新疆油田稠油开发固体废物对环境的影响及处置措

·34·2007年3月油气田环境保护环境影响评价技术新疆油田稠油开发固体废物对环境的影响及处置措施李龙沙依绕陈鹏（中国石油新疆油田分公司）摘要新疆油田九1～九5区稠油开发过程中，产生了大量的固体废物，主要包括落地原油、废钻井液和岩屑及原油处理站的含油泥砂，如果处理不当，会对环境造成极大的危害。通过对各主要污染物的环境影响分析，提出了几种针对性的防治措施，以确保油田开发实现清洁生产，达到经济效益、环境效益和社会效益统一。关键词新疆油田稠油开发固体废物环境影响防治措施0引言世界上已探明的石油储量约有一半属于稠油和沥青的范围，我国的稠油资源也相当丰富，约占石油总地质储量的15％。目前，国内外石油界对稠油的开采日渐重视，并加大开发力度，不断提高稠油开采所带来的经济效益。新疆油田九1～九5区块浅层稠油油藏的开发始于八十年代中期，截止目前已有近二十年的历史，对于如何处置开发过程中产生的固体废物积累了较为丰富的经验。1固体废物类型在近20年稠油的开发过程中，影响环境的固体废物主要包括落地原油、废钻井液和岩屑及原油处理站的含油泥砂。1.1落地原油落地原油主要产生于油井采油树的阀门、法兰等处正常及事故状态下的泄漏、管线破损，同时井下作业也会产生落地原油。现场调查的1753口油井中，有739口（占42.16％）不同程度地产生落地原油，落地原油面积约5837m2，形成的土油池数量达到121个，污染面积约1175m2。落地原油产生及治理现状见表１，土油池及治理现状见表2。1.2废钻井液和岩屑钻井产生的废钻井液、岩屑在完钻后应在井场就近存入废泥浆池中，干（固）化后，进行填埋处理。在现场调查1753口油井中，有25口井（占1.4％）的井场废物未得到填埋，或仅部分得到填埋。1.3原油处理站含油泥砂处理站稠油处理过程中产生的含油泥砂主要为油井采出液中携带的杂质，含水量在91％以上，含油量2％～4％，目前其产生量约1230t/a。含油泥砂表1井场落地原油产生与治理现状调查统计结果区块九1九2九3九4九5合计油井总数（口）1942483575464081753产生落地原油井总数（口）83122143130261739落地原油面积（m2）8304881001143020885837治理井数（口）78120136128253714治理面积（m2）780480952140820245644治理率（％）9498.495.198.596.996.7表2油区土油池及治理现状调查统计结果区块九1九2九3九4九5合计产生土油池数量（个）169482622121产生土油池面积（m2）64813843383081175治理土油池数量（个）168412218105治理面积（m2）64723282862521002治理率（％）10088.985.484.681.885.3──────────李龙，毕业于西南石油大学石油工程专业，现任中国石油新疆油田分公司质量安全环保处主管，主要从事环保与节能管理工作。通讯地址：新疆克拉玛依市迎宾路66号，834000环境影响评价技术油气田环境保护第17卷·第1期·35·现存于处理站内的储砂池中，经过一段时间沉降，回收上层浮油，并靠自然蒸发脱水得到减量化。2固体废物对环境的影响2.1落地原油对环境的影响根据野外及室内土柱模拟实验结果表明：石油对土壤的污染主要集中于0～20cm的表层。由于原油在常温下黏度高，分子直径大，土壤毛细管水对石油产生顶托作用，因而原油在土壤中渗透率较低、残留率较高。但当饱气带岩性具有虫孔、根孔等孔结构时，原油将沿着节理、裂隙及洞孔下渗至较深处，渗入量亦增多。原油在土表的蒸发量与时间呈负指数关系，开始5h内原油蒸发强烈，8h以后趋于稳定，24h后原油在土壤表面多呈粘稠状。九1～九5区块土壤大部分为原始棕漠土，质地以砂砾质为主，表层有砾幕和龟裂纹，片状结构，中间层有裂隙和层面，块状结构，这些特性有利于落地原油在土壤中的下渗和在土表的挥发。九1～九5区块所产稠油黏性大，由于降水稀少，落地原油一般仅在洒落范围内对表层土壤造成影响，根据环境质量现状检测结果和调查分析，井场局部土壤表层已受到了一定程度的污染。落地原油及其形成的含油污泥，作为废矿物油被列入《国家危险废物名录》，因此对其回收利用和无害化处置应给予足够的重视。2.2废钻井液和岩屑对环境的影响废钻井液对土壤环境的影响与其类型、成分及土壤特征密切相关。废钻井液中的钙离子可使土壤板结、钙化；碱（NaOH）则可能使土壤碱性增强。它们对于酸性的砂质土壤影响较小，而对于碱性的亚粘土及粘土含量高的土壤影响较大。油田土壤呈强碱性，废钻井液进入土壤中，在一定程度上加大了土壤的盐碱化、板结和钙化。虽然岩屑本身来自自然，对土壤没有污染，但由于岩屑中夹杂有石油类等污染物，仍会对土壤造成污染。由于九1～九5区块钻井多为浅井（平均单井进尺282m），通常单井钻井周期只有7d左右，同时由于较高蒸发量，因此，废钻井液可以在短期内自然干化（部分进行了固化处理）。又因油区内无地表水体，地下水位较深，因此，废钻井液和岩屑对环境的影响不大。2.3处理站含油泥砂对环境的影响处理站的含油泥砂随着数量的增大，必须选择合适的地点进行无害化填埋，如处置不当（地表堆放），会随风扩散造成扬尘污染。3固体废物污染防治措施3.1落地原油的控制及回收处理对井口泄漏的原油及井下作业产生的原油，必须在源头上加以控制，使之“不落地”。否则，对落地原油的清污处理、处置，不仅浪费大量的人力、物力和财力，而且技术难度也较大，往往都是治标而难以治本，资源化率低；处置不妥，还会对土壤和地下水造成污染。因此，必须本着清洁生产的原则，实施源头控制。◆井控设置井控装置，包括防喷器及三通管汇防喷系统。在钻井过程中及完井后，严格执行井控技术规定和井口装置试压要求，落实好防喷、防漏技术措施，见表3。◆井口油回收在井场设置收油设施，保证井口泄漏原油得到直接回收，而不落地。◆避免产生落地原油修井作业时按照“铺设作业，带罐上岗”的作业模式，及时回收落地原油等废物。并采用“绿色修井技术和配套设备”，以原油不出井筒为目标，达到“三不沾油”，即井场不沾油、设备不沾油、操作工人身上不沾油。具体的技术措施包括：①油管泄油。使用撞击式泄油器、提杆式泄油器、提管式泄油器（如分体式套管摩擦提管泄油器和剪切式管控泄油器），解决包括抽油杆砂卡和断脱等不利情况在内的油管泄油问题，保证油管内的原油全部泄入井筒，而不落地。②油管和抽油杆外壁刮油回流。使用方便、耐用的油管刮油器和抽油杆刮油器，将管和杆壁上附着原油刮净，并使原油经装置直接回流返回表3井口装置试压要求次序二开完井部位防喷器、管汇、四通采油树试压介质清水清水试压值（MPa）514稳压时间（min）≥10≥10容许压降（MPa）0（无泄漏）0（无泄漏）·36·2007年3月油气田环境保护环境影响评价技术套管，避免将原油带至地面。通过上述技术措施及设备在稠油开发中的应用表明，对控制落地原油的产生起到了良好效果。◆加强管理对井口装置、集油管线等易发生泄漏的部位进行巡回检查，减少或杜绝油井跑、冒、滴、漏，以及原油泄漏事件的发生。3.2废钻井液和岩屑的处置在限定的井场范围内修筑废泥浆池，井场设有岩屑平台和岩屑倒运通道。所有废钻井液（包括完井后井筒替出钻井液）及岩屑存放在井场废泥浆池内。废泥浆池容积在设计、修筑上留有一定余量，保证在钻井结束后，得以接纳全部废物，并使废物表面高度低于地面50cm。钻井结束后经自然干化（部分进行固化）后填埋处置。固化即在钻井结束后，在废泥浆池中加入固化剂，使废液在短时间内形成固体，减轻其对环境的影响。3.3处理站含油泥砂的处置处理站原油处理过程产生的含油泥砂主要为采出液中携带的杂质，含水量在91％以上，含油量2％～4％。含油泥砂均存放在处理站的储砂池内，经过一段时间沉降，回收上层油份，并靠自然蒸发脱水，使含油泥砂得到减量化。经收油、脱水后含油泥砂的数量较小、含油低，在目前的技术经济条件下，回收利用价值不大。但随着含油泥砂量的累积增大，清池后应在适合的场所进行无害化集中填埋。3.4油田遗留废物的利用和处置由于九1～九5区块稠油开发已有近20年的历史，油区内遗留的固体废物，对环境会产生一定的影响，必须逐步进行清理，使之得到合理利用或无害化处置。对此应本着“以新带老”的原则，并纳入企业环保规划之中予以实施。如：回收油区内落地原油，清除井场落地原油和土油池的含油污泥，应首先从资源化利用出发，积极寻求、采取合理的含油污泥回收利用措施，收油后污泥则应进行无害化填埋，并对井场周围地表要求堆放的废钻井液进行填埋，平整岩屑，并充分夯实，恢复基本的地貌原状。4结论新疆油田九1～九5区块开发过程中，产生了大量的固体废物，处理不当会对环境造成一定影响。通过各主要污染物的环境影响分析，提出了几种针对性的防治措施，以确保对环境的污染降至昀低。近年来，国家及地方政府非常重视环境保护工作，相继出台和重新修订了部分环境保护法律法规和管理办法，加之企业不断加大环保资金投入，环境污染治理取得了明显成效。但对长期形成的环保遗留问题，仍需不断投入资金加以解决。环保措施的实施，使油田开发实现了清洁生产，昀大限度地减轻了对环境的不利影响。从而达到经济效益、环境效益和社会效益相统一。参考文献[1]石油工业部计划司编.石油工业环境保护.北京:石油工业出版社,1983[2]卜淑君主编.石油工业固体废物治理.北京:中国环境科学出版社,1992[3]吴丽华.胜利油田的油泥现状及处理工艺探讨[J].油气田环境保护,1998(4):23～25[4]曲格平.环境保护知识读本.北京:红旗出版社,1999,316～320[5]李科等.含油污泥开发应用技术研究.武汉理工大学学报,2001,10:10～12[6]严道岸主编.实用环境工程手册.北京:化学工业出版社,2001,11[7]王大卫.石油工业污染防治技术回顾与展望(三).油气田环境保护,2001,11(2):20～22[8]赵由才主编.固体废物污染控制与资源化.北京:化学工业出版社,2002（收稿日期2006-12-20）（编辑许晔）关爱自然善待环境节约资源创绿色家园ABSTRACTENVIRONMENTALPROTECTIONOFOIL&GASFIELDSVol.17No.1·61·higherthan97%withthatofpetroleumpollutantsandvolatilephenolhigherthan98%andsulfidehigherthan99%.ThetechnologysolvestheproblemofalkalineresiduewastewatertreatmentofDagangPetrochemicalCompany,andisofhighlysensefortreatmentofalkalineresiduewastewatertreatmentandhighconcentratedorganicwastewaterfromoilrefineries.KEYWORDSoilrefinery;alkalineresidue;wastewater;biologicaltreatmentStudyonUtilizationTechnologyofOilSludge(27)DengHao1LiuZilong2WangRongsha1XieShuixiang1(1.EnvironmentalEngineeringTechnologyCenterofCNPC；2.YangzhouPetrochemicalPlant)ABSTRACTOilsludgeisoneofthemainpollutionsourcesforoilfieldindustry.Anewtypeofoilsludgetreatmentagentwasproducedtorealizemultipleeffectsbyanalyzingtheingredientsandpotentialenergyofoilsludgy