土壤充分地接触，进而使得压裂缝隙14的密度足够地大，从而使得多相抽提能够达到更优地效果。其中，从成本和多相抽提效果的两方面综合考虑，优选地，压裂井机构包括一次井12和二次井13，步骤 1)中的钻打压裂井机构的步骤包括：自一次井12的中下方钻打二次井13。

在本发明中，为了进一步提高压裂井机构的结构稳定性，优选地，步骤 1)中的钻打至少一组压裂井机构的步骤还包括：对压裂井机构进行加固，加固方式优选为将套管设置于压裂井机构的内壁上。由此，通过加固的方式能够提高压裂井机构的结构稳定性，进而有效地保证了压裂土壤和多相抽提的有序进行。

在本发明中，为了进一步提高压裂缝隙14的形成效率，优选地，步骤1) 中的钻打所述压裂井机构的步骤还包括：在所述压裂井机构的井壁上以***脉冲的方式钻打压裂介质排出孔。压裂介质在高压条件下瞬间自介质排出喷出并向四周快速扩散形成***脉冲。

在本发明中，为了进一步提高压裂缝隙14的形成效率，优选地，步骤1) 中还包括：将压裂喷头16设置于所述压裂介质排出孔上以使得压裂介质能够通过压裂喷头16注入至土壤区域5中；由此便能够借助压裂喷头16在土壤中以***脉冲的形式形成压裂缝隙14，该种方式能够极大地提高压裂缝隙 14的形成效率。

在本发明中，压裂土壤过程中，能够借助土壤中的微缝隙形成压裂缝隙 14，但是为了能够得到定向的压裂缝隙14，从而便于调控流通通道的方向，优选地，步骤1)中还包括：将压裂方向控制单元设置于土壤区域5中，压裂方向控制单元优选为喷嘴；由此便能够喷嘴实现压裂缝隙14的定向形成。

此外，在本发明中，压裂介质能够直接注入压裂井机构中，但是为了进一步便于统一注入，同时有效地对压裂介质进行增压，优选地，步骤1)中还包括：将压裂单元21设置于压裂井机构的顶部，压裂单元21将压裂介质注入压裂井机构中；由此，压裂单元21一方面起到增压的作用，另一方面能够起到输送压裂介质的作用。

在本发明中，考虑到施工的具体进度以及施工的难以程度，优选地，钻打步骤为一次性完成和/或多次间歇完成。

在本发明中，为了进一步提高多相抽提的效果，优选地，所述压裂介质排出孔在所述压裂井机构上的密度为1-20个/每立方米所述土壤区域5，所述压裂介质排出孔的孔径为0.1～10mm。

在本发明中，从多相抽提的效果以及操作成本的两个角度考虑，优选地，压裂井机构的数量为至少两组，相邻的两个压裂井机构之间的距离为5～10 m。相邻的两个压裂井机构之间的距离为相邻两个压裂井机构的最顶部的圆心与圆心之间的距离。

在本发明中，为了进一步提高多相抽提的效果，优选地，通过控制压裂介质的注入条件，使得压裂缝隙14的平均宽度为0.1～10mm。

在本发明中，为了进一步提高压裂效果，优选地，压裂介质包括液体、气体和胶体中的至少一者，更优选为胍胶和/或空气。

在上述方法中，为了提高压裂缝隙14的力学强度，优选地，压裂介质还包括颗粒性物质；如图3所示，颗粒性物质有助于填充在压裂后的裂缝之中，避免压裂后和在抽提过程中的缝隙坍塌。其中，为了进一步促进土壤中有机物的转化和移动，优选地，颗粒性物质具有吸附、吸收和能够发生化学反应中至少一种功能；优选所述颗粒性物质的平均粒径为1mm～5mm；更优选地，每立方米的所述土壤区域5的颗粒物质的用量1-10kg。

在本发明中，压裂土壤的过程能够一次性完成也能够多次间歇进行，从施工的具体情况考虑，优选地，在压裂介质完成压裂土壤后，方法还包括将压裂介质排出土壤或者将压裂介质留置土壤中。

在上述压裂土壤过程中，在不同的压裂井机构之间的土层之中产生裂缝，最终使压裂的缝隙相互交织或者相互靠近，形成相互连通的流通通道或者相互接近的半连通网络，为物质在土壤中的流通创造可能。为了进一步便于物质流通，优选地，相邻的至少2个压裂缝隙14之间连通形成缝隙网格。

当然，除了上述流通通道，为了进一步提高多相抽提效果，优选地，相邻的两个压裂缝隙14之间不连通。但是，在多相抽提的压力下，压裂缝隙 14之间最终也会成型全连通的流通通道，并不会影响多相抽提的效果，同时还能够降低压裂成本。

在上述实施方式的基础上，为了进一步提高多相抽提的效率，优选地，所述压裂井机构的数量至少为三组，所述方法还包括：将压裂介质通过其中至少一组所述压裂井机构注入至土壤区域5中压裂土壤，在压裂土壤完成，通过注入过所述压裂介质的所述压裂井机构进行多相抽提。由此，便可在第三组压裂井机构完成压裂土壤后便可原位抽提，从而进一步地加快抽提效率。

在本发明中，为了进一步提高多相抽提效果，优选地，将压裂介质注入土壤区域5中的所述压裂井机构为压裂井，所述方法还包括：在压裂土壤完成，通过所述压裂井进行多相抽提；即将所述压裂井机构作为注入井3，将注入物9注入所述注入井3中，接着将所述压裂井机构作为抽提井2，对抽提井2进行多相抽提以得到抽提物10。由此通过注入物9与土壤充分接触后可以加速有机物与土壤颗粒的解吸进程，在此基础上再抽提便能够极大地提高抽提效果。当然，也能够不使用注入物9进行抽提，该种实施方式为：压裂介质在完成压裂后，直接借助压裂介质进行抽提；或者将压裂介质排出土壤后直接对土壤区域5直接多相抽提，抽提过程中产生负压，污染有机物在负压条件下便能够自土壤颗粒上解吸，以形成气相被抽提出去，从而节省了注入物9，进一步地缩短操作流程，同时也能够降低成本。

在本发明中，压裂井机构能够在受污染的土壤区域以任意排布，安排注入井和抽提井的位置，只要尽量让流通网络遍布整个受污染的土壤空间之中便可。

在本发明中，为了进一步提高注入物9的注入效果，进而能够使得注入物9能够充分地填充压裂缝隙14，优选地，注入物9选自蒸汽、气体、淋洗液以及胶体中的至少一种；更优选地，注入物为120℃-200℃的高温气体；进一步优选地，注入物9为130-140℃的蒸汽。

在本发明中，为了进一步提高注入物9的注入效果，优选地，注入物9 的注入速率为8-20m³/h；更优选地，以100m³的所述土壤区域5为基准，高温气体的注入量为1-5m³。

在本发明中，为了进一步地提高多相抽提的效果，优选地，多相抽提在负压的条件下进行，或者多相抽提在注入物9自带的压力下进行；更优选地，多相抽提在-0.1Mpa～-0.01Mpa的压力下进行。

在本发明中，注入所述注入物9的所述压裂井机构为注入井3，进行所述多相抽提的所述压裂井机构为抽提井2；在本发明中，能够选择任意一口或者几口一次井作为注入井，能够选择任意一口或几口一次井作为抽提井。为了针对不同地形的土壤区域5，优选地，注入井3和抽提井2为同一压裂井机构，并且/或者，注入井3和抽提井2为不同的压裂井机构。其中，只要压裂井机构的数量在3个以上，同时进行一种实施方式，具体为注入井3和抽提井2均为第一压裂井机构；也能够同时进行另一种实施方式：注入井3 和抽提井2分别采用第二压裂井机构和第三压裂井机构；从而有效地提高抽提效果和效率。

在上述实施方式中，为了进一步提高抽提效果，优选地，注入井3和抽提井2为同一压裂井机构，在注入物9注入完成后，该方法还包括：将注入井3进行密封，接着将注入井3与抽提机构依次进行连接、抽提。

同理，为了进一步提高抽提效果，优选地，注入井3和抽提井2为不同的压裂井机构，方法还包括：将注入物9注入注入井3中，接着将抽提机构与抽提井2依次进行连接、抽提。

在本发明中，为了便于注入物9的增压和输送，优选地，注入物9通过注入单元1注入至注入井3中。由此，注入单元1便能够同时起到增压和输送的作用。

在本发明中，为了进一步提高抽提效果，优选地，单次多相抽提的时间为20-30h；优选地，多相抽提的总次数为5-50次，优选为5-10次。更优选地，控制多相抽提的总次数，使得经过多相抽提后的土壤区域5中的污染有机物的含量为2-100mg/Kg。

在本发明中，为了使得该方法能够更加地环保，优选地，该方法还包括：将抽提物10进行后处理。优选地，后处理包括：将抽提物10进行分离，得到有机物气体、泥沙和废水，接着将有机物气体进行无害化处理。

其中，为了进一步提高三相分离和无害化处理的效果，优选地，后处理包括：将抽提物10经过水洗冷却、于三相分离器7中进行三相分离，得到有机物气体、泥沙和废水，接着将有机物气体收集至废气处理装置8中进行无害化处理；

此外，为了进一步提高无害化处理的效果，优选地，无害化处理选自吸收、吸附、水洗、碱洗、膜分离、催化氧化、蓄热燃烧、直接燃烧、等离子技术处理、化学氧化和微生物处理中的至少一种。

以下将通过实例对本发明进行详细描述。以下实例中，污染有机物的含量的检测通过抽提后气相色谱法测试方法测得。土壤区域5为实验土壤模块，该土壤模块满足以下条件：有机污染物的总含量为5g/kg，有机污染物由10： 9：1重量比的甲苯：己烷：甲硫醇组成；土壤深度为15m；土壤为黏土。

实施例1

(1)钻打抽提井：如图4所示(为了简化图形，在图4中只绘制了一个一次井12，其他的一次井12已省略)，在土壤区域5上钻打至少两个一次井12；相邻的一次井12之间的距离为5m。

(2)土壤气体压裂：如图1和2所示，以90°的角度，钻打步骤(1) 的抽提井的井壁，通过胍胶作为压裂液，横向压裂获得二次井13。

(3)流通网络构建：如图2所示，在二次井13的井壁上钻打以形成压裂介质排出孔，在二次井13内采用***脉冲的方式，向土层中进行冲击，使土壤被脉冲气压裂，在其中产生缝隙及缝隙网络。在冲击时所采用的压裂介质为空气，本过程构筑起连接两个纵向抽提井的缝隙网络。其中，压裂介质在注入所述土壤区域5的过程中满足：初始压力为1.5Mpa，压裂介质在一次井中流速为2m/s；压裂介质排出孔在所述压裂井机构上的密度为2个/ 每m³土壤，每立方米的所述土壤区域5的压裂介质的注入量为10L，所述压裂介质排出孔的孔径为1mm；压裂缝隙14的平均宽度为2.8mm。

(4)多相抽提：如图2所示，在其中一口一次井作为注入井，以10m³/h 的流量，向井内注入135℃的高温蒸汽(每立方米的所述土壤区域5的高温蒸汽的注入量为0.01m³)。将另外一口一次井与抽提装置连接，以-0.09Mpa 压力，在抽提井口对受污染的土层进行负压抽提操作。将由注入蒸汽吹扫出的有机物抽出土壤，所抽提出的废气和废液的混合物，进入三相分离器7中进行三相分离，得到有机物气体、泥沙和废水，泥沙和废水通过排出管道11 排出。

(5)后续处理：对抽提出的废气采用膜分离结合吸附的耦合技术进行处理，随后达标排放。

(6)重复步骤(3)和步骤(4)的操作5次，多相抽提，并且每次抽提的时长24小时，最终通过检测得知，修复后土壤的有机污染物的含量为 79mg/Kg。

实施例2

按照实施例1的方法进行，所不同的是，相邻的两个压裂井机构之间的距离为8m，压裂介质在注入所述土壤区域5的过程中满足：初始压力为 5Mpa，压裂介质在所述压裂井机构中流速为10m/s，压裂介质排出孔在所述压裂井机构上的密度为10个/每m³土壤，所述压裂介质排出孔的孔径为 1mm，每立方米的所述土壤区域5的压裂介质的注入量为2L，压裂缝隙14 的平均宽度为1mm。

最终通过检测得知，修复后土壤的有机污染物的含量为56mg/Kg。

实施例3

按照实施例1的方法进行，所不同的是，相邻的两个压裂井机构之间的距离为10m，压裂介质在注入所述土壤区域5的过程中满足：初始压力为 0.5Mpa，压裂介质在所述压裂井机构中流速为0.2m/s，压裂介质排出孔在所述压裂井机构上的密度为20个/每m³土壤，所述压裂介质排出孔的孔径为 10mm，每立方米的所述土壤区域5的压裂介质的注入量为8L，压裂缝隙14 的平均宽度为2.8mm。

最终通过检测得知，修复后土壤的有机污染物的含量为33mg/Kg。

实施例4

按照实施例1的方法进行，所不同的是，步骤(4)中未向其中一口注入井注入135℃的高温蒸汽，而是直接将另外一口抽提井与抽提装置连接进行多相抽提。

最终通过检测得知，修复后土壤的有机污染物的含量为1158mg/Kg。

实施例5

按照实施例1的方法进行，所不同的是，如图3所示，压裂介质内掺有颗粒物质4(沙粒)，颗粒物质的平均粒径为2mm；所述土壤区域5的所述颗粒物质的注入量为5Kg/m³。

最终通过检测得知，修复后土壤的有机污染物的含量为8mg/Kg。

对比例1

按照实施例1的方法进行，所不同的是，未进行步骤(2)，相邻的两个压裂井机构之间的距离为12m。

操作结束后，通过检测得知，修复后土壤的有机污染物的含量为2570 mg/Kg。

对比例2

按照实施例1的方法进行，所不同的是，压裂介质在注入所述土壤区域 5的过程中满足：初始压力为0.5Mpa，压裂介质在所述压裂井机构中流速为 12m/s，每立方米的所述土壤区域5的压裂介质的注入量为1L。

操作结束后，通过检测得知，修复后土壤的有机污染物的含量为 1541mg/Kg。由此可见，压裂介质的注入量过小，压裂效果不佳，导致抽提效果差。

对比例3

按照实施例1的方法进行，所不同的是，压裂介质在注入所述土壤区域 5的过程中满足：初始压力为0.1Mpa，压裂介质在所述压裂井机构中流速为 1.0m/s，每立方米的所述土壤区域5的压裂介质的注入量为12L。

操作结束后，通过检测得知，修复后土壤的有机污染物的含量为 1404mg/Kg。由此可见，压力过小，注入效果不佳，导致抽提效果差。

对比例4

按照实施例1的方法进行，所不同的是，压裂介质排出孔在所述压裂井机构上的密度为1个/每m³土壤，所述压裂介质排出孔的孔径为12mm。

操作结束后，通过检测得知，修复后土壤的有机污染物的含量为1450mg/Kg。由此可见，由于压力机构密度低，压裂孔径不合适，导致压裂效果差，抽提后不能达到预期效果。

对比例5

按照实施例1的方法进行，所不同的是，压裂介质排出孔在所述压裂井机构上的密度为20个/每m³土壤，所述压裂介质排出孔的孔径为0.01mm。

操作结束后，通过检测得知，修复后土壤的有机污染物的含量为 1290mg/Kg。由此可见，排出孔的孔径过小导致压裂效果欠佳。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种压裂构建土层微循环结构后的多相抽提土壤修复的方法，其特征在于，所述方法包括：

1)在受到有机物污染的土壤区域(5)上钻打至少两组压裂井机构，将压裂介质通过其中至少一组所述压裂井机构注入土壤区域(5)中压裂土壤，以在压裂井机构周围形成压裂缝隙(14)；

2)通过剩余组所述压裂井机构进行多相抽提以得到抽提物(10)；

其中，注入过所述压裂介质的所述压裂井机构的组数小于所述压裂井机构的总组数；所述压裂介质在注入所述土壤区域(5)的过程中满足：初始压力为0.2Mpa～5.0Mpa，所述压裂介质在所述压裂井机构中流速为0.2～10m/s；每立方米的所述土壤区域(5)的所述压裂介质的注入量为1-10L。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压裂井机构包括至少2级压裂井，步骤1)中的钻打所述压裂井机构的步骤包括：自上一级的井壁钻打下一级压裂井；

优选地，所述压裂井机构包括一次井(12)和二次井(13)，步骤1)中的钻打所述压裂井机构的步骤包括：自一次井(12)的中下方钻打所述二次井(13)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤1)中的钻打至少一组压裂井机构的步骤还包括：对所述压裂井机构进行加固，加固方式优选为将套管设置于所述压裂井机构的内壁上。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤1)中的钻打所述压裂井机构的步骤还包括：在所述压裂井机构的井壁上钻打压裂介质排出孔；

优选地，步骤1)中还包括：将压裂喷头(16)设置于所述压裂介质排出孔上以使得所述压裂介质能够通过所述压裂喷头(16)注入所述土壤区域(5)中；

优选地，步骤1)中还包括：将压裂方向控制单元设置于所述土壤区域(5)中，所述压裂方向控制单元优选为喷嘴；

优选地，步骤1)中还包括：将压裂单元(21)设置于所述压裂井机构的顶部，所述压裂单元(21)将所述压裂介质注入所述压裂井机构中；

优选地，所述钻打步骤为一次性完成和/或多次间歇完成。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述压裂介质排出孔在所述压裂井机构上的密度为1-20个/每立方米所述土壤区域(5)，所述压裂介质排出孔的孔径为0.1～10mm；

优选地，所述压裂井机构的数量为至少两组，相邻的两个所述压裂井机构之间的距离为5～10m；

优选地，通过控制压裂介质的注入条件，使得压裂缝隙(14)的平均宽度为0.1～10mm。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述压裂介质包括液体、气体和胶体中的至少一者，优选为胍胶和/或空气；

优选地，所述压裂介质还包括颗粒性物质；

优选地，所述颗粒性物质具有吸附、吸收和能够发生化学反应中至少一种功能；

优选地，在所述压裂介质完成压裂土壤后，所述方法还包括将所述压裂介质排出土壤或者将所述压裂介质留置土壤中。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其特征在于，相邻的至少2个所述压裂缝隙(14)之间连通形成缝隙网格。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其特征在于，所述压裂井机构的数量至少为三组，所述方法还包括：将压裂介质通过其中至少一组所述压裂井机构注入土壤区域(5)中压裂土壤，在压裂土壤完成，通过注入过所述压裂介质的所述压裂井机构进行多相抽提。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其特征在于，在所述多相抽提进行之前，所述步骤2)还包括：将注入物(9)注入所述压裂井机构中；

优选地，所述注入物(9)选自蒸汽、气体、淋洗液以及胶体中的至少一种；

优选地，所述注入物(9)为120-200℃的高温气体；

优选地，所述注入物(9)为130-140℃的热空气；

优选地，所述注入物(9)的注入速率为8-20m³/h。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述多相抽提在负压的条件下进行，或者所述多相抽提在所述注入物(9)自带的压力下进行；

优选地，所述多相抽提在-0.1Mpa～-0.01Mpa的压力下进行。

11.根据权利要求8-10中任意一项所述的方法，其特征在于，注入所述注入物(9)的所述压裂井机构为注入井(3)，进行所述多相抽提的所述压裂井机构为抽提井(2)；所述注入井(3)和抽提井(2)为同一所述压裂井机构，并且/或者，所述注入井(3)和抽提井(2)为不同的所述压裂井机构；

优选地，所述注入井(3)和抽提井(2)为同一所述压裂井机构，在所述注入物(9)注入完成后，所述方法还包括：将注入井(3)进行密封，接着将所述注入井(3)与抽提机构依次进行连接、抽提；

优选地，所述注入井(3)和抽提井(2)为不同的所述压裂井机构，所述方法还包括：将所述注入物(9)注入所述注入井(3)中，接着将抽提机构与所述抽提井(2)依次进行连接、抽提；

优选地，所述注入物(9)通过注入单元(1)注入至所述注入井(3)中。

12.根据权利要求1-11中任意一项所述的方法，其特征在于，单次所述多相抽提的时间为20-30h；

优选地，所述多相抽提的总次数为5-50次，优选为5-10次；

优选地，控制所述多相抽提的总次数，使得经过所述多相抽提后的所述土壤区域(5)中的污染有机物的含量为2-100mg/Kg。

13.根据权利要求1-12中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述抽提物(10)进行后处理；

优选地，将所述抽提物(10)进行分离，得到有机物气体、泥沙和废水，接着将所述有机物气体进行无害化处理；

优选地，所述后处理包括：将所述抽提物(10)经过水洗冷却、于三相分离器(7)中进行三相分离，得到有机物气体、泥沙和废水，接着将所述有机物气体收集至废气处理装置(8)中进行无害化处理；

优选地，所述无害化处理选自吸收、吸附、水洗、碱洗、膜分离、催化氧化、蓄热燃烧、直接燃烧、等离子技术处理、化学氧化和微生物处理中的至少一种。

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