淺析油氣田鉆井井噴環(huán)境污染防治措施

朱本濤

【摘要】不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理溢流，就會造成油、氣、鉆井液迅速噴到地面發(fā)生井噴。之所以一些氣井發(fā)生井噴或井噴失控后造成比較大的環(huán)境影響和危害，重要原因就是噴出的天然氣含有較高濃度的有毒氣體H2S。

【關(guān)鍵詞】井噴；H2S；健康危害；污染防治措施

在獲取油氣的鉆井過程中，當(dāng)鉆遇地下異常高壓油、氣層時(shí)，如果井底壓力小于地層壓力，地層油氣流體將進(jìn)入井筒并推動鉆井液外溢，即發(fā)生溢流。此時(shí)如果對地下油、氣壓力的控制措施不當(dāng)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理溢流，就會造成油、氣、鉆井液迅速噴到地面，即發(fā)生井噴。

一、井噴的環(huán)境影響和危害

在鉆井過程中，井噴噴出物主要就是原油、天然氣、地層水和鉆井時(shí)所使用的鉆井液。對于氣井而言，重要的危害就是噴出的天然氣含有較高濃度的有毒氣體H2S。

1、天然氣和H2S的物化性質(zhì)

天然氣主要組分為甲烷，通常占90%以上，還含有一些乙烷、丙烷等烴類，此外還有少量的二氧化碳、氮?dú)狻⒘蚧瘹涞冉M分。硫化氫：無色、有“臭雞蛋”氣味、強(qiáng)酸性有毒氣體，分子量34。H2S的毒性較一氧化碳的毒性大5～6倍，幾乎與氰化物同樣劇毒。它的相對密度為1.196，較空氣重，它容易聚集在地勢低洼處，空氣不流通的地方并能擴(kuò)散至相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，熔點(diǎn)-82.9℃；沸點(diǎn)-1.8℃；飽和蒸氣壓2026.5 kPa（25.5℃）；臨界溫度100.4℃；臨界壓力9.01MPa。與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高溫能引起燃燒爆炸。

2、井噴的環(huán)境影響和危害

井噴噴出的含H2S的天然氣對人體健康的危害，主要體現(xiàn)在天然氣中的H2S經(jīng)人體呼吸道粘膜吸收后危害中樞神經(jīng)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)，亦可對心臟等多器官造成損害，對其毒害作用最敏感的組織是腦和粘膜接觸部位。含H2S天然氣噴入空氣中或被點(diǎn)火燃燒后將被氧化生成二氧化硫和三氧化硫，都會造成嚴(yán)重的大氣污染，如果大氣中同時(shí)有顆粒物質(zhì)存在，顆粒物質(zhì)吸附了高濃度的硫氧化物，人體吸入后將進(jìn)入肺的深部，將會加大硫氧化物對人體的危害程度。如井噴噴出的是石油，石油將在水面形成油膜而阻礙水體與大氣之間的氣體交換，使水質(zhì)更容易惡化；油類粘附在魚類、藻類和浮游生物上，致使生物死亡。由于鉆井液中含有一些有毒重金屬和其它污染物，井噴噴出的鉆井液將會使放噴點(diǎn)處的土壤受到較嚴(yán)重的污染，并可通過食物鏈而最終影響到人類健康。

二、井噴的污染防治措施

1、井噴的預(yù)防措施

（1）由于H2S氣體的特殊性質(zhì)，含硫化氫氣田的鉆井應(yīng)作好地質(zhì)、鉆井工程設(shè)計(jì)及井控裝備和井下管材的H2S防護(hù)措施，關(guān)注對鉆井液中和空氣中H2S含量的監(jiān)測，及時(shí)得到井噴的預(yù)警信息，采取必要手段預(yù)防井噴。只有安全鉆井才是最好的井噴預(yù)防措施。

（2）在井場醒目處懸掛一份井場周邊環(huán)境的地圖和表格，列示離井場不同距離范圍內(nèi)的周邊居民住所、企業(yè)、學(xué)校的地址和聯(lián)系方式以及公路等其它公共設(shè)施。

（3）建立一份緊急電話聯(lián)系表，其中應(yīng)包括鉆井隊(duì)負(fù)責(zé)人、技術(shù)人員或安全管理人員以及上級主管部門應(yīng)急指揮人員和當(dāng)?shù)卮彐?zhèn)情況協(xié)調(diào)人、醫(yī)院、消防、環(huán)境部門的聯(lián)系電話。制定一份詳實(shí)的可操作的應(yīng)急預(yù)案，包括醫(yī)療保健措施、個人保護(hù)設(shè)備、人員培訓(xùn)要求、監(jiān)測、警報(bào)與人員撤離等一系列工作詳細(xì)地列出具體要求，以此保證井場作業(yè)人員的生命安全。特別應(yīng)明確根據(jù)井口噴出的H2S濃度及距井口下風(fēng)向不同距離監(jiān)測的H2S濃度，來確定井場周邊群眾（含工作人員）的撤離范圍。

（4）在含硫氣田鉆井時(shí)，應(yīng)對鉆井員工和周邊一定范圍內(nèi)的村民普及防H2S中毒，避免傷亡的個人防護(hù)知識，以防止事故發(fā)生后村民的死亡和盡可能減少死亡率。

2、井噴失控點(diǎn)火前的污染防治措施

（1）迅速啟動井噴應(yīng)急預(yù)案，根據(jù)噴出天然氣中H2S濃度大小，撤離可能受影響危害范圍內(nèi)的人員，盡可能杜絕或減少對人的傷害，體現(xiàn)關(guān)愛人、以人為本、生命第一的理念。

（2）在點(diǎn)火條件具備情況下，盡可能實(shí)施點(diǎn)火，以便使高含劇毒H2S的天然氣得以燃燒，截?cái)喽驹矗箻O毒的H2S，迅速轉(zhuǎn)化為只有慢性污染的硫氧化合物。若無法實(shí)施點(diǎn)火，在確保施工人員安全的條件下，可用消防車對天然氣放噴口處進(jìn)行雨噴淋，使天然氣中所含的H2S溶解于水中并轉(zhuǎn)變?yōu)闅淞蛩?，降低其毒性?/p>

（3）啟動重大環(huán)境事件環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測預(yù)案，在應(yīng)急監(jiān)測人員不受H2S危害影響的前提下，對井場周邊大氣中的H2S及甲烷濃度進(jìn)行監(jiān)控，隨時(shí)掌握H2S擴(kuò)散分布情況，以指導(dǎo)對井場周邊人員的撤離工作以及安全線的劃定工作。

3、井噴失控點(diǎn)火后的污染防治措施

（1）嚴(yán)格執(zhí)行重大環(huán)境事件環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測預(yù)案，對井場周邊大氣中的H2S、SO2及甲烷濃度進(jìn)行監(jiān)控，掌握其分布情況，為決定撤離人員的返鄉(xiāng)提供依據(jù)。

（2）距放噴管線出井口20m范圍內(nèi)應(yīng)無樹木，放噴管線出井場應(yīng)挖燃燒坑或修建燃燒池。在草原、葦塘、林區(qū)的井場周圍，應(yīng)有防火隔離帶或隔離墻，寬度不小于20m。

（3）對井噴噴出而被截留封堵至附近農(nóng)田或小堰塘中的鉆井液，及時(shí)用潛水泵抽到污水池中或采取其它措施轉(zhuǎn)移到污水池中，以防雨淋而造成污染物擴(kuò)散。

（4）清理疏通井場周邊的清污溝渠，保證至污水池的排污溝暢通，以確保井場中污水能進(jìn)入污水池；在井場主清水溝下游構(gòu)筑2到3個容積為2～4m3相距一定間隔的臨時(shí)污水池，擋墻可用條石或砂土構(gòu)筑，盡可能摻合水泥砂漿，擋墻中設(shè)置2～3根隔油斜管，以便井場沖洗水或壓井準(zhǔn)備及實(shí)施過程中產(chǎn)生的一般含油污水排入附近河流前能被隔除浮油。

（5）由于井噴和處理井噴過程中產(chǎn)生的污水量較多，為確保污水池能儲存所產(chǎn)生的污水，應(yīng)及時(shí)對污水池原儲存的污水進(jìn)行處理。若廢水產(chǎn)生量較大，又無法對污水進(jìn)行及時(shí)處理，可能造成污水池被裝滿而外溢污染環(huán)境時(shí)，應(yīng)及時(shí)租用當(dāng)?shù)卮迕竦难咛粱蜣r(nóng)田作為臨時(shí)應(yīng)急污水池，防止污染物的擴(kuò)散。

（6）若放噴點(diǎn)火處離井場儲油罐區(qū)較近，同時(shí)井噴的火焰又很大，造成儲油罐外殼溫度較高時(shí)，為防止油罐爆炸，進(jìn)而造成重大安全、環(huán)境污染事故，應(yīng)采用消防車或其它方式用水淋漓儲油罐，以降低其溫度。

4、壓井后的污染防治措施

（1）繼續(xù)執(zhí)行重大環(huán)境事件環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測預(yù)案，重點(diǎn)對井場周邊撤離村民住宅內(nèi)空氣中的H2S、CO及甲烷濃度進(jìn)行監(jiān)控，如果已達(dá)到空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，則可上報(bào)相關(guān)決策部門下達(dá)撤離人員返鄉(xiāng)指今；對周邊村民固定飲用水源水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測，便于評價(jià)其可飲用性。

（2）清理井場的各種環(huán)境污染物，按分級堆放處理原則進(jìn)行處置，恢復(fù)正常的廢水處理工作。進(jìn)一步清理井場清污溝渠，確保井場清污溝渠分明并暢通，撤除在原清水溝渠中構(gòu)建的臨時(shí)污水池。

（3）成環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測工作報(bào)告，對相關(guān)環(huán)境污染情況進(jìn)行評估。

（4）在相關(guān)部門指導(dǎo)下，對相關(guān)環(huán)境污染損失情況進(jìn)行賠償。對井噴的環(huán)境污染防治工作進(jìn)行總結(jié)。

油氣勘探中的鉆井屬高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)，由于其特殊性，雖然十分重視鉆井作業(yè)的井控工作，采取了各種預(yù)防井噴的控制措施，但仍然難保萬無一失。井噴及井噴失控事故一旦發(fā)生，特別是高含H2S氣井的井噴及失控，不僅將會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且將會造成較嚴(yán)重的環(huán)境污染和危害及一定的社會負(fù)面影響。如何盡可能減輕井噴及井噴失控事故所帶來的環(huán)境污染和危害，認(rèn)真貫徹集團(tuán)公司《石油與天然氣鉆井井控規(guī)定》是十分重要的，特別應(yīng)按要求執(zhí)行在發(fā)生井噴事故后的搶險(xiǎn)方案制訂及實(shí)施，要把環(huán)境保護(hù)同時(shí)考慮，同時(shí)實(shí)施，防止出現(xiàn)次生環(huán)境事故。