氣田綠色礦山建設(shè)的實(shí)踐與對策＊

李燁楠 羅小蘭 焦艷軍

(1.四川天宇石油環(huán)保安全技術(shù)咨詢服務(wù)有限公司；2.中國石油西南油氣田分公司安全環(huán)保與技術(shù)監(jiān)督研究院)

0 引 言

綠色礦山是在依法辦礦的前提下，以礦產(chǎn)資源節(jié)約集約利用和環(huán)境保護(hù)為基本出發(fā)點(diǎn)，以規(guī)范管理、技術(shù)創(chuàng)新、節(jié)能減排、土地復(fù)墾等為手段，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、資源效益和環(huán)境效益協(xié)調(diào)統(tǒng)一為最終目的[1]，將可持續(xù)發(fā)展理念貫穿礦山建設(shè)、生產(chǎn)全過程的新形勢下的資源節(jié)約型、環(huán)境友好型礦山[2]。

天然氣作為我國普遍使用的一種清潔能源，其開發(fā)和利用程度日益受到重視。隨著我國對天然氣礦產(chǎn)資源的開發(fā)建設(shè)力度加大，如何更快的開發(fā)氣田的同時(shí)降低對生態(tài)環(huán)境的破壞無疑是一個(gè)重要問題。因此，進(jìn)一步提高氣田企業(yè)綠色礦山建設(shè)水平，加快實(shí)現(xiàn)國家綠色礦山建設(shè)要求尤為迫切。我國對石油天然氣開采行業(yè)綠色礦山建設(shè)主要包括：礦容礦貌環(huán)境優(yōu)美、環(huán)保高效開發(fā)、資源節(jié)約與綜合利用、建設(shè)現(xiàn)代數(shù)字化油田、保持企業(yè)良好形象等5方面內(nèi)容。

本文結(jié)合西南地區(qū)某氣礦開展綠色礦山建設(shè)工作與實(shí)踐，及時(shí)并系統(tǒng)地總結(jié)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和推薦做法，對行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)氣田的建設(shè)和開發(fā)具有一定的參考和借鑒意義。

1 氣礦綠色礦山建設(shè)實(shí)踐

氣礦自2017年12月開始進(jìn)行綠色礦山建設(shè)工作，經(jīng)過近10個(gè)月的努力，綠色礦山建設(shè)工作取得了一定的成效，基本達(dá)到了綠色礦山驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求。針對重點(diǎn)、難點(diǎn)開展專項(xiàng)整治，主要從資源高效開發(fā)、清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排、風(fēng)險(xiǎn)防控、氣田數(shù)字化建設(shè)、HSE體系建設(shè)等方面著力建設(shè)打造[3]，積極推動(dòng)了氣礦綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展。

1.1 資源高效開發(fā)方面

面對老井產(chǎn)能遞減快、無新井產(chǎn)能補(bǔ)充的工作現(xiàn)狀，氣礦積極探尋挖潛增氣的良策，通過優(yōu)化泡排加注制度、調(diào)整地面工藝流程、“間歇+組合”開關(guān)井等措施，加注解堵劑、更換井下節(jié)流器等方式，著力解決了井堵問題，確保氣井產(chǎn)能發(fā)揮正常。部分實(shí)施效果良好的作業(yè)區(qū)在8個(gè)月的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)挖潛增產(chǎn)天然氣1 088萬m3，綜合遞減率控制在0.88%，實(shí)現(xiàn)氣井高效開采。

1.2 清潔生產(chǎn)方面

1)全面推行鉆井作業(yè)清潔生產(chǎn)。推廣“泥漿不落地、鉆井巖屑隨鉆處理平臺(tái)、巖屑資源化利用”為主的鉆井清潔生產(chǎn)作業(yè)體系，形成了“少污染、控風(fēng)險(xiǎn)、提質(zhì)量”的清潔生產(chǎn)模式。水基鉆屑經(jīng)過離心或壓濾固液分離后，實(shí)現(xiàn)液相全部回收、部分回用，固相則添加固化劑后即時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)至附近磚廠，通過加入專利產(chǎn)品激活固化體進(jìn)行燒結(jié)，制成建筑磚，從而實(shí)現(xiàn)水基鉆屑資源化利用。相比傳統(tǒng)的固化填埋方式，該措施可以最大程度地實(shí)現(xiàn)其減容化、無害化和資源化利用，減少了鉆井固廢對環(huán)境危害的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)避免了鉆井固廢的存積問題。

2)持續(xù)推進(jìn)環(huán)保隱患治理工作。氣礦在高效開發(fā)的同時(shí)，始終堅(jiān)持做好環(huán)保隱患防治工作，通過建立年度隱患排查機(jī)制及日常隱患排查要求，定期排查隱患。先后對23座所轄重點(diǎn)集輸站氣田水池開展惡臭治理，通過加蓋密閉結(jié)合泡沫填充體將逸散出的硫化氫收集至罐中，靠脫硫劑吸附后通過15 m的放散管排放，實(shí)現(xiàn)硫化氫、惡臭等指標(biāo)廠界達(dá)標(biāo)。

此外，針對18座增壓站場機(jī)油儲(chǔ)存區(qū)域“三防”措施改造，并按時(shí)開展危險(xiǎn)廢物申報(bào)登記工作，定期組織廢機(jī)油轉(zhuǎn)運(yùn)。

3)開展氣田生態(tài)建設(shè)，打造環(huán)保示范區(qū)。結(jié)合地方和行業(yè)環(huán)境保護(hù)條例，從氣田綠化、土地復(fù)墾等方面開展環(huán)境綜合整治工作，建設(shè)清潔文明站場。全面開展站場環(huán)鏡綠化工作，個(gè)別作業(yè)區(qū)目前綠化面積高達(dá)17 747 m2，覆蓋率達(dá)到了可綠化面積的90%以上。

1.3 節(jié)能減排方面

1)氣礦節(jié)能降耗、“三廢”排放等均達(dá)到國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，并一次性通過了清潔生產(chǎn)審核驗(yàn)收。通過建立能源計(jì)量網(wǎng)絡(luò)圖、能耗計(jì)量器具臺(tái)賬，能耗計(jì)量器具檢定記錄等相關(guān)資料，形成氣田生產(chǎn)過程能耗核算體系。

2)集輸站場脫水裝置板式換熱器改造。脫水裝置原水冷系統(tǒng)為管式換熱器，需通過循環(huán)水對貧甘醇進(jìn)行換熱降溫，消耗電能。氣礦以綠色礦山創(chuàng)建為契機(jī)，通過安裝AN76型全焊接板式換熱器替代原有脫水裝置的水冷換熱器對貧甘醇進(jìn)行降溫，停用循環(huán)水冷系統(tǒng)，并對脫水裝置貧、富液換熱工藝流程進(jìn)行調(diào)整，利用高溫貧液、低溫富液在板式換熱器內(nèi)進(jìn)行熱交換，降低貧液溫度，提高富液溫度，從而降低水、電消耗及重沸器天然氣耗氣量，實(shí)現(xiàn)脫水裝置的節(jié)能降耗。改造后，平均每臺(tái)脫水裝置年節(jié)水量615 m3，年節(jié)電量1.89×104kW·h，年節(jié)氣量2.97×104m3。

3)站場高耗能循環(huán)泵安裝變頻器。站場內(nèi)液相輸送的循環(huán)泵在動(dòng)力設(shè)計(jì)上具有一定的富余性，生產(chǎn)中只能靠調(diào)節(jié)泵旁通閥來控制循環(huán)量，其輸入功率大，且大量的能源消耗在旁通中，循環(huán)泵處于高耗低效狀態(tài)。氣礦通過安裝變頻器，通過變頻器調(diào)速，可對循環(huán)泵轉(zhuǎn)速循環(huán)量的需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，減少能源浪費(fèi)。實(shí)施后，每臺(tái)泵年節(jié)電3.5×104kW·h。

4)閃蒸氣流程改造。閃蒸罐是三甘醇脫水裝置甘醇再生流程中一個(gè)重要的氣液分離設(shè)備，因閃蒸罐閃蒸出來的氣態(tài)烴具有可燃性，通常引入灼燒爐作為廢氣燃燒。氣礦為加強(qiáng)廢氣利用，將閃蒸氣的排放管線接入灼燒爐燃料氣流程，使閃蒸氣作為燃料氣，對廢氣進(jìn)行了有效的資源再利用，每座閃蒸罐可實(shí)現(xiàn)年節(jié)氣量約1.5×104m3。

1.4 風(fēng)險(xiǎn)防控方面

1)強(qiáng)化管道完整性管理。開展主要集輸干線管道預(yù)膜，減緩腐蝕速率，融合實(shí)景三維建模技術(shù)，運(yùn)用無人機(jī)巡管、管道光纖預(yù)警監(jiān)測、RSC高精度壁厚檢測、次聲波泄漏檢測等技術(shù)對含硫管道泄漏點(diǎn)進(jìn)行追蹤監(jiān)控，確保管道平穩(wěn)運(yùn)行。近一年，集輸氣管線檢測69條共計(jì)828 km，有效防止管線泄漏帶來的安全環(huán)保隱患。

2)大力開展環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評估。每年對各作業(yè)區(qū)含硫場站、含油水場站、回注井、固體廢物堆存站、含硫化氫、含油水管道分類進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評估。針對重大和較大危險(xiǎn)源，進(jìn)行現(xiàn)有環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控和應(yīng)急措施差距分析，結(jié)合分析結(jié)果，完善相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)防范措施和應(yīng)急措施。上年度通過評估共識(shí)別出兩個(gè)重大風(fēng)險(xiǎn)源和10個(gè)較大風(fēng)險(xiǎn)源，持續(xù)提升防范水平。

3)建立氣田水回注風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控及預(yù)警技術(shù)。氣礦加強(qiáng)科技攻關(guān)，大力開展氣田水回注數(shù)值模擬研究，模擬氣田水在不同情景井壁滲漏情況下氣田水的運(yùn)移特征及回注水質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化過程，指導(dǎo)地下水監(jiān)測井的布設(shè)。結(jié)合研究形成的技術(shù)成果指導(dǎo)了氣礦3座回注站周邊9口地下水監(jiān)測井(50～60 m深)的布設(shè)及建設(shè)，優(yōu)化了水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)及監(jiān)測頻率、節(jié)約了監(jiān)測費(fèi)用，為回注井運(yùn)行管理及風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控提供了保障。

4)安裝車輛GPS及視屏監(jiān)控。氣礦在所轄6大主力生產(chǎn)作業(yè)區(qū)調(diào)控中心推行對氣田水拉運(yùn)車輛、巖屑拉運(yùn)車輛進(jìn)行視頻監(jiān)控。此外，針對32個(gè)產(chǎn)水量大的井站氣田水卸車場站對卸車車輛進(jìn)行視頻及現(xiàn)場監(jiān)控，確保氣田水拉運(yùn)全過程風(fēng)險(xiǎn)可控。

1.5 氣田數(shù)字化建設(shè)方面

1)建立以RCC(遠(yuǎn)程控制中心)為核心，中心站為樞紐，各采輸站場為單元的信息化管理架構(gòu)。氣礦通過SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制)系統(tǒng)升級(jí)改造及氣田生產(chǎn)信息化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)全面采集，安全聯(lián)鎖控制重點(diǎn)覆蓋，生產(chǎn)輔助設(shè)施自動(dòng)控制，站場視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控，數(shù)字化氣田功能完善，生產(chǎn)安全管控水平全面提升。

2)加強(qiáng)油氣生產(chǎn)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)。氣礦結(jié)合生產(chǎn)工藝站場數(shù)據(jù)采集功能需求，推進(jìn)“遠(yuǎn)程支持協(xié)作”的生產(chǎn)組織和管理模式的轉(zhuǎn)變。在所轄26座集氣站和58座單井站推行使用生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，經(jīng)過兩個(gè)多月試運(yùn)行，達(dá)到預(yù)期效果。系統(tǒng)主要擔(dān)負(fù)生產(chǎn)現(xiàn)場巡查、維護(hù)保養(yǎng)、問題閉環(huán)整改等信息的提示、錄取、查詢、共享及臨時(shí)工作發(fā)布任務(wù)，有效減輕員工工作量，是氣礦建設(shè)“智慧氣田”的重要組成部分，進(jìn)一步提升氣藏安全受控管理水平。

1.6 HSE體系建設(shè)方面

1)HSE標(biāo)準(zhǔn)化手冊修訂。成立手冊修訂、現(xiàn)場驗(yàn)證等兩個(gè)專業(yè)組推進(jìn)修訂工作，通過每周收集動(dòng)態(tài)、每月通報(bào)工作進(jìn)度等方法全面掌握手冊修訂工作推進(jìn)情況。立足生產(chǎn)實(shí)際，對照驗(yàn)收問題，將基層站隊(duì)HSE標(biāo)準(zhǔn)化手冊修訂工作與氣礦安全環(huán)保責(zé)任體系、風(fēng)險(xiǎn)防控體系建設(shè)、工作循環(huán)分析、生產(chǎn)參數(shù)修訂等工作有機(jī)融合。

2)HSE履職能力建設(shè)。完成本年度操作員工HSE履職能力評估，通過理論測試、實(shí)做測試、訪談、考評等方式對員工崗位應(yīng)知應(yīng)會(huì)、崗位風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與控制、應(yīng)急處置能力進(jìn)行全方位評估，確定員工履職能力等級(jí)，并與績效獎(jiǎng)金系數(shù)掛鉤。此外，通過每月對員工HSE工作開展情況進(jìn)行考核，考核結(jié)果年底與員工安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)控制獎(jiǎng)掛鉤。

2 綠色礦山建設(shè)對策及建議

通過上述對氣礦綠色礦山建設(shè)實(shí)踐作系統(tǒng)的分析研究，總結(jié)了幾點(diǎn)綠色礦山建設(shè)工作的推薦做法，對油氣田開發(fā)行業(yè)綠色礦山建設(shè)推廣問題提供對策建議。

2.1 探索挖潛增效措施，實(shí)現(xiàn)氣井穩(wěn)產(chǎn)

企業(yè)在氣田開采后期，應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，通過摸索挖潛增效的措施，如：優(yōu)化泡排加注制度、調(diào)整地面工藝流程、“間歇+組合”開關(guān)井、加注解堵劑、更換井下節(jié)流器等方式，著力控制綜合遞減率，確保氣井產(chǎn)能發(fā)揮正常，實(shí)現(xiàn)老氣田高效開采。

2.2 持續(xù)強(qiáng)化清潔生產(chǎn)，拓寬節(jié)能減排渠道

持續(xù)資金投入和節(jié)能減排、綜合處置、利用相關(guān)技術(shù)研究，在鉆井固廢資源化利用，硫化氫回收利用、返排液處理、氣田水處理、含油固廢等方面積極開展新工藝新技術(shù)研究與現(xiàn)場應(yīng)用；大力排查歷史遺留環(huán)境問題，通過建立專項(xiàng)資金和制度落實(shí)解決，持續(xù)推進(jìn)氣田水池惡臭治理、危廢暫存區(qū)改造等環(huán)保隱患治理工作；通過技術(shù)節(jié)能最大限度地減少能源浪費(fèi)和廢物排放，優(yōu)化運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)。

2.3 全方位、多手段完善風(fēng)險(xiǎn)防控體系

企業(yè)應(yīng)著力開展技術(shù)應(yīng)用，從制度管理、預(yù)警、檢測、監(jiān)控等全方面提高風(fēng)險(xiǎn)防范水平。將科技成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，運(yùn)用數(shù)字化信息技術(shù)，通過人防、物防、技防等綜合措施，有效提升氣田環(huán)境敏感區(qū)油氣泄漏防護(hù)能力。以實(shí)現(xiàn)油氣泄漏監(jiān)控、預(yù)警、應(yīng)急為主要功能，管道壓力、流量實(shí)時(shí)在線監(jiān)控；管道、站場閥門遠(yuǎn)程緊急截?cái)?；氣田水回注站布設(shè)監(jiān)測井設(shè)施。

2.4 依靠科技創(chuàng)新，推進(jìn)數(shù)字化、信息化建設(shè)

氣田綠色礦山建設(shè)的關(guān)鍵是依靠科技驅(qū)動(dòng)，企業(yè)可加強(qiáng)油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)、SCADA系統(tǒng)建設(shè)，升級(jí)數(shù)據(jù)采集與視屏監(jiān)控系統(tǒng)，全面推進(jìn)“單井無人值守+中心井站集中控制+遠(yuǎn)程支持協(xié)作”生產(chǎn)組織和管理模式的轉(zhuǎn)變。形成開采系統(tǒng)集中化，儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)連續(xù)化，監(jiān)控系統(tǒng)信息化，通過升級(jí)換代等途徑提高裝備自動(dòng)化和現(xiàn)代化管理水平[4]。

2.5 系統(tǒng)完善管理體系，健全相關(guān)制度

樹立綠色發(fā)展理念，持續(xù)從安全生產(chǎn)、質(zhì)量監(jiān)督、環(huán)境保護(hù)、培訓(xùn)教育等方面完善管理制度體系，并制定相應(yīng)保障措施。

3 結(jié)束語

綜上，氣田綠色礦山建設(shè)應(yīng)以氣田高效開發(fā)、資源節(jié)約和綜合利用、環(huán)境保護(hù)、數(shù)字化建設(shè)、社區(qū)和諧作為綠色礦山建設(shè)的工作核心，以依法辦礦和安全生產(chǎn)作為綠色礦山建設(shè)的前提條件，以企業(yè)文化和規(guī)范管理作為綠色礦山建設(shè)的重要手段，以科技創(chuàng)新、節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)、土地復(fù)墾等作為綠色礦山建設(shè)的保障措施，并結(jié)合礦區(qū)實(shí)際情況，全面推進(jìn)并保障綠色礦山建設(shè)工程的順利進(jìn)行，嚴(yán)格履行企業(yè)社會(huì)責(zé)任，搞好企地和諧共建，積極擴(kuò)大企業(yè)影響力并樹立良好的企業(yè)形象，積極支持和帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[5]。

本文立足某氣礦生產(chǎn)實(shí)際，將綠色發(fā)展理念貫穿于氣田開發(fā)生產(chǎn)的全過程，以爭創(chuàng)國家級(jí)綠色礦山建設(shè)標(biāo)桿為目標(biāo)，統(tǒng)籌兼顧、因地制宜。堅(jiān)持用生態(tài)經(jīng)濟(jì)理念實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約利用和環(huán)保的高效開發(fā)，通過一系列的對策措施有效地推進(jìn)了綠色礦山的創(chuàng)建工作，積極推動(dòng)了油氣田企業(yè)綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展，以期促進(jìn)同行業(yè)綠色礦山的建設(shè)。