頁巖氣提取的制作方法

本披露涉及頁巖氣提取，包括使用液壓壓裂(水力壓裂)的提取技術。

發明背景

頁巖氣是在頁巖地層中可以找到的天然氣。為了從頁巖地層中提取頁巖氣，已經使用液壓壓裂(水力壓裂)來輔助釋放頁巖氣，因此可以將其提取到地面上以供使用。

液壓壓裂涉及將壓裂流體以高壓注入含有頁巖氣的頁巖地層中，該壓裂流體可以包括水與砂和其他化學物質的混合物。該液壓流體的壓力在頁巖中造成斷裂，頁巖打開從而在巖石中產生縫隙。砂(或壓裂流體中的其他支撐劑)保持這些縫隙打開，從而使得地層流體(例如頁巖氣)可以流動穿過斷裂的頁巖地層。開采管被提供至到達斷裂的頁巖地層(被稱為開采區)，并且接著將頁巖氣從該開采區穿過該開采管提取到地表。

在一些區域中，頁巖地層位于透水巖石層下方，該透水巖石層可能包括含水層。出于環境原因，還希望的是減少或最小化對含水層中的水的污染。出于類似原因，還希望減小或最小化對開采區外的任何其他地層或區域的污染。進一步，頁巖氣的不受控的泄露可能增加溫室氣體排放。

技術實現要素：

在第一方面，本披露提供了一種用于在下層頁巖層上方包括透水層的區域內提取頁巖氣的系統，該系統包括：位于穿過該透水層到達該頁巖層的井孔中的開采管；圍繞該井孔中的該開采管的至少一部分的過濾裝置，其中該過濾裝置被提供在該透水層之處和/或下方以便在至少一種污染物進入該透水層之前捕集該污染物。

在一種形式中，該污染物包括頁巖氣。該污染物還可以包括以下化學物質中的一種或多種：氰化物、鹽酸、甲酸、硼酸、其他酸、鹽酸季銨鹽、氯化鈉、甲醇、乙醛、石油餾出物、鉀、以及偏硼酸鹽。

在一種形式中，該透水層包括含水層，其中該過濾裝置被至少提供在該井孔的、穿過了該含水層的潛水帶的區域中。該過濾裝置是從該井孔的、穿過了該含水層的潛水帶的區域到在該含水層的潛水面上方的區域地定位的。

在一種形式中，該井孔穿過了位于該透水層與該頁巖層之間的不透層，其中該過濾裝置是從該井孔的、穿過了該透水層的區域到該井孔的、穿過了該不透層的區域地定位的。

在一種形式中，該系統進一步包括：至少一個過濾器組件，其中該過濾器組件包括：中空管，該中空管被適配成用于接納該開采管的一部分；以及過濾器部分，該過濾器部分環繞該中空管的面向外的部分并且形成該過濾裝置的一部分。

在一種形式中，該系統進一步包括在該開采管與該中空管的內表面之間的環形空間內的水泥，其中該水泥輔助固定該過濾器組件和該開采管。

在一種形式中，該至少一個過濾器組件包括：在該中空管的第一端處的第一管接頭；以及在該中空管的第二端處的第二管接頭，其中該過濾器組件的第一管接頭與相鄰過濾器組件的第二管接頭相聯接以便使得能夠實現多個過濾器組件的端對端聯接。

在一種形式中，該至少一個過濾器組件被適配成用于接納圍繞該過濾器部分的可移除護套，其中該可移除護套被提供用于在使用之前保護該過濾器部分，并且在使用中該可移除護套被移除以便將該過濾器暴露給該井孔。在另一種形式中，該過濾器部分具有收攏構型和膨脹構型，其中在該收攏構型中該過濾器組件的總直徑小于當該過濾器部分處于該膨脹構型時該過濾器組件的總直徑，其中該收攏構型輔助將該過濾器組件定位在該井孔中的使用位置。

在一種形式中，該過濾器組件被適配成用于在該過濾器部分處于該收攏構型時接納該可移除護套。

在一種形式中，當該過濾器組件處于該使用位置時，處于該膨脹構型的該過濾器部分與該井孔的相鄰壁相接觸。

在一種形式中，該系統進一步包括與該過濾裝置定位在一起的至少一個氣體或污染傳感器，其中來自該氣體或污染傳感器的數據可以用來推導出該過濾器的污染狀態。該氣體或污染傳感器可以是該過濾器組件的一部分。

在另一種形式中，該系統包括位于該過濾裝置下方的漏斗，其中該漏斗被提供用于將上升氣體朝該過濾裝置引導。該漏斗可以包括進口和出口，該出口具有指向該過濾裝置的開口，其中該進口具有比該出口的開口更大的開口，并且在使用中該進口指向下，使得在該漏斗下方的上升氣體被接收到該進口中并朝該過濾裝置被引導到該出口。

在該系統的一種形式中，壓裂流體被泵送至該頁巖層以便壓裂該下層頁巖層中的頁巖從而形成開采區，并且該開采管的一部分位于該開采區處以便提取頁巖氣。

在該系統的一種形式中，該開采管的一部分至少部分地在水平方向上延伸跨過該開采區。

在另一種形式中，該系統包括至少一個抽吸管，該至少一個抽吸管具有用于從該開采區去除污染物的至少一個進口，其中該至少一個進口位于該透水層中的含水層的潛水帶與該開采區之間。來自該開采區的污染物包括來自該開采區的殘余氣體中的至少一種、或該壓裂流體的至少一種組分或化合物。

在一種形式中，該至少一個抽吸管包括產生磁場的材料、或者包括用于產生與該抽吸管相關聯的磁場的磁場發生器，并且該壓裂流體包括鐵磁流體，其中該磁場被提供用于將該壓裂流體中的鐵磁流體朝該至少一個抽吸管吸引。

在一種形式中，該抽吸管的該至少一個進口是在該潛水帶與該開采區之間的大致半途定位的。在另一種形式中，該至少一個抽吸管包括多個抽吸管以形成進口陣列，其中該進口陣列是基本上平面的陣列。在一種形式中，該基本上平面的陣列是基本上水平的。

在一種形式中，該至少一個抽吸管進一步包括至少一個氣體或污染傳感器以便檢測一種或多種氣體或污染物的存在。

在另一方面，本披露提供了一種在用于頁巖氣提取的井下鉆孔中的開采管附近捕集至少一種污染物的方法，該井下鉆孔穿過透水層到達下層頁巖層，該方法包括：在該透水層之處和/或下方提供過濾裝置來環繞該井孔中的該開采管的至少一部分以便在至少一種污染物進入該透水層之前捕集該污染物。

在一種形式中，該方法進一步包括提供位于該過濾裝置下方的漏斗，其中該漏斗將上升氣體引導至該過濾裝置。

在另一方面，本披露提供了一種用于在頁巖氣提取過程中回收在開采區附近的包括鐵磁流體的壓裂流體的多種組分的方法，該方法包括以下步驟：在該開采區附近提供至少一個抽吸管，該抽吸管具有產生磁場的材料，或者提供磁場發生器來產生與該抽吸管相關聯的磁場；用該磁場將該壓裂流體中的鐵磁流體朝該至少一個抽吸管吸引；將該鐵磁流體抽吸穿過該抽吸管。

在另一方面，本披露提供了一種對用于頁巖氣提取的井下鉆孔進行完井的方法，該井下鉆孔穿過透水層到達下層頁巖層，該方法包括：鉆出到達該頁巖層的井孔，該井孔的尺寸被確定成用于接納開采管和過濾裝置二者；提供穿過該井孔到達該頁巖層的開采管；在該井孔中提供該過濾裝置，該過濾裝置環繞該井孔中的該開采管的一部分，其中該過濾裝置被定位在該透水層之處和/或下方以便在至少一種污染物進入該透水層之前捕集該污染物。

在一種形式中，該透水層是含水層，并且該方法進一步包括：提供從該井孔的、穿過了該透水層的區域的所述部分到該含水層的潛水位的該過濾裝置。

在一種形式中，該井孔穿過了位于該透水層與該頁巖層之間的不透層，并且該方法進一步包括：提供從該井孔的、穿過了該透水層的區域到該井孔的、穿過了該不透層的區域的該過濾裝置。

在一種形式中，該方法進一步包括提供位于該過濾裝置下方的漏斗，其中該漏斗將上升氣體朝該過濾裝置引導。

在一種形式中，該過濾裝置是至少一個過濾器組件的一部分，該過濾器組件包括：中空管，該中空管被適配成用于接納該開采管的一部分；以及過濾器部分，該過濾器部分環繞該中空管的面向外的部分，其中可移除護套環繞該過濾器部分并在使用之前保護該過濾器部分，其中在該井孔中提供該過濾裝置的步驟包括以下步驟：將具有保護該過濾器部分的環繞型護套的該至少一個過濾器組件向下放入該井孔中；將該至少一個過濾器組件定位在使用位置；并且移除該護套。

在另一種形式中，對該井下鉆孔進行完井的方法包括在該井孔中提供多個過濾器組件來形成該過濾裝置，其中每個過濾器組件包括：在該中空管的第一端處的第一管接頭；以及在該中空管的第二端處的第二管接頭，其中該過濾器組件的第一管接頭與相鄰過濾器組件的第二管接頭相聯接以便使得能夠實現多個過濾器組件的端對端聯接；其中該方法進一步包括以下步驟：將具有保護該過濾器部分的環繞型護套的后續過濾器組件向下放入該井孔中，到達在之前以使用位置定位的過濾器組件上方的位置；將該后續過濾器組件聯接至該之前定位的過濾器組件上；并且移除該后續過濾器組件的護套。

在另一方面，本披露提供了一種用在上述系統中的過濾器組件，該過濾器組件包括：中空管，該中空管被適配成用于接納該開采管的一部分；以及過濾器部分，該過濾器部分環繞該中空管的面向外的部分。

在一種形式中，該過濾器組件進一步包括：在該中空管的第一端處的第一管接頭；以及在該中空管的第二端處的第二管接頭，其中該過濾器組件的第一管接頭與相鄰過濾器組件的第二管接頭相聯接以便使得能夠實現多個過濾器組件的端對端聯接。

在另一種形式中，該濾器組件被適配成用于接納圍繞該過濾器部分的可移除護套，其中該可移除護套被提供用于在使用之前保護該過濾器部分，并且在使用中該可移除護套被移除以便將該過濾器暴露給該井孔。

在一種形式中，該過濾器部分具有收攏構型和膨脹構型，其中在該收攏構型中該過濾器組件的總直徑小于當該過濾器部分處于該膨脹構型時該過濾器組件的總直徑，其中該收攏構型輔助將該過濾器組件定位在該井孔中的使用位置。

在一種形式中，該過濾器組件被適配成用于在該過濾器部分處于該收攏構型時接納該可移除護套。

在一種形式中，該過濾器組件包括與該過濾裝置定位在一起的至少一個氣體或污染傳感器，其中來自該氣體或污染傳感器的數據可以用來推導出該過濾器的污染狀態。

在另一方面，本披露提供了一種用于與上述系統一起使用的漏斗，該漏斗包括進口和出口，其中該進口具有比該出口的開口更大的開口。

附圖簡要說明

圖1是一種用于頁巖氣提取的系統的一個實施例的截面透視圖；

圖2是過濾器組件的截面透視圖，該過濾器組件的一個過濾器部分處于膨脹構型而另一個過濾器部分處于收攏構型；

圖3是圖2的過濾器組件的一部分以及開采管的一個區段的截面視圖；

圖4是具有固定的過濾器部分的過濾器組件的替代性實施例的一部分的截面透視圖；

圖5是圖4的過濾器組件的實施例的側視圖；

圖6是漏斗以及開采管和過濾器組件的一部分的透視圖；

圖7是抽吸管的一部分的側視圖；

圖8是頁巖開采區的一個區段的示意性截面圖，示出了井孔和多個地層；

圖9是在井孔中的開采管的示意性側視圖；

圖10是位于不透層中的漏斗的示意性側視圖；

圖11是位于漏斗上方的第一和第二過濾器組件的示意性側視圖；

圖12是完井系統的示意性側視圖，其中在這些過濾器組件與開采管之間提供了水泥，并且抽吸器陣列位于開采區上方；

圖13是帶有漏斗的過濾器組件的替代性實施例的示意性側視圖；

圖14是圖13的過濾器組件的局部截面透視圖；

圖15是圖14的過濾器組件的截面端視圖，其中外部過濾器部分處于膨脹構型中；

圖16、16A和17是過濾器組件的另外實施例的截面視圖和側視圖；

圖18是圖16、16A和17的過濾器組件的原位側視圖；并且

圖19是完井系統的電磁管形成部分的側視圖。

實施方式的具體說明

概覽

圖1展示了用于頁巖氣提取的系統1。透水層3位于提取頁巖氣的區域之上，該區域包括在下的層頁巖層5。該系統包括井口10，開采管7從該井口延伸進入穿過該透水層3的井孔9并且到達頁巖層5。呈端對端連接的多個過濾器組件21形式的過濾裝置11也位于該井孔9中并且環繞該開采管7的一部分，其中這些過濾器組件21被提供在該井孔9的、在該透水層3下方的區域的至少一部分中。

在一個實施例中，該過濾器組件21還在該開采管穿過該透水層3中的含水層8的潛水帶4的地方提供在該開采管7的周圍。這些過濾器組件21可以捕集可能從頁巖層5的開采區6泄漏出的至少一種污染物。這可以包括從開采區6泄漏出的、由于密度較小而在井孔9處或其周圍朝向井口10向上升的頁巖氣。這可以緩解以下問題：在圍繞該開采區7邊界的區域中密封該開采管7以及該井孔9的壁，從而由于薄弱的密封而可能導致頁巖氣從開采區6沿著或圍繞井孔9泄漏出。替代地或此外，這些過濾器組件21可以捕集可能在開采管7處或其周圍泄漏出的至少一種污染物。這樣的泄漏可以包括該開采管7或周圍水泥崩裂或斷裂而導致開采管7發生泄漏的多種情形。此外，這些過濾器組件21可以吸引這些過濾器組件21區域周圍的一種或多種污染物，由此減少或防止這些過濾器組件21附近的污染物(或流體和化學物質)在該井孔9穿其而過的多個地層層之間穿行。

應了解的是，在一些實施例中，這些過濾器組件21可以捕集該至少一種污染物中的一些但不是全部。因此，在此所描述的捕集可以包括捕集基本上全部的污染物、或者替代地捕集一部分污染物。即，該過濾器的一些實施例可以捕集污染物來減少污染物泄漏出而去污染一個或多個基質層的總量。在一些實施例中，這些過濾器組件21可以通過吸收和/或吸附污染物來捕集至少一種污染物。

在所展示的實施例中，不透層13位于該透水層3與該頁巖層5之間。過濾器組件21被提供成圍繞該開采管7、從該不透層13通到含水層8的潛水帶4的區域、并且通到該含水層8的潛水位14上方的區域。這個構型可以減少或最小化對該含水層8中的水的污染。

漏斗15位于被定位在該不透層13處的最底下過濾器組件21的下方。漏斗15被提供用于將可以從該漏斗15下方的區域向上彌漫的泄漏氣體朝向過濾器組件21引導。

現在將詳細描述該系統的部件。

過濾器組件

第一實施例–可膨脹且可收攏的過濾器部分

現在將參照圖2和3描述根據第一實施例的過濾器組件21。

圖2展示了包括中空管23的過濾器組件21，該開采管7的一部分延伸穿過該中空管。在一個實施例中，如圖3所示，中空管23的直徑被大小確定成用于不僅針對該開采管7的寬度提供空隙24、還允許水泥被提供在該開采管7的外壁與該中空管23的內壁25之間、典型地在1至2cm的量級上。

該中空管23的第一端27處是第一管接頭29，該第一管接頭在管外表面上呈外螺紋的形式。該中空管23的第二端31處是第二管接頭33，該第二管接頭呈互補內螺紋的形式。第一和第二管接頭29、33被適配成允許類似的相鄰過濾器組件21以相應端來彼此聯接。因此，多個過濾器組件21可以端對端地彼此相連接，以形成不定長度的聯接好的過濾器組件。應了解的是，可以使用不同于上文所描述的螺紋連接的其他形式的管接頭。

過濾器部分35被提供在該中空管23的面向外的部分26上。在所展示的實施例中，該過濾器部分35是大致上環形的并且環繞該中空管23的面向外的部分26。

在圖2至3所展示的實施例中，該過濾器組件21包括兩個過濾器部分35，其中這些過濾器部分35可以具有收攏構型37以及膨脹構型39。雖然展示出一個過濾器部分37為收攏并且另一個過濾器部分39為膨脹，但是應了解的是，該過濾器組件21可以被配置成具有兩個收攏的過濾器部分35或兩個膨脹的過濾器部分35。在與在這些過濾器部分35中的一個或多個部分處于該膨脹構型時該過濾器組件的總直徑進行比較時，當這些過濾器部分35處于該收攏構型37時，該過濾器組件21的總直徑減小。由于處于該收攏構型37時該總直徑較小，所以這輔助將該過濾器組件21向下移動并且定位到井孔9中，該井孔的一些部分具有的直徑可以小于過濾器部分35處于膨脹構型時的總直徑。這可以有利于在井孔9的、處于該過濾器組件21的使用位置上方的部分處允許有較小直徑的孔。這減少了從該井口10到該過濾器組件21的使用位置擴展出較大井孔9的要求。這可以在鉆井/擴井時間、努力、以及成本方面提供節省。

過濾器部分35可以通過將流體泵入收攏過濾器部分35來從該收攏狀態膨脹。在一個實施例中，可以通過泵送一種或多種氣體來充入該過濾器部分35以導致該過濾器部分的膨脹。在一個實施例中，該過濾器組件21可以包括輔助膨脹的一個或多個充氣室。在進一步的實施例中，這些充氣室是與這些過濾器部分35一體的。這些氣體可以被泵送穿過從井口10向下到有待選擇性充氣的過濾器部分35的管道。用于使該過濾器部分膨脹的適合氣體可以包括氮氣、以及壓縮氣體。

參見圖3，該過濾器組件21可以接納可移除的保護護套41以保護該過濾器部分35。該可移除的保護護套41可以是管或管狀結構、并且可以由金屬、塑料、纖維增強塑料、或其他適合的材料形成。該可移除的保護護套41用于在過濾器部分35未在使用中時、尤其是在該過濾器組件21被下放入該井孔9中去到該使用位置時保護該過濾器部分。因此，護套41在該過濾器組件在該井孔9中移動時防止了過濾器部分35刮擦該井孔9的壁。

在圖3示出的實施例中，該可移除的保護護套41輔助將該過濾器部分35保持在收攏構型37中。即，護套41(環繞該過濾器部分35)阻止該過濾器部分35膨脹。這在以下一些實施例中可以是有用的：該過濾器部分35被壓縮成收攏構型、并且該護套41可以提供壓縮力來使得該過濾器部分35維持在壓縮構型。

該可移除的保護護套41可以連接一根或多根線纜(未示出)，這些線纜從該井口10穿過該井孔9定位。該一根或多根線纜允許在該過濾器組件21被定位在使用位置之后將該護套41從該過濾器組件提升。

在一種形式中，可釋放鎖定機構(未示出)被提供用于將該護套41固定至該過濾器組件21上。該可釋放鎖定機構在被鎖定時、尤其在該過濾器組件21的運輸和/或向下放到該井孔9中的過程中將該護套41固位在該過濾器組件21上。當該過濾器組件21被定位在使用位置時，該可釋放鎖定機構被解鎖以允許縮回該線纜從而將該護套41從該過濾器組件21并且朝向該井口10提升。在一個實施例中，該可釋放鎖定機構通過一根或多根線纜與連接件操作性地鏈接，這樣使得在該線纜存在一定張力時，該可釋放鎖定機構被解鎖。因此，在使用中，在該過濾器組件21被定位在使用位置之后，該線纜被拉緊以便將該鎖定機構解鎖、并且隨后該張緊線纜將該護套41朝向該井口10提升以便移除。

在另一個實施例中，該保護護套41是通過多個剪切銷(未示出)固定至該過濾器組件21上的。在該過濾器組件21被降下并固定(例如通過與其他過濾器組件水泥凝結或聯接到一起)至使用位置之后，該線纜被拉緊以便提升該護套41。所得的力致使這些剪切銷剪斷，由此允許該護套41與過濾器組件21分開、并且從井孔9移除該護套。

在一個實施例中，處于收攏構型的過濾器部分為該過濾器組件21提供小于600mm的總直徑并且在一個實施例中小于500mm。這個總直徑被包裹在覆蓋的護套41的內直徑內，該內直徑可以略微大于這個總直徑。在一個實施例中，帶有呈膨脹構型的過濾器部分35的該過濾器組件21具有大于2000mm的總直徑。在一個實施例中，膨脹構型可以上至并且包括2500mm。應了解的是，雖然無阻礙的膨脹構型可以提供特定的總直徑，但是如果使用位置周圍的對應區域較小，則使用中的總直徑可能較小。在進一步的實施例中，可能有利的是，提供與膨脹構型的最大總直徑相比具有更小直徑的井孔9以確保該過濾器部分35與該井孔9的壁之間的緊密配合或密封。有利的是，這可以允許該過濾器部分35以及整個過濾器組件21更緊密地順應該井孔9的表面。

在一個實施例中，該過濾器組件21的長度可以在2米至30米之間。在特定的實施例中，該過濾器組件21的長度可以為大致25米。

第二實施例–固定的過濾器部分

圖4至6展示了包括帶有過濾器部分135的過濾器組件121的實施例，該過濾器部分并不是被設計成在定位到井孔9下之前是基本上收攏的。因此，在這個實施例中，該過濾器部分135在插到井孔9下之前具有的總直徑與使用中的直徑相同或接近。參見圖4，該過濾器部分135可以是通過間隔件143來在中空管23周圍定位和支撐的。在一種形式中，這些間隔件143可以支持該一個或多個過濾器部分135以維持該使用中的直徑。可收攏漏斗或鐘形件15被定位在該過濾器組件121的一端處。這在圖6中更清晰地示出，該圖還示出了氣體檢測器45陣列。

與該第一實施例類似，可以提供外部護套141來在插入井孔9的過程中保護該過濾器部分135。然而，由于這個實施例的過濾器組件121的總直徑較大，所以外護套141將相應地具有較大直徑以容納過濾器組件121的大小。

應了解的是，在這個實施例中，有必要提供具有足夠直徑的井孔9以允許該過濾器組件121與較大的外護套141穿過該井孔9下到使用位置。

圖5展示了第二實施例中的、連接在一起并且圍繞開采管7的一部分布置的兩個過濾器組件121。

在一個實施例中，包括過濾器部分135的過濾器組件的直徑可以為大致2000mm。該過濾器組件21的長度可以是與第一實施例的長度相似的。

操作(包括對井下鉆孔進行完井的方法)

現在將參照圖8至12來描述系統1的操作，包括對井下鉆孔進行完井的方法。應了解的是，可以按不同順序來執行這些步驟中的一些步驟而不背離本披露的總體概念。

參見圖8，從地表71、穿過該透水層3、不透水層13、以及到頁巖層5鉆出了孔9。在一個實施例中，該孔9被鉆成具有大致500至600mm的直徑、并且在不同位置處被擴展，以便提供具有大致2至2.5米的較大直徑的區域的孔。在一個實施例中，這可以包括有待在使用中定位過濾器組件21的可膨脹過濾器部分35的區域以及在使用中定位漏斗15的區域。

參見圖9，開采箱7被提供成貫穿該井孔9。如圖所示，井孔9、以及開采區6中的開采箱7可以改變方向并且是基本上呈水平。這個安排可以有利于優化從該開采區提取頁巖氣。

參見圖10，漏斗15被降到該井孔9中到達使用位置。在一個實施例中，漏斗15被定位在不透層13處、并且在另外的形式中是在該可透層與不透層之間的過渡區下方大致5米。然而，應了解的是，漏斗15可以被提供在其他位置處。優選地，漏斗15圍繞該開采管7定位在使開采管7和井下鉆孔9基本上是豎直的區域中、或者至少在井下鉆孔9改變成基本上水平方向之前。

參見圖11，第一過濾器組件21被放下井孔9并且被定位在漏斗15的上方，這樣使得該漏斗15的出口53被引導至該過濾器組件21的過濾器部分35處。如圖所示，第一過濾器組件21的至少一部分被定位在該透水層3的下方。當第一過濾器組件21被放下該井孔9時，該護套41環繞該過濾器組件21以保護該過濾器部分35。在該過濾器組件21定位之后，該護套41可以被移除(如上文所討論的)并且在過濾器部分35是可膨脹的多個實施例中，該過濾器部分被膨脹。

接著將第二過濾器組件421放下該井孔9并且定位在該第一過濾器組件21的上方。然后通過螺紋接頭29、33使得第一和第二過濾器組件21、421彼此聯接。類似于該第一實施例，在第二過濾器組件421被放下井孔9時，可以圍繞該第二過濾器組件提供護套41。

參見圖12，隨后過濾器組件521被放下井孔9并且定位于前一個過濾器組件的上方并且與之相聯接。優選地這些過濾器組件相對于彼此定位且聯接直至最上部過濾器組件被提供在該透水層3中的泄漏氣體可能造成不希望的污染的位置上方。在一個實例中，這個可以在潛水位或潛水帶4處或在其上方。在其他實施例中，這可以是一路貫穿該透水層3。

然后在開采管7與過濾器組件21的中空管23之間提供水泥73。水泥73輔助將系統1的多個部件固定在位。

在上述實施例中，護套41被提供成用于在相應過濾器組件21的這些過濾器部分35被放下井孔9時保護這些過濾器部分、并且一旦相應的過濾器組件21被定位就被移除。然而，在其他實施例中，護套41可以是在多于一個的或所有的過濾器組件被定位在使用位置之后才移除的。類似地，過濾器部分35的膨脹可以是在每個過濾器組件21被定位時單獨地發生的、或者是在多于一個的過濾器組件21被定位在位之后發生的。

并且，參見圖12，抽吸器陣列19被提供在開采區6的上方。該抽吸器陣列是通過鉆出單獨的抽吸器井孔68、并且在開采區6的上方分支出抽吸管17來提供的。

現在將參照圖12來描述系統1過濾或減少污染物的操作。液壓壓裂是如上文描述地通過將壓裂流體泵入頁巖層5中從而在開采區6中形成縫隙來執行的。該壓裂流體通過開采管7和抽吸器17(在下文中更詳細地討論)來在可能的程度上回收。

然后開采區6中的頁巖氣通過開采管7并且朝向井口10提取，在該井口中該頁巖氣接著被運輸、被存儲和/或被處理。一些頁巖氣可以從開采區6泄漏、穿過路徑75圍繞井孔9向上。這個路徑75可以位于開采區6與不透層13之間的過渡區域處或其周圍。在一些情況下，這可能是由于該開采管與該井孔9的壁之間的薄弱密封造成的。替代地，在該區域中井孔9周圍的地層可能斷裂或可透過，由此創建泄漏氣體的路徑。這樣的頁巖氣(可以具有比其他周圍物質相對更低的密度)可以總體上向上升。上升氣體穿過路徑75并且朝向漏斗15移動。漏斗15于是將上升氣體引導至過濾器組件21，這些過濾器組件接著例如通過吸收和/或吸附這些氣體中的至少一些來捕集氣體。這可以防止或減少頁巖氣的影響從而污染含水層。

在開采管7或水泥73斷裂或具有致使污染物(包括頁巖氣)從開采管7泄漏出的其他結構故障的事件中，這些過濾器組件21可以幫助捕集污染物中的至少一些，以便防止或減少該透水層和/或含水層被污染。

被定位在開采區6的上部區域上方或之處的抽吸器陣列19可以輔助提取沒有通過開采管7被提取的殘余頁巖氣。此外，抽吸器陣列19可以回收壓裂流體中的一些或該壓裂流體的組分。如以上所討論的，該壓裂流體包括鐵磁流體，該鐵磁流體可以被吸引至與抽吸管17相關聯的磁場。

在一種形式中，可以選擇性地感應出與抽吸管17相關聯的磁場，這些磁場被持續選擇性的時間段地感應出。在一個實例中，持續10秒的時間段地感應出吸引鐵磁流體的磁場、然后持續60秒的時間段地不感應出磁場。在沒有感應出磁場的時間段過程中，抽吸管17主動抽吸氣體、流體、和其他污染物。

在一種形式中，在磁場的感應過程中，抽吸管17持續其中至少一段時間地是非活性的。即，這些抽吸管17不主動提取(抽吸)氣體、流體、和其他污染物。在另一種形式中，在磁場的感應過程中，抽吸管持續其中至少一段時間地主動地抽吸氣體、流體、和其他污染物。

在另一個實施例中，與抽吸管17相關聯的磁場可以被提供成始終吸引鐵磁流體。在又另一個實施例中，這些抽吸器可以恒定地主動抽吸氣體、流體、或其他污染物。

雖然是參照10秒的磁場感應時間段、然后是60秒的磁場非活性時間段(以及抽吸管17的相應的10秒非活性時間段以及抽吸管17的60秒活性時間段)來描述上述示例性實施例的，但是應了解的是，可以使用周期性或恒定的磁場感應以及抽吸管17抽吸的其他組合。

第三實施例

圖13至14展示了包括過濾器組件221的又另一個實施例，該過濾器組件帶有外過濾器部分235和內過濾器部分234。這個實施例包括多個氣體分布管250，這些氣體分布管對過濾器部分234、235以及抽吸管260供應氣體以便從過濾器部分234、235提取一種或多種氣體和其他物質。下文更詳細地討論了可以經由共用的環形導管232從井口10去到氣體分布管250和抽吸管260以及返回的氣體、流體、和其他材料。圖15展示了處于膨脹構型的過濾器組件221，并且圖13和14展示了處于收攏構型的過濾器組件221。

這些氣體分布管提供加壓氣體以便將外過濾器部分235充氣成膨脹構型。此外或替代地，這些氣體分布管250將加壓氣體提供到過濾器中及其周圍以維持該外過濾器部分235處于膨脹構型。類似于上文所描述的實施例，氣體可以包括氮氣、和壓縮空氣。

這些抽吸管260允許從這些氣體分布管250提取泄漏的頁巖氣、其他污染物、和/或過量氣體。重要的是，這些抽吸管260允許從外過濾器部分235去除頁巖氣和其他污染物。這可以延長過濾器部分234、235的壽命。

現在將詳細描述這個實施例中的過濾器組件221的結構。參見圖14，該過濾器組件221處于收攏構型，并且開采管7處于中央區域中。環繞該開采管7的是用于水泥73的環形空隙24。環繞該空隙24的是該過濾器組件221的中空管223。類似于上文所描述的中空管23，該中空管223可以包括多個接頭，以用于允許相鄰的過濾器組件彼此相連接。

環繞該中空管223的是基本上環形的內過濾器部分234。該環形內過濾器部分234具有的內直徑比中空管223的外直徑更大，以便提供形成環形導管232的空隙。這個環形導管232可以選擇性地連接至這些氣體分布管250和/或選擇性地連接至以下更詳細討論的抽吸管260上。因此，環形導管232可以具有一種作為用于將加壓氣體從井口10供應至這些氣體分布管250的導管來使用的操作模式、并且在另一種操作模式中是作為用于從抽吸管260到井口10提取一種或多種氣體、多種流體、和/或多種其他污染物的導管來使用。

環繞該內過濾器部分234的是外過濾器部分235，由此在內過濾器部分234與該外過濾器部分235之間提供了環形空隙236。外過濾器部分235可以具有如圖13和14中所示的收攏構型或如圖15所示的膨脹構型。

這些氣體分布管250是選擇性地流體地連接至環形導管232上的。在一種形式中，這些氣體分布管250包括多個閥(未示出)，以用于選擇性地連接至環形導管232上。這些閥在打開時允許該環形導管232內的加壓氣體通到這些氣體分布管250，由此該加壓氣體被朝向外過濾器部分235引導來使該外過濾器部分235膨脹或將其維持成如圖15所示的膨脹構型。

這些抽吸管260是選擇性地流體地連接至環形導管232上的。在一種形式中，這些抽吸管260包括多個閥(未示出)，以用于選擇性地連接至環形導管232上。這些抽吸管260的閥在打開時允許頁巖氣或其他污染物、和/或流體(例如來自氣體供應器件的氣體、或水)從該過濾器組件221經由環形導管232被抽吸到該井口10。

在所展示的實施例中，該多個氣體分布管250和該多個抽吸管260是沿著該過濾器組件221交替地提供的。在一種形式中，這兩組管被提供成這些組間隔開180度。

類似于上文所描述的第一實施例，該過濾器組件221可以配備有可移除的保護護套來保護該過濾器部分35。該保護護套優選地在過濾器部分35處于收攏構型時覆蓋該過濾器部分從而在該過濾器組件221被放下井孔9到達該使用位置時提供保護。在使用位置中，護套被移除以便允許外過濾器部分235膨脹。為了使外過濾器部分235膨脹或輔助其膨脹，這些氣體分布管250的這些閥向環形導管232開放。加壓氣體例如通過井口10處的泵被提供給該環形導管232，該泵進而將氣體提供給這些氣體分布管250。該氣體接著被供應給外過濾器部分235，從而使該外過濾器部分235膨脹。在一個實施例中，一旦過濾器部分235的膨脹完成，就可以關閉這些氣體分布管250的閥。

接著可以使用環形導管232來提取頁巖氣、其他污染物、或流體。打開這些抽吸管260的閥來提供這些抽吸管260到環形導管232的流體連接。接著降低該環形導管232內的氣體壓力來從過濾器部分234、235通過這些抽吸管260提取頁巖氣、污染物、和/或流體并且提取到環形導管232內。被提取的材料接著可以經由環形導管232被向上傳送至該井口。

現在參照圖16，又另一個實施例被示出為包括外殼280以及經由螺紋附接器件282連接至該外殼上的鐘形件281。該外殼容納非可膨脹的過濾器組件621，該非可膨脹的過濾器組件具有內芯283，該內芯帶有位于其上的多個閥284，這些閥被過濾器285環繞。該過濾器的內芯283以及開采管291的外表面限定了使漏斗286的進口經由環形通路292與多個閥出口之間連通的內腔。該漏斗被定位在該外殼底座處的第一間隙287內并且在將該間隙287與過濾器285分開的屏障289中創建開口。這些閥具有經由過濾器材料與被限定在過濾器與該外殼之間的外部環形通路288相連通的多個出口。這些過濾器組件621在它們之間帶有間隙地串聯連接。

參見圖16和16A，在水力壓裂過程中，氣體、流體、或其他污染物(如在圖16A中所示的箭頭和參考號278所指示的)穿過鐘形件15內的中央開口293升入真空室287內。真空泵在地表處(未示出)通過該過濾器組件創建真空，從而將污染物向上抽過漏斗286并且經由單向閥284進入過濾器285中。這些過濾器捕集污染物，并且經過濾的流體和氣體向上行進穿過環形間隙289經由其余過濾器組件到達地表，如圖16A中所示的箭頭所指示。通過過濾器285內運行的真空，氣體、流體、或污染物按順序穿過每個閥284被抽出。隨著該過濾器的下部分相繼被阻塞，這些污染物向上行進而穿過逐漸更高的閥，從而增大過濾器組件的壽命。

該鐘形件15具有中空裙部296，該中空裙部經由從地表延伸的多個管300被充氣。這允許該鐘形件向上延伸抵靠該井孔的側壁并且形成有效密封，從而減少污染物的泄漏。

充氣管

如圖17所示，漏斗或鐘形件15可以在過濾器組件到達使用位置時被充氣，由此可移除的保護護套41經由多根線纜(未示出)被提升穿過井孔，從而暴露出過濾器部分35以用于使用。漏斗15通過穿過充氣管300輸送的氣體或流體被充氣，這些充氣管從地表沿著可移除的保護護套41的外部和過濾器部分35延伸至該漏斗15進口53。替代地，漏斗15還可以在該過濾器組件被該可移除的保護護套覆蓋時(圖16所述)或者在其沒有被定位在使用位置時，通過穿過充氣管300輸送的氣體或流體被充氣。在另一個實施例中，充氣管300被定位在過濾器部分35與可移除的保護護套41之間。

與真空系統一起運行的過濾器組件的操作

圖18示出了可以使用與真空系統相關聯的過濾器組件310和鐘形件312的位置的實例。初始地，從地表316、穿過上部頁巖層318進入透水層320并且進入下部頁巖層322鉆出孔314。開采箱324被提供穿過井孔314，并且漏斗312被放下井孔314到達使用位置。在這個實例中，將漏斗312定位在下部頁巖層322與該透水層320之間的界面緊鄰下方，以便在圍繞井孔上行的污染物到達該透水層之前將其捕集。然而，應了解的是，可以將漏斗312提供在起到類似作用的其他位置處。

將第一過濾器組件326放下井孔314并且定位在該漏斗312上方，使得該漏斗312的出口328與第一過濾器組件326連通，如圖16所示的。將第二過濾器組件330放下井孔314并且定位在該第一過濾器組件326上方。然后將第一和第二過濾器組件326和330通過螺紋接頭332或其他聯接器件彼此聯接。

可以將后續的過濾器組件放下該井孔314并且定位在前一個過濾器組件上方并且與之相聯接。優選地，將這些過濾器組件相對于彼此定位并聯接好直至最上面的過濾器組件被提供在該透水層320中的、泄漏氣體和流體可能造成不希望的污染的位置上方。在一個實例中，這可以在該潛水位處或其上方、或者可以一路穿過該透水層320。

電磁管

圖19展示了電磁管340，該電磁管可以形成有待與之前所描述的過濾器組件或抽吸管中的任一者一起使用的電磁管陣列的一部分。

電磁管340包括位于殼體344內的中空管本體342。該電磁管的殼體344包括中央磁性線圈區域346，該中央磁性線圈區域可以用來感應徑向磁場，以便吸引位于水力壓裂流體內的鐵磁流體或污染物。該中央磁性線圈區域346通過向外延伸的臂348連接至該殼體各端。該殼體的每一端進一步包括聯接螺紋350，以用于允許聯接多個電磁管通過水力壓裂區域。殼體344還包括流體進口區域352，以便鐵磁流體在徑向磁場的感應過程中流入該中空管本體342中。

本領域技術人員應了解的是，通過使電流傳輸穿過殼體344或中空管本體342可以感應出徑向磁場。在另一個實例中，感應出磁場是通過脈沖式地向電磁管供應電流、例如通過10秒內施加20次電流并接著在十分鐘或更長時期內連續施加電流來實現的。在另一個實例中，施加電流來感應出持續大致12至15天的磁場。在又一個實例中，施加電流來感應出持續大致15至20天的磁場。在另外的實例中，向電磁管施加脈動電流以便產生脈動徑向磁場。還應了解的是，可以使用周期性或恒定的徑向磁場感應的其他組合來將鐵磁流體或污染物吸引至電磁管340。進一步應了解的是，可以持續不同時間段地感應出徑向磁場。

替代地，中空管本體342的殼體344可以固有地提供由具有永磁性特性的材料形成的磁場。

在另一種形式中，多個電磁管可以形成基本上水平的基本上平面的陣列。在另一種形式中，可以將磁性線圈定位在沿著殼體344的其他位置中、或者可以使其沿著殼體344的整個長度延伸。

氣體或污染傳感器

氣體和/或污染傳感器/檢測器45被定位在該過濾器組件21內。這些傳感器45提供關于該過濾器組件21、121和開采管7中和/或其周圍的污染物的信息。這些傳感器45給操作者提供數據并且該數據可以被用來推導出泄漏氣體的存在和/或過濾器的污染狀態。

在一個實施例中，如圖6所示，這些傳感器45被定位在過濾器部分135中。因此，在這個實施例中，這些傳感器45是該過濾器組件121的一部分。應了解的是，還可以將這些傳感器45提供在該過濾器組件21的、具有收攏過濾器部分35的首先描述的實施例中。在一種形式中，外護套45、145可以在將該過濾器組件21、121放下井孔9時保護這些傳感器45。

在一個實施例中，這些傳感器45可以以彼此大致相等的角間隔放置在過濾器部分35、135的圓周附近。在另一個實施例中，如圖16所示，這些檢測器被定位成與鐘形件開口相鄰。

在一個實施例中，這些傳感器45被提供用于檢測以下各項中的一項或多項：天然氣、氰化物、鹽酸、甲酸、硼酸、其他酸、鹽酸季銨鹽、氯化鈉、甲醇、乙醛、石油餾出物、鉀、以及偏硼酸鹽。

過濾器組件的細節

過濾器組件21可以包括多個適合的過濾器，這些過濾器通過吸收或吸附在此所討論的污染物中的一種或多種污染物來捕集污染物。在一個實施例中，這些過濾器可以包括活性碳。在另一個實施例中，這些過濾器浸入由農業材料例如堅果殼(例如核桃、山核桃、椰子等)生成的高多孔性活性碳中。所使用的材料類型被選擇成用于產生高比表面積(優選地高于1500m²/g)和有利的吸收特性，例如相應地高于1000mg/g和400mg/g的碘和亞甲藍吸收。

在另一個實施例中，多個過濾器組件21單獨地或組合地包括用于吸收或吸附污染物的納米纖維。納米纖維過濾器的實例包括來自克拉克公司(Clarcor Inc)被稱為ProTura^TM的納米纖維過濾器。

這些過濾器可以包括吸引并吸收污染物的材料。在一個實施例中，這些過濾器組件21被提供用于吸引并吸收頁巖氣。替代地或額外地，這些過濾器組件21可以吸引并吸收其他污染物、包括在此所討論的那些。

這些過濾器可以包括吸收污染物(包括頁巖氣和/或在此所討論的其他污染物)的材料。

在又另外的實施例中，這些過濾器組件21可以包括多種材料和結構的組合。例如在一個實施例中，這些過濾器組件21可以包括被適配成用于吸附該過濾器周圍和內部的污染物(例如頁巖氣)的一個部分、以及被適配成用于吸附污染物(包括頁巖氣)的另一個部分。在另一種形式中，可以在過濾器組件21處或其附近提供被適配成用于移除堆積在這些過濾器組件21處的污染物(包括氣體)的抽吸管，這些污染物接著被向上運輸至地表以便堆積和/或進一步處理。這個安排可以有利于通過從過濾器組件21移除污染物來延長過濾器壽命。

在一個實施例中，過濾器組件21可以具有可變密度。在一個實施例中，過濾器組件21的過濾器部分35在較靠近該徑向中心(即，在靠近中空管7的區域處)具有的密度較大、并且在離該中空管7相對遠的外圍區域處具有的密度較小。在進一步的實施例中，該抽吸管被定位在過濾器部分35的較大密度的區域處或其周圍。

漏斗

圖4-6中展示了漏斗15和鐘形件的實施例。漏斗15附接至最底下的過濾器組件21上并且如上文描述地被適配成用于將泄漏氣體從漏斗15的下方朝向過濾器組件21引導。該漏洞15包括進口51和出口53，其中該進口51具有的開口大于該出口53的開口。該進口51在使用中總體上面向下，而該出口面向上朝向最底下的過濾器組件21。

該進口51在使用構型中可以具有約2500mm或更大的進口開口直徑。然而，應了解的是，該進口開口直徑可以為其他大小，包括從2000至4000mm并且在一個實施例中在3000至4000mm之間。該出口53具有開口，該開口大小被確定成用于確保所引導的氣體遇到該過濾器組件21、121的過濾器部分35、135、并且相應地具有的直徑等于或小于該過濾器部分35、135的直徑。在一個實施例中，該出口的開口直徑為2000mm或更小。

在一個實施例中，漏斗15被定位在不透層13中、優選地在上覆透水層3下方的約1.5至2米之間。然而，在其他實施例中，漏斗15可以被定位在上覆透水層3下方較大距離處。例如，在另一個實施例中，漏斗14被定位在上覆透水層3下方5米處。

漏斗15可以由橡膠或彈性材料制成。漏斗15可以彈性地變形成小直徑以允許該漏斗15被放到井孔9的、可以具有直徑小于600mm的相對窄的部分中。一旦放到使用位置，該漏斗15就可以膨脹，從而增大該漏斗的大小。漏斗15可以由于形成該漏斗的材料的彈性特性而發生膨脹。替代地或組合地，該漏斗15可以通過偏置器件，例如一個或多個彈簧構件(包括彈簧絲)、和/或其他彈性或柔性元件來朝向較大大小偏置。在另一種形式中，漏斗15可以通過氣體或流體被充氣到較大大小。

在圖16所示的另一個實施例中，漏斗15可以在該過濾器組件到達使用位置時被充氣，由此可移除的保護護套41經由多根線纜(未示出)被提升穿過井孔，從而暴露出過濾器部分35以用于使用。漏斗15通過穿過充氣管55或300輸送的氣體或流體被充氣，這些充氣管從地表沿著可移除的保護護套41的外部和過濾器部分35延伸至該漏斗15的出口53。替代地，漏斗15還可以在該過濾器組件被該可移除的保護護套覆蓋時或者在其沒有被定位在使用位置時，通過穿過充氣管55輸送的氣體或流體被充氣。在另一個實施例中，充氣管55被定位在過濾器部分35與可移除的保護護套41之間。

抽吸器陣列

圖7展示了抽吸管17的一個區段，多個抽吸管形成抽吸器陣列19。該抽吸管17包括中空管本體67，該中空管本體帶有沿著該本體的長度定位的多個抽吸孔口61。這些抽吸孔口61允許從抽吸管17所處位置附近去除殘余氣體和/或殘余壓裂流體、化合物、和其他污染物或污物。在一種形式中，這些抽吸孔口61是沿著該抽吸管的長度大致每隔200mm地定位的，但是應了解的是，這些孔口61可以沿著該管17的長度更頻繁或較不頻繁地定位。

該抽吸管還配備有一個或多個傳感器63，以用于檢測一種或多種氣體或污物的存在。

該抽吸管17包括用于允許與其他抽吸管17相連接的多個接頭65以及形成該抽吸器陣列19的其他管連接件。如圖1和12所示，該抽吸器陣列可以呈基本上水平的基本上平面的陣列的形式。

在一個實施例中，抽吸管17可以固有地提供磁場、或者被適配成用于產生磁場(例如通過提供穿過該抽吸管17或中空管本體67的電流)。替代地，可以使電流經過與該抽吸管17相關聯的磁性線圈。這允許選擇性地感應出磁場。在另一個實施例中，通過提供穿過抽吸管17或中空管本體67或磁性線圈的脈沖電流、例如通過10秒內施加20次電流并接著在十分鐘或更長時期內連續地施加電流，來感應出磁場。在進一步的實施例中，提供電流來產生脈動磁場。在其他實施例中，該磁場或脈動磁場將運行持續12至15天或15至20天。還應了解的是，周期性的或恒定的感應出磁場或脈沖磁場的其他組合可以運行持續任何時間段來將鐵磁流體或污染物吸引到抽吸管17。

在一個實施例中，抽吸管17的中空管本體67是由具有磁性特性的材料形成的。在另一個實施例中，中空管67是由鐵磁材料制成的。

具有磁性特性的抽吸管17可以有利于回收具有鐵磁流體的化合物，該鐵磁流體可以包括在該壓裂流體中。下面將進一步詳細討論這點。

鐵磁流體可以包括基于烴的鐵磁流體。這可以包括EFH系列的鐵磁流體，例如來自磁性流體技術(美國)公司(Ferrotec(USA)Corporation)的EFH1。

該抽吸器陣列19可以被引入開采區6上方、但是在該透水層3的潛水帶4下方。這有利地允許從開采區6附近的區域、具體而言潛水帶4中的水中抽吸潛在污染氣體、流體、和其他物質。

在一個實施例中，抽吸管17和陣列19連接至穿過抽吸器井孔69提供的抽吸管68上，該抽吸器井孔被定位成遠離該主井孔9。在一種形式中，單獨的抽吸器井孔69是離開井口10上至且包括100米鉆出的。

壓裂流體

用于液壓壓裂的壓裂流體包括以下多種組分：包括水、沙子、和其他化學物質。在液壓壓裂之后，可能希望的是從開采區6回收壓裂流體(具體而言化學物質)。壓裂流體中的一些可以通過延伸穿過井孔9進入開采區6中的開采管7回收。然而，壓裂流體中的一些可以經由縫隙穿過而到達遠離該開采管7的位置，從而使得難以經由開采管7回收壓裂流體(以及重要地組分化學物質)。

因此，在一個實施例中，壓裂流體可以進一步包括鐵磁流體組分。這個鐵磁流體被粘結或吸引到壓裂流體中的一種或多種其他化學物質上，如以下所討論的。在另一個實施例中，鐵磁流體可以包括大量鐵氧體。有利的是，鐵磁流體(和粘結化學物質)可以被吸引至與抽吸管17相關聯的磁場，這有助于通過抽吸管17來回收壓裂流體中的化學物質。應了解的是，鐵磁流體可以包括不同量的含鐵或含亞鐵或富鐵材料，例如磁鐵礦、赤鐵礦、或類似物。

如以上注意到的，壓裂流體中的化學物質中的一種或多種可以粘結或吸引至鐵磁流體。在一種形式中，這可以通過化學粘合劑來實現。該粘合劑可以包括凝膠或膠凝劑。

使用加厚的、基于水的線性凝膠來完成顯著量的斷裂處理。在這些壓裂流體中使用的膠凝劑典型地是瓜爾膠、瓜爾膠衍生物例如羥丙基瓜爾膠(HPG)和羧甲基羥丙基瓜爾膠(CMHPG)、或纖維素衍生物例如羧甲基瓜爾膠或羥乙基纖維素(HEC)。瓜爾膠是衍生自瓜爾豆植物種子的聚合性物質。應了解的是，可以使用其他瓜爾膠衍生物，具體是無毒的和/或可生物降解的形式。

壓裂流體中的化學物質可以包括以下各項中的一項或多項：鹽酸、戊二醛、鹽酸季銨鹽、四(羥甲基)磷鎓、過硫酸銨、氯化鈉、過氧化鎂、氧化鎂、氯化鈣、氯化膽堿、綠化四甲基銨、異丙醇、甲醇、甲酸、乙醛、石油餾出物、加氫的輕質石油餾出物、偏硼酸鉀、鋯酸三乙醇銨、四硼酸鈉、硼酸、鋯配合物、硼酸鹽、乙二醇、聚丙烯酰胺、瓜爾膠、多糖共混物、檸檬酸、乙酸、巰基乙酸、赤型抗壞血酸鈉、硫酸月桂酯、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、丙烯酰胺與丙烯酸鈉的共聚物、聚羧酸鈉、膦酸鈉、硫酸月桂酯、異丙醇、以及2-丁氧基乙醇。這些化學物質可以是這些過濾器組件21例如通過吸收和/或吸附所捕集的污染物中的一種或多種。

應當理解，本說明書中所披露和限定的本發明擴展至所提到或從文本或附圖中明顯的兩個或更多個單獨特征的所有替代性組合。所有這些不同組合構成本發明的多種不同替代性方面。