壓裂酸化施工作業(yè)中的環(huán)境保護(hù)

陳宗利 李濤（中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司壓裂公司遼寧盤(pán)錦124107）

油氣井的壓裂和酸化技術(shù)， 是當(dāng)前油田增產(chǎn)以及增注過(guò)程中所使用的主要技術(shù)和手段， 長(zhǎng)城鉆探壓裂公司每年施工投產(chǎn)的壓裂和酸化井總數(shù)超過(guò)400 口， 其中單井壓裂液用量150m3-7600m3。 壓裂酸化作業(yè)過(guò)程中井產(chǎn)生的廢液、固體廢物，壓裂液返排造成的廢水，泵車(chē)工作產(chǎn)生的廢氣，以及施工過(guò)程中產(chǎn)生的生活垃圾等污染物勢(shì)必會(huì)給周邊生態(tài)環(huán)境造成極大危害。

1、壓裂酸化作業(yè)中產(chǎn)生的污染物的種類

(1)壓裂酸化施工作業(yè)中產(chǎn)生的廢液種類繁多，主要有壓裂施工中壓裂液的廢液，施工過(guò)程中設(shè)備發(fā)生刺漏產(chǎn)生的凍膠，各種液體添加劑的殘液；酸化施工中的殘酸；施工后大罐清洗產(chǎn)生的廢水廢液，尤其大方量井施工要求大罐數(shù)量多，產(chǎn)生的廢液不可忽視；壓裂后返排產(chǎn)生的廢液，目前不同地區(qū)，不同井別的返排率在30%-85%，返排液量達(dá)到120m3-2500m3；還有各種生活污水等。(2)壓裂酸化過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢棄物。如破膠劑使用中產(chǎn)生的殘?jiān)恢蝿┦褂眠^(guò)程中產(chǎn)生的殘?jiān)?；各種化工料的包裝袋等。 這些污染物如果處理不好，將會(huì)給環(huán)境造成嚴(yán)重污染。 (3)因壓裂酸化產(chǎn)生的氣體污染源。 包括酸化作業(yè)中各類酸（尤其鹽酸）揮發(fā)產(chǎn)生的廢氣；壓裂酸化作業(yè)過(guò)程中泵車(chē)造成的尾氣等。(4)其他污染源。 包括壓裂酸化過(guò)程中的噪聲污染；作業(yè)過(guò)程中人為產(chǎn)生的各種垃圾；特殊添加劑（如轉(zhuǎn)向劑等）造成的污染。

2、目前壓裂酸化施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的污染物處理方法

2.1、挖坑填埋法

實(shí)踐中，若沒(méi)有太高的生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求，則可以對(duì)污染物采取挖坑、填埋處理方法，其中廢壓裂液以深坑填埋為宜，然該處理方法在很多地方已經(jīng)禁用。

2.2、焚燒法

采用焚燒法對(duì)污染物進(jìn)行處理， 即將返排液以及其他相關(guān)的污染物置于高溫條件下，使其氧化分解，將污染物中的有機(jī)物變成水和二氧化碳等物質(zhì)，進(jìn)行化學(xué)變化。 同時(shí)，將酸化壓裂產(chǎn)物中的殘酸進(jìn)行高效焚燒， 對(duì)于處理水污染物具有非常顯著的效果。

2.3、重復(fù)利用法

對(duì)于返排液量較大的壓裂酸化而言， 其產(chǎn)物可用于注水水源。 比如，據(jù)何煥杰[1]等人研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)預(yù)處理、化學(xué)法降粘、根據(jù)比例摻入適當(dāng)采油污水中以及處理和回注等程序產(chǎn)生的返排液可以作為注水水源重復(fù)利用；同時(shí)，張梅華等[2]人研究表明，油田鉆井以及油水井開(kāi)采過(guò)程中， 通常會(huì)產(chǎn)生大量的單井鉆井污水、壓裂廢液以及酸化廢液和混合廢液，通過(guò)對(duì)這些污染物進(jìn)行全面的分析發(fā)現(xiàn)， 壓裂廢液與適量的采油污水相互混合處理以后，不會(huì)在很大程度上影響凈化水透光率，只是對(duì)膜濾系數(shù)、總鐵含量等產(chǎn)生一定的影響；王松等[3]人研究發(fā)現(xiàn)，基于納米催化氧化機(jī)理和現(xiàn)實(shí)情況， 可以構(gòu)建一套納米光化技術(shù)壓裂廢液處理方案，而且產(chǎn)生的水進(jìn)入到水循環(huán)系統(tǒng)以后，未生成氣體、沉淀等物質(zhì)，因此不會(huì)對(duì)系統(tǒng)水產(chǎn)生較大的影響；而且處理之后的水質(zhì)沒(méi)有發(fā)展劇烈的變化，水的酸堿值為7．1，基本上滿足回注標(biāo)準(zhǔn)之要求。 實(shí)踐中可以看到該技術(shù)已在河南油田開(kāi)采過(guò)程中得到了驗(yàn)證，而且效果非常的顯著。 同時(shí)，蔡愛(ài)斌等[4]人還把壓裂廢液進(jìn)行分別預(yù)處理，然后對(duì)其進(jìn)行集中，使之與采油污水以1：20 的比例進(jìn)行摻混，然后對(duì)其進(jìn)行再處理操作，通過(guò)對(duì)其膜濾系數(shù)的有效測(cè)定，其水質(zhì)沒(méi)有結(jié)垢傾向，可作為回注水重復(fù)利用。

3、壓裂酸化施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)保措施

3.1、提高施工人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)

組織壓裂隊(duì)隊(duì)未上崗人員學(xué)習(xí)相關(guān)環(huán)境保護(hù)法， 經(jīng)培訓(xùn)合格后才能上崗工作，并且還要對(duì)其進(jìn)行定期組織學(xué)習(xí)，不斷強(qiáng)化他們的環(huán)保意識(shí)。 壓裂酸化施工作業(yè)過(guò)程中， 應(yīng)當(dāng)做好現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管工作， 并且要對(duì)其進(jìn)行定期的巡檢。 對(duì)壓裂酸化工作中的環(huán)保、衛(wèi)生工作進(jìn)行認(rèn)真的檢查，對(duì)管理人員的績(jī)效進(jìn)行全面的考核，尤其要做好違章、違規(guī)操作行為加大執(zhí)法力度。

3.2、建立健全生產(chǎn)管理責(zé)任機(jī)制

正所謂無(wú)規(guī)矩不成方圓， 因此應(yīng)當(dāng)制定有效的獎(jiǎng)懲管理機(jī)制， 促使壓裂隊(duì)能夠明確認(rèn)識(shí)自身的責(zé)任和加強(qiáng)鉆井施工現(xiàn)場(chǎng)管理的重要性。 同時(shí)還要保證該責(zé)任機(jī)制的有效落實(shí)，因?yàn)橐豁?xiàng)制度得以執(zhí)行的意義要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其制定和存在的價(jià)值。

3.3、創(chuàng)新管理，引入先進(jìn)技術(shù)

實(shí)踐中可以看到，石油地面建設(shè)過(guò)程中，通常會(huì)占用較多的土地，比如一口壓裂井，其所占的場(chǎng)地一般也要5400 平方米，甚至有些已經(jīng)超過(guò)了6000 平方米。 因此，實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)創(chuàng)新管理模式， 對(duì)其用地進(jìn)行合理的規(guī)劃， 并且適當(dāng)?shù)匾胍恍┫冗M(jìn)的技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)節(jié)約土地資源之目的。 首先，應(yīng)當(dāng)合理、緊湊地規(guī)劃井場(chǎng)。 基于對(duì)自然環(huán)境、液罐數(shù)量、壓裂車(chē)組及壓裂工藝的綜合考慮，合理地確定壓裂車(chē)組布設(shè)位置，并且利用現(xiàn)有地形，強(qiáng)化對(duì)廢棄物的有效回收和利用。 其次，采用一系列化學(xué)、物理方法，并將他們有機(jī)地結(jié)合在一起， 以此實(shí)現(xiàn)對(duì)廢棄物的綜合處理和充分利用。

4、結(jié)語(yǔ)

在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中， 希望壓裂公司能夠樹(shù)立正確的績(jī)效觀， 以生態(tài)環(huán)境保護(hù)和大力節(jié)約自然資源為基點(diǎn)， 堅(jiān)持清潔生產(chǎn)、環(huán)境資源保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展并重的原則，從而確保綠色壓裂目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

[1] 何煥杰，王永紅，詹適新，等．鉆井和措施井作業(yè)污水處理達(dá)標(biāo)技術(shù)研究報(bào)告[R]． 中原石油勘探局鉆井工程技術(shù)研究院，2002，08．

[3] 張梅華，王郢，何煥杰，等．鉆井污水和酸化壓裂廢液對(duì)采油污水回注處理達(dá)標(biāo)的影響[J]．河南化工，2004，09：19-21．

[3] 王松，曹明偉。 丁連民，等．納米TiO2 處理河南油田壓裂液廢水技術(shù)研究[J ]．鉆井液與完井液，2006，23（4）：65-68（93）．

[4] 蔡愛(ài)斌，吳建軍，汪新志，等．中原油田鉆井 和措施作業(yè)廢水的處理[J ]．石油化工腐蝕與防護(hù)，2005，22（2）：37-39．