CN113857226B - 压裂土壤后进行原位抽提的土壤修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土壤修复领域，公开了一种压裂土壤后进行原位抽提的土壤修复方法，该方法包括：1)在受到有机物污染的土壤区域上钻打至少一组压裂井机构，将压裂介质通过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)在所述压裂土壤完成后，对注入过所述压裂介质的所述压裂井机构进行原位抽提以得到抽提物；其中，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～10.0Mpa，所述压裂介质在所述压裂井机构中流速为10～50m/s；每立方米的所述土壤区域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

压裂土壤后进行原位抽提的土壤修复方法

技术领域

本发明涉及土壤处理领域，具体地，涉及压裂土壤后进行原位抽提的土壤修复方法。

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。环保已被列为十三五计划的重点发展方向。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系统及方法”，但是该方法存在抽提井覆盖面积小，对于透气性差或板结的土壤无法实现高效的净化作用。

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土壤后进行原位抽提的土壤修复方法，该方法包括：

1)在受到有机物污染的土壤区域上钻打至少一组压裂井机构，将压裂介质通过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)在所述压裂土壤完成后，对注入过所述压裂介质的所述压裂井机构进行原位抽提以得到抽提物；

其中，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～10Mpa，所述压裂介质在所述压裂井机构中流速为10～50m/s；每立方米的所述土壤区域的所述压裂介质的注入量为5～10L。

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井机构的井壁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至所述压裂井机构中。

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，压裂介质排出孔在所述压裂井机构上的密度为1～10个/每m³土壤，所述压裂介质排出孔的孔径为1～15mm。

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2～20m。

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1～20mm。

优选地，所述压裂介质包括液体、气体和胶体中的至少一种，优选为胍胶、未完全固化的硅橡胶和空气中的至少一种。

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，在所述原位抽提进行之前，所述步骤2)还包括：将注入物注入至所述压裂井机构中。

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，所述气体为50-150℃以上的高温气体。

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，所述原位抽提在负压的条件下进行，或者所述原位抽提在所述注入物自带的压力下进行。

优选地，所述原位抽提在-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，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，所述注入物通过注入单元注入至所述注入井中。

优选地，单次所述原位抽提的时间为20-30h。

优选地，所述原位抽提的总次数为5-50次，优选为5-10次。

优选地，控制所述原位抽提的总次数，使得经过所述原位抽提后的所述土壤区域中的污染有机物的含量为0.2Kg/m³以下。

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压裂井机构周围的土壤以形成压裂缝隙，在压裂土壤完成后，对注入过所述压裂介质的所述压裂井机构进行原位抽提(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)。原位抽提过程能够借助压裂缝隙形成流通通道以提高物质流通效率；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，在原位抽提过程中，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。

此外，在本发明中，压裂介质的注入和原位抽提是在同一压裂井机构中进行；相对于压裂介质的注入和原位抽提在不同的同一压裂井机构中进行的方式，本发明克服了现有的原位抽提存在抽提井覆盖面积小，对于透气性差或板结的土壤无法实现高效净化的缺陷。

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。

附图说明

图1是本发明提供的压裂土壤后进行原位抽提的土壤修复方法中压裂土壤的一种优选实施方式的操作示意图；

图2是本发明提供的颗粒性物质在压裂缝隙中的状态图；

图3是本发明提供的压裂土壤后进行原位抽提的土壤修复方法中的原位抽提的另一种优选实施方式的操作示意图；

图4是本发明提供的压裂土壤后进行原位抽提的土壤修复方法中钻打压裂井机构的操作示意图。

附图标记说明

1、压裂单元                 4、颗粒性物质

5、土壤区域                 7、三相分离器

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

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土壤后进行原位抽提的土壤修复方法，如图1和图3-4所示，该方法包括：

1)在受到有机物污染的土壤区域5上钻打至少一组压裂井机构，将压裂介质通过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)在所述压裂土壤完成后，对注入过所述压裂介质的所述压裂井机构进行原位抽提以得到抽提物；

其中，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～10Mpa，所述压裂介质在所述压裂井机构中流速为10～50m/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。

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为正己烷、甲苯、苯、二氯乙烷和正庚烷等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，污染有机物的含量为10-20Kg/m³。

在本发明中，为了进一步提高原位抽提效果，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，从而使得原位抽提能够达到更优地效果。其中，从成本和原位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原位抽提的有序进行。

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爆破脉冲。

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注入土壤区域5中；由此便能够借助压裂喷头16在土壤中以爆破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1设置于压裂井机构的顶部，压裂单元1将压裂介质注入至压裂井机构中；由此，压裂单元1一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，为了进一步提高原位抽提的效果，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1～10个/每m3土壤，所述压裂介质排出孔的孔径为1～15mm。

在本发明中，为了进一步提高原位抽提的效果，优选地，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2～20m；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，为了进一步提高原位抽提的效果，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1～20mm。

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种，更优选为胍胶、未完全固化硅橡胶和空气中的至少一种。

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2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2～5mm；更优选地，每立方米的所述土壤区域5的颗粒物质的用量2-5Kg/m³。

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，但相互靠近。因为，在原位抽提的压力下，压裂缝隙14之间最终也会成型全连通的流通通道，并不会影响原位抽提的效果，同时还能够降低压裂成本。

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。

在上述实施方式的基础上，为了进一步提高原位抽提的效率，优选地，在所述原位抽提进行之前，所述步骤2)还包括：将注入物注入至所述压裂井机构中。即将所述压裂井机构作为注入井，将注入物注入所述注入井中，接着将所述压裂井机构作为抽提井，对抽提井进行原位抽提以得到抽提物10。由此通过注入物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直接原位抽提，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，进一步地缩短操作流程，同时也能够降低成本。

在本发明中，为了进一步提高注入物的注入效果，进而能够使得注入物能够充分地填充压裂缝隙14，优选地，注入物选自蒸汽、气体、淋洗液以及胶体中的至少一种；更优选地，气体为50-150℃的高温气体；进一步优选地，注入物为130-140℃的蒸汽。

在本发明中，为了进一步提高注入物的注入效果，优选地，注入物的注入速率为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1-20m³。

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

在上述实施方式中，注入所述注入物的所述压裂井机构为注入井，进行所述原位抽提的所述压裂井机构为抽提井，为了进一步提高注入物的注入和抽提的对接效率和抽提效果，优选地，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。

在本发明中，为了便于注入物的增压和输送，优选地，注入物通过注入单元1注入至注入井中。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，单次原位抽提的时间为20-30h；优选地，原位抽提的总次数为5-50次，优选为5-10次。更优选地，控制原位抽提的总次数，使得经过原位抽提后的土壤区域5中的污染有机物的含量为0.2Kg/m³以下。

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溶剂萃取后气相色谱与质谱连用的方法测得。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10Kg/m³，有机污染物含有重量比为1：1：1的正己烷、甲苯、二氯乙烷；土壤深度为5m；土壤为黏土，孔隙度为45％，土壤孔采用GBT 21650.1-2008记载压汞法测得。

实施例1

单井、压裂后原位抽提：

(1)钻打抽提井：如图4操作，土壤区域5自上而下依次钻打压裂井机构(包括自上而下相互连通的一次井12和二次井13)。相邻的两个压裂井机构之间的距离为5m。

(2)土壤气体压裂：如图1操作，在步骤(1)钻打的抽提井的井壁形成压裂介质排出孔，以一定的角度，在压裂介质排出孔上布置用于气体压裂的压裂喷头16。通过压裂单元1向一次井12和二次井13中注入压裂介质(空气)并增压，采用爆破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。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4.0Mpa，压裂介质在所述压裂井机构中流速为20m/s，每立方米的所述土壤区域5的压裂介质的注入量为8L；压裂介质排出孔在所述压裂井机构上的密度为5个/每m³土壤，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2mm。

(3)气相抽提：如图3所示，在抽提井口进行密封，并与抽提装置连接，以-0.09Mpa的压力，在抽提井口对受污染的土层进行负压抽提操作。将有机物抽出土壤，并沿着抽提井抽出土壤后进入三相分离器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；

(4)废气处理：对抽提出的废气采用水洗、膜分离结合低温催化的技术组成的废气处理装置中进行废气的无害化处理，随后直排大气。

(5)依次重复步骤(2)、(3)、(4)的操作10次，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0.08Kg/m³。

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2m，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8Mpa，压裂介质在所述压裂井机构中流速为40m/s，压裂介质排出孔在所述压裂井机构上的密度为3个/每m³土壤，所述压裂介质排出孔的孔径为2mm，每立方米的所述土壤区域5的压裂介质的注入量为10L。

最终通过检测得知，修复后土壤的有机污染物的含量为0.05Kg/m³。

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20m，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3Mpa，压裂介质在所述压裂井机构中流速为50m/s，压裂介质排出孔在所述压裂井机构上的密度为8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5L。

最终通过检测得知，修复后土壤的有机污染物的含量为0.17Kg/m³。

实施例4

按照实施例1的方法进行，所不同的是，在步骤(3)的抽提之前，还包括以10m³/h的流量，向井内注入135℃的高温蒸汽(以100m³的所述土壤区域5为基准，高温气体的注入量为5m³)，然后再进行步骤(3)的抽提。

最终通过检测得知，修复后土壤的有机污染物的含量为1.4g/m³。

实施例5

按照实施例1的方法进行，所不同的是，如图2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3mm；每立方米的所述土壤区域5的颗粒物质的注入量为4Kg。

最终通过检测得知，修复后土壤的有机污染物的含量为0.68g/m³。

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25m。

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2.1Kg/m³。

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5.0Mpa，压裂介质在所述压裂井机构中流速为25m/s，每立方米的所述土壤区域5的压裂介质的注入量为5L。

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0.88Kg/m³。

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0.2Mpa，压裂介质在所述压裂井机构中流速为5m/s，每立方米的所述土壤区域5的压裂介质的注入量为10L。

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1.62Kg/m³。

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2个/每m³土壤，所述压裂介质排出孔的孔径为20mm。

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2.77Kg/m³。

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1个/每m³土壤，所述压裂介质排出孔的孔径为2mm。

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3.1Kg/m³。

对比例6

按照实施例1的方法进行，所不同的是，将土壤气体压裂的步骤替换为：在步骤(1)钻打的抽提井的井壁形成压裂介质排出孔，以90°的角度，在压裂介质排出孔上布置用于气体压裂的压裂喷头16。通过压裂单元1向一次井12和二次井13中注入压裂介质。其中，压裂介质为80℃、初始压力1Mpa的空气，压裂介质在所述压裂井机构中流速为20m/s，每100立方米的所述土壤区域5的高温空气的注入量为20L。

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4.53Kg/m³。由此可见，该对比例的土壤修复效果远差于实施例1、对比例2-5的效果，这是由于土壤板结，高温空气只能在抽提井的极段距离范围内起到高温干燥的作用，而难以向抽提井的四周扩散。

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 (30)

1.一种压裂土壤后原位抽提的土壤修复方法，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)上钻打至少一组压裂井机构，将压裂介质通过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)在所述压裂土壤完成后，将注入物注入至所述压裂井机构中，对注入过所述压裂介质的所述压裂井机构进行原位抽提以得到抽提物(10)；所述注入物为130-140℃的蒸汽，所述注入物(9)的注入速率为8-20m³/h；

其中，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～10Mpa，所述压裂介质在所述压裂井机构中流速为10～50m/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；

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m³土壤，所述压裂介质排出孔的孔径为1～15mm。

2.根据权利要求1所述的土壤修复方法，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。

3.根据权利要求1或2所述的土壤修复方法，其特征在于，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)。

4.根据权利要求1或2所述的土壤修复方法，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。

5.根据权利要求4所述的土壤修复方法，其特征在于，所述加固方式为将套管设置于所述压裂井机构的内壁上。

6.根据权利要求1或2所述的土壤修复方法，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。

7.根据权利要求1或2所述的土壤修复方法，其特征在于，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。

8.根据权利要求1或2所述的土壤修复方法，其特征在于，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为喷嘴。

9.根据权利要求1或2所述的土壤修复方法，其特征在于，步骤1)中还包括：将压裂单元(1)设置于所述压裂井机构的顶部，所述压裂单元(1)将所述压裂介质注入至所述压裂井机构中。

10.根据权利要求1或2所述的土壤修复方法，其特征在于，所述钻打步骤为一次性完成和/或多次间歇完成。

11.根据权利要求1或2所述的土壤修复方法，其特征在于，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2～20m。

12.根据权利要求1或2所述的土壤修复方法，其特征在于，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1～20mm。

13.根据权利要求1或2所述的土壤修复方法，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种。

14.根据权利要求1或2所述的土壤修复方法，其特征在于，所述压裂介质包括胍胶、硅橡胶和空气的至少一种。

15.根据权利要求14所述的土壤修复方法，其特征在于，所述压裂介质还包括颗粒性物质。

16.根据权利要求15所述的土壤修复方法，其特征在于，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。

17.根据权利要求1或2所述的土壤修复方法，其特征在于，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。

18.根据权利要求1或2所述的土壤修复方法，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。

19.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，所述原位抽提在负压的条件下进行，或者所述原位抽提在所述注入物自带的压力下进行。

20.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，所述原位抽提在-0.1Mpa～-0.01Mpa的压力下进行。

21.根据权利要求1所述的土壤修复方法，其特征在于，注入所述注入物的所述压裂井机构为注入井，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。

22.根据权利要求21所述的土壤修复方法，其特征在于，所述注入物通过注入单元(1)注入至所述注入井中。

23.根据权利要求1或2所述的土壤修复方法，其特征在于，单次所述原位抽提的时间为20-30h。

24.根据权利要求1或2所述的土壤修复方法，其特征在于，所述原位抽提的总次数为5-50次。

25.根据权利要求1或2所述的土壤修复方法，其特征在于，所述原位抽提的总次数为5-10次。

26.根据权利要求1或2所述的土壤修复方法，其特征在于，控制所述原位抽提的总次数，使得经过所述原位抽提后的所述土壤区域(5)中的污染有机物的含量为0.2Kg/m³以下。

27.根据权利要求1或2所述的土壤修复方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述抽提物(10)进行后处理。

28.根据权利要求27所述的土壤修复方法，其特征在于，所述后处理包括：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。

29.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，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中进行无害化处理。

30.根据权利要求28或29所述的方法，其特征在于，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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