油气田井下作业过程中的环境污染及防治

摘要 加强井下作业过程的环境污染防治,是油气田开发环境保护的重要内容。本文根据胜利油田井下作业公司环境管理和实践的经验,对井下作业环境污染的种类、特点,进行简要的分析和总结,并提出了防治井下作业环境污染的对策。

关键词 井下作业;环境污染;防治

中图分类号 [TE99]文献标识码 A文章编号 1674-6708(2010)18-0092-02

井下作业是油气田勘探开发的重要环节,它是对油、气、水井施行油气勘探、修理、增产措施、维护正常生产及报废前的善后工作的一切井下施工的统称。由于其工艺复杂、环境状况差异等原因,容易对环境造成污染,而且污染物种类多,成份复杂。所以,加强井下作业过程的环境污染防治,是油气田开发环境保护的重要内容。

1 井下作业主要污染物产生的原因及特点分析

井下作业产生的污染物种类较多。本文对井下作业所特有的,或井下作业产生的主要污染物进行分析总结。

1.1 落地原油

井下作业过程中,造成原油落地的原因很多,其中量大而又经常发生的原因有以下几个方面:

1)油井投产前。油井投产前,由于地面集输管线尚未经建成,射孔替喷时原油进井场内土油池;

2)试油、试采。试油、试采作业所产生的原油部分进井场内土油池;

3)修井作业。修井作业中,压井替喷、不压井作业的跑、冒油,以及在起下钻杆、油管、抽油杆过程中带出的原油;

4)钻杆、油管、抽油杆,在井场放置、清洗而散落在井场内的原油;

5)生产事故。如发生井喷、管线刺漏造成的落地原油。

原油落地后往往与水、砂、泥土形成混合物,在露天暴露时,其中的溶解气、轻烃类会挥发进大气,造成大气污染;渗入土壤会造成土壤污染;特别是有时由于土油池泄漏或大雨造成溢油,使原油流入水域造成大面积的水体污染。

1.2 废水

井下作业产生的废水主要有以下几类:

1)试油或修井作业时排出的压井卤水、无固相压井液;

2)修井作业,如冲砂等工艺中使用循环水,使用后的水变为含油污水而排放的部分废水;

3)洗井后排出的洗井水。

上述废水的特点是:水中固体含量高、颗粒粒径小;有机物含量高,如灰发酚、硫化物等;矿化度高,腐蚀性大,大量外排对环境危害较大。

1.3 泥浆

泥浆在井下作业中主要用于压井。近年来,由于胜利油田部分油区地层能量的下降和出于油层保护的需要,加上无固相压井液的使用,井下作业中泥浆的使用量逐步减少。但泥浆的成份比较复杂,含有的对环境有害的物质是盐类、可溶性重金属以及有机硫化物和有机磷化物等。泥浆对环境和人体的影响更为严重。

1.4 压裂液和酸液

从井口返排出来的压裂废液成分较复杂,含有原油、地层水多种化学添加剂等有害物质,如果直接排入环境,将会对水体、土壤造成污染,对人、动物、植物有一定危害。

酸化排出的残液及添加剂中的有毒物质会对环境造成污染。酸化所用的酸液(盐酸、氢氟酸),具有强烈的腐蚀性,排入土壤后会使土壤酸化;酸液与硫化物的积垢作用可产生有毒气体硫化氢;用于配制醋酸的醋酸酐可产生刺激性很强的蒸汽,直接接触会造成严重烧伤。

2 井下作业环境污染的特点

2.1 污染源分散,排放不规则

油、气资源分布的广阔性,决定了油田开发区内油、水、气井分布的分散性,进行井下作业必然就形成高度分散的点污染源。污染物的排放在时间上不连续,且无一定的排污量、无固定的排污口,造成随机性、临时性、突发性排污。

2.2 污染环节多,流动性大

井下作业的工艺复杂、施工类型多、工序差别大,在生产过程中多道工序流水作业,不同作业工艺都有各自的排污特点,可能造成污染的环节多。实行小分队流动式生产施工,作业的流动性大,给环境保护管理工作增加了很大的难度,如果不能及时治理污染,会给开发区域留下污染隐患。

2.3 污染范围大,涉及面广

由于污染源分散,排污范围大,不可避免地会有部分污染源处在农田、浅海滩涂、养殖区等环境敏感地区,如发生大面积污染,造成的损害一般较为严重,而且涉及的单位多、面积广,容易引发工农纠纷等。

2.4 污染的种类多,污染物成分复杂

试油、修井作业、压裂、酸化都可能造成污染,泥浆、压裂液等污染物成份复杂,危害性较大。

3 防治井下作业环境污染的主要措施

防治井下作业环境污染的主要管理措施是:制订健全、严密的施工作业环境保护管理规定,并严格监督执行,是最直接有效的手段;加强宣传教育,提高各级领导的环保意识,增强作业施工人员的环境保护意识,是防治井下作业环境污染的切实保障;研究推广使用新工艺、新技术,从根本上防治污染,是最终杜绝井下作业环境污染的途径。目前,防治井下作业环境污染的主要技术措施有:

1)井下作业污水处理。一是具备进污水处理站条件的污水应进污水处理站;不具备进污水站条件的污水要用罐车拉至污水处理站;二是循环使用;三是作业施工结束,立即组织回收井场器材,清理井场,做到无污染、工完料净场地清、恢复原地貌,向甲方交无污染井。

2)废压裂液的处理。废压裂液应组织回收,重新利用;对于变质压裂液处理后可作活性水使用。

3)残酸的处理。浓度大于10%的废酸液应回收利用,回收利用方法有自然结晶法、真空浓缩-冷冻结晶法、自然结晶-扩散渗析法;低浓度酸性废水用中和法处理,包括用废水中和、药剂中和、石灰石滤池过滤中和等。

4)泥浆的处理。回收后重复利用;不能重复利用的泥浆要做固化、无害化处理。

5)预防或减少井下作业废气污染的措施:

(1)作业施工前或作业放喷时,放压产生的气体要经流程管线进计量站。

(2)试油、试气施工中产生的气体能进站的要进站处理,不能进站的直接燃烧。

(3)酸化施工的基本要求是配液在配酸站进行,整个过程机械化操作,酸液配好后用密闭罐车运送到施工井场进行施工,整个过程密闭作业,既能防止酸挥发污染环境,又能保证质量和安全。

总之,做好油气田勘探开发中的环境保护工作,是石油企业实现稳定、持续发展的重要环节。井下作业系统应从自身特点出发,实施保护环境的各项措施,不断减少井下作业过程的环境污染,做好污染减排工作,实现清洁生产、文明施工。