環(huán)境監(jiān)測技術(shù)在油氣清潔化生產(chǎn)中的應(yīng)用

李靜雯，柯賢川

（1 遂寧廣利工業(yè)發(fā)展有限公司，四川 遂寧 629000；2 遂寧明星電力自來水有限公司，四川 遂寧 629000）

1 清潔生產(chǎn)的定義及環(huán)境監(jiān)測的意義

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，全球化的環(huán)境污染和生態(tài)破壞日益增加，而清潔化貫徹以預(yù)防為主的環(huán)境戰(zhàn)略，成為當(dāng)代重點(diǎn)的發(fā)展方向，也是一種全新的生產(chǎn)模式[1]；旨在通過采用先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)計(jì)、工藝、設(shè)備、使用清潔的能源和原料等因子，從源頭控制，優(yōu)化生產(chǎn)體系的運(yùn)行，改善管理，通過資源的綜合利用，以減輕、甚至消除油氣生產(chǎn)過程對環(huán)境、人體健康造成的危害，而達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境和推進(jìn)綠色經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的目的。環(huán)境監(jiān)測作為保護(hù)和改善環(huán)境工作中重要的手段和方式，通過使用標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)方法對油氣生產(chǎn)過程中所造成的環(huán)境影響實(shí)施量化，以具體指標(biāo)的檢測數(shù)據(jù)，但由于環(huán)境、設(shè)備、人員、方法等諸多因素將會(huì)導(dǎo)致環(huán)境監(jiān)測過程中存在一定的難點(diǎn)、疑點(diǎn)，所以提高監(jiān)測水平，加強(qiáng)對環(huán)境監(jiān)測的重視是為環(huán)境保護(hù)和改善工作提供有效的技術(shù)支持[2-3]。

2 油氣生產(chǎn)對環(huán)境的影響

油氣生產(chǎn)對環(huán)境的影響可由油氣鉆井作業(yè)對環(huán)境產(chǎn)生影響的因素來分析。

2.1 油氣鉆井作業(yè)生產(chǎn)的八個(gè)環(huán)節(jié)

如圖1 所示，油氣鉆井作業(yè)清潔生產(chǎn)的八個(gè)實(shí)施環(huán)節(jié)。不同的環(huán)節(jié)對環(huán)境產(chǎn)生的影響不盡相同;能源及原材料的存儲(chǔ)、滲透造成對土壤、空氣及地表水、地下水的影響，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的噪聲、清洗設(shè)備產(chǎn)生的廢水，員工生活區(qū)所產(chǎn)生的生活污水、鉆井廢水、廢棄鉆井液和固體廢棄物對環(huán)境產(chǎn)生影響。

圖1 鉆井作業(yè)程序

2.2 鉆井施工作業(yè)中涉及到環(huán)境影響類型

噪聲污染主要包含由運(yùn)輸、建筑施工、工業(yè)生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的對身體健康會(huì)產(chǎn)生一定影響的聲音。鉆井施工作業(yè)中噪聲污染來源于以鉆井泵組、柴油發(fā)電機(jī)房及各種機(jī)械設(shè)備為中心聲源的聲輻射。

水污染是環(huán)境污染的重要形式之一，鉆井施工作業(yè)中的污水包含設(shè)備清洗污水，員工生活產(chǎn)生的生活污水和鉆井過程所產(chǎn)生的鉆井廢水。鉆井廢水成分復(fù)雜，設(shè)備沖洗可能參雜有油料及多余的有機(jī)添加劑等，沖洗或雨水沖刷的廢棄泥漿、散落泥漿、巖屑等產(chǎn)生的廢水。水質(zhì)成分的復(fù)雜，選用的預(yù)處理的方法不應(yīng)相同，甚至監(jiān)測的方法也不應(yīng)采用單一的標(biāo)準(zhǔn)。目前針對此類復(fù)雜性水樣的監(jiān)測方法不夠完善，分類不夠詳盡，也未能研制一類廣泛適用于各種復(fù)雜成分水樣、泥漿的處理劑，因此監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也有待考究。井場周邊地下水作為鉆井工程對地下水環(huán)境的影響參照也是環(huán)境監(jiān)測的對象。

鉆井固廢主要是鉆井過程中產(chǎn)生的廢漿和巖屑構(gòu)成，由鉆井液體系不同，鉆井固廢分為水基巖屑和油基巖屑。鉆井固廢的成分有研究表明涉及化合物的種類繁多且基本沒有回收的價(jià)值。但它又具備磚體、路基等建材的特性固而大多是井場均采取將堆放的的固體廢物委托第三方有資質(zhì)的企業(yè)運(yùn)走處理。

對油氣鉆井作業(yè)的八個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)施清潔生產(chǎn)措施，避免在石油鉆井施工作業(yè)中產(chǎn)生和排放污染物，以減輕或者消除對人類健康和環(huán)境的危害，以環(huán)境監(jiān)測技術(shù)手段量化污染指標(biāo)，判斷環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀和污染趨勢，完善管理，以實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的目的。

3 環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

四川油氣鉆井作業(yè)中，不同環(huán)境污染因素所涉及的監(jiān)測技術(shù)，如下所述。

3.1 噪聲

隨著油氣工業(yè)的發(fā)展，隱藏的社會(huì)環(huán)境問題逐一顯現(xiàn)。其中噪聲對環(huán)境影響的問題越來越突出，鉆井作業(yè)任務(wù)增加，伴隨產(chǎn)生的噪聲糾紛情況劇增，對噪聲監(jiān)測的需求和要求也日益增加。井場設(shè)備布局，如圖2 所示，構(gòu)建及設(shè)備類型有所差別。鉆井作業(yè)主要聲源為柴油機(jī)組（冷卻扇、氣缸、排氣管）、電力發(fā)電機(jī)組、泥漿循環(huán)系統(tǒng)、震動(dòng)篩等，井場區(qū)域內(nèi)及周邊噪聲的衰減幅度也不一致所測噪聲值也各異。而氣井組的噪聲源大多來自節(jié)流閥、分離器和管道工藝中高速氣流聲。

根據(jù)聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合聲環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)評估井場周邊敏感建筑物的環(huán)境噪聲水平，評價(jià)其是否符合所處聲環(huán)境功能區(qū)的環(huán)境質(zhì)量要求。鉆井作業(yè)過程中以主要聲源為中心向周邊輻射，噪音綜合復(fù)雜相互影響。根據(jù)GB 12348—2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的方法和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)測評定。噪聲測量點(diǎn)按井場東西南北四周邊界外1m 處各邊界分別布1 個(gè)～3 個(gè)點(diǎn)，單個(gè)井場邊界總布點(diǎn)數(shù)分別為4 個(gè)～11 個(gè)，具體布點(diǎn)示意如圖2 所示[1]。

圖2 井場布點(diǎn)示意圖

鉆井過程中鉆桿運(yùn)轉(zhuǎn)、下套管、振動(dòng)篩的運(yùn)行聲源的疊加都會(huì)使峰增高。通過監(jiān)測了解、調(diào)查鉆井作業(yè)噪聲情況，對指導(dǎo)鉆井作業(yè)清潔化生產(chǎn)、優(yōu)化井場設(shè)備的布置、削減設(shè)備噪聲采取積極有效的措施，對噪聲的影響防控具有重要指導(dǎo)意義。

3.2 對噪聲監(jiān)測及鉆井作業(yè)井場減躁措施的建議

1）長期生活在高頻、高強(qiáng)度噪聲環(huán)境內(nèi)不利于人的身體健康（影響睡眠質(zhì)量、心情、聽力受損等）是一種“慢性污染”。根據(jù)環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)要求，監(jiān)測機(jī)構(gòu)確保檢測數(shù)據(jù)的真實(shí)性和代表性。

2）長期的生活工作在強(qiáng)噪音的環(huán)境中受到的危害程度大，根據(jù)噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)，科學(xué)布置鉆井作業(yè)現(xiàn)場；合理安排職工住宿及工作區(qū)域，完善廠區(qū)配備的各種勞動(dòng)保障措施，降噪耳塞、耳罩等有效避免噪聲污染對人體健康、生產(chǎn)環(huán)境產(chǎn)生的影響。

3）鉆井施工和管理單位應(yīng)不斷增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，在生產(chǎn)中嚴(yán)格貫徹有關(guān)的環(huán)保要求，使用噪聲達(dá)到國家有關(guān)機(jī)械噪聲標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，或者在現(xiàn)有設(shè)備上采用加裝消音器、采用吸聲、減震材料封閉噪聲源設(shè)備等措施，從噪聲源頭降低噪聲，防止噪聲，從根本上解決問題[2]。

4）嚴(yán)格執(zhí)行國家相關(guān)政策，給予井場周圍將受到影響的居民相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)償，勸離，避免產(chǎn)生糾紛。盡量滿足職工、井場周邊居民及社會(huì)對職業(yè)健康、安全環(huán)境的要求，杜絕對環(huán)境和健康造成危害。

4 水質(zhì)

鉆井施工作業(yè)對周邊水環(huán)境質(zhì)量的影響方式和途徑主要有地下水，生活廢水和鉆井廢水。

4.1 適用標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范

水質(zhì)采樣方案設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定明確了地下水、生活廢水采樣的質(zhì)量控制、質(zhì)量表征、采樣點(diǎn)位的選擇、采樣的時(shí)間段，以及采集樣品的頻次等技術(shù)要求。以確保采樣人員采集的水樣具有代表性。

4.2 地下水采樣點(diǎn)的布設(shè)

在實(shí)際監(jiān)測工作中，對地下水的采樣點(diǎn)多選擇井場周邊不同方向農(nóng)戶水井。但在鉆井作業(yè)中，不同鉆進(jìn)深度所影響的地下水層位并不相同。而井場周邊水井供水含水層并不能完全代表整個(gè)鉆井工程所影響的地下水環(huán)境。采樣點(diǎn)還應(yīng)設(shè)置監(jiān)測井。

4.3 采樣人員素質(zhì)

采樣人員應(yīng)具備規(guī)范使用采樣設(shè)備、專業(yè)分析的技術(shù)能力。采樣過程中進(jìn)行加強(qiáng)監(jiān)督，并嚴(yán)格按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，是確保監(jiān)測數(shù)據(jù)來源的規(guī)范性，可行性最重要的一環(huán)。

監(jiān)測質(zhì)量與監(jiān)測人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)，專業(yè)技術(shù)能力，監(jiān)測儀器，設(shè)備的精度、技術(shù)以及使用方法都是密不可分的。

4.4 開展鉆井清潔生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測工作提出以下建議

1）根據(jù)鉆井設(shè)計(jì)深度、地質(zhì)水文情況、水質(zhì)資料明確地下水采樣點(diǎn)位，包括井場周邊水井和監(jiān)測井。需要根據(jù)不同的采樣環(huán)境，確定相應(yīng)的采樣方法。

2）采樣人員應(yīng)考核合格，持證上崗并加強(qiáng)采樣人員技能培訓(xùn)，選擇適合的采樣設(shè)備和儲(chǔ)存轉(zhuǎn)用設(shè)施。每次的采樣工作的完成需要多方面協(xié)調(diào)，加強(qiáng)培訓(xùn)采樣人員的組織協(xié)調(diào)、溝通能力，利用監(jiān)督和指導(dǎo)相結(jié)合的手段，也可成立采樣監(jiān)督規(guī)范小組，對不規(guī)范的采樣行為采取有效措施，以確保樣品的代表性。

3）根據(jù)國家相關(guān)計(jì)量檢定要求，將儀器設(shè)備送至有資質(zhì)的機(jī)構(gòu)檢定同時(shí)做好設(shè)備的管理、維護(hù)和保養(yǎng)工作。計(jì)量檢定器具的準(zhǔn)確性和可靠性在一定程度上影響了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備性、真實(shí)性。

4）著重監(jiān)測分析人員檢測技能的培訓(xùn)，嚴(yán)格要求新進(jìn)監(jiān)測人員各方面素質(zhì)和職業(yè)守則，檢測機(jī)構(gòu)必須配備適用于現(xiàn)階段監(jiān)測技術(shù)要求的監(jiān)測設(shè)備，促使機(jī)構(gòu)監(jiān)測能力更新迭代以確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠。

5）規(guī)劃選擇合理第三方檢測機(jī)構(gòu)，如實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的完整性，日常管理的規(guī)范性，綜合考慮樣品的時(shí)效性、地域性、準(zhǔn)確性和可行性等，降低外界因素帶來的實(shí)驗(yàn)誤差、數(shù)據(jù)誤差等。

5 固體廢物

固體廢物按照其危害程度可以分為一般固體廢物和危險(xiǎn)廢物，生產(chǎn)單位可找第三方機(jī)構(gòu)對產(chǎn)生的固體廢物做相應(yīng)的浸出液毒性鑒定，以確定固體廢物的類別。鉆井作業(yè)期間會(huì)產(chǎn)生大量的巖屑、水劑、泥漿等不均勻成塊的的固體通常稱之為鉆井固廢，一般產(chǎn)生量為每米進(jìn)尺0.3 m3～0.4 m3，其主要組成為振動(dòng)篩分離脫除的鉆屑、清掏鉆井液罐及方井產(chǎn)生的廢渣泥、鉆井過程及完鉆時(shí)產(chǎn)生的鉆井廢液處理時(shí)產(chǎn)生的渣泥及除砂除泥器脫出的固廢等[3]。制訂合適的監(jiān)測方案,取得可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù),為施行各種固廢處理技術(shù)及管理措施及降低鉆井固廢危害提供支持，是環(huán)境監(jiān)測人員的責(zé)任。

5.1 適用標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范

鉆井固體廢物經(jīng)處理后需將固化土妥善處置,其貯存區(qū)域應(yīng)符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,并進(jìn)行合理化,科學(xué)化管理。監(jiān)測方法中相關(guān)監(jiān)測布點(diǎn)、取樣、制樣、分析方法等應(yīng)優(yōu)先選擇國家標(biāo)準(zhǔn)或者根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況采用同等效應(yīng)的行業(yè)統(tǒng)一分析方法,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及經(jīng)過權(quán)威驗(yàn)證的新方法以確保數(shù)據(jù)的精確、可靠。

5.2 鉆井固體廢物監(jiān)測中存在的問題。

固體廢物分析結(jié)果取決于樣品采集、保存運(yùn)輸、實(shí)驗(yàn)室制樣及分析過程,獲得準(zhǔn)確的分析結(jié)果是對專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)綜合能力的考驗(yàn)。

5.2.1 采樣

在固體廢物分析中，一個(gè)井場產(chǎn)生的鉆井廢物可用數(shù)噸計(jì)，采集樣品必須具有代表性。

5.2.2 制樣

鉆井固廢大多不均勻成塊，確保樣品的數(shù)據(jù)結(jié)果能夠準(zhǔn)確，合理取樣所得樣品較多，所以必須將采集的固廢樣品經(jīng)破碎、過篩、混合、縮分直至符合分析要求。

5.3 固廢監(jiān)測的建議

1）鉆井固廢的成份復(fù)雜，有些含有毒性，在采樣的過程中應(yīng)有完善的安全措施，例如配備毒氣報(bào)警裝置，受過安全訓(xùn)練、佩戴合適的防護(hù)用品，確保采樣者的安全。

2）樣品的保存，應(yīng)有特定的場所由專人保管，第三方機(jī)構(gòu)應(yīng)有具備相應(yīng)的場所及設(shè)施設(shè)備，嚴(yán)格按照采樣標(biāo)準(zhǔn)將樣品分類保存，采樣過程中防止試樣發(fā)生變質(zhì)污染，運(yùn)輸過程中要切記交叉污染、浸濕污染等。

3）在采樣前先制定詳盡的采樣方案，包括背景調(diào)查和現(xiàn)場的踏勘，確定采樣的方法、工具、采樣點(diǎn)、樣數(shù)等，例如物料約不均勻，需要的份樣數(shù)越高，采樣的準(zhǔn)確度也越高。采樣者的知識(shí)儲(chǔ)備和現(xiàn)場實(shí)踐的應(yīng)用都是決定樣品有效性的重要一環(huán)。

4）應(yīng)加強(qiáng)作業(yè)現(xiàn)場的管理，對現(xiàn)場人員進(jìn)行環(huán)保、安全培訓(xùn)，生產(chǎn)人員、技術(shù)人員對固廢污染的重視程度不高。不按照危險(xiǎn)廢物進(jìn)行管理，重金屬富集會(huì)損害神經(jīng)系統(tǒng)，造血功能等甚至致癌，短時(shí)間內(nèi)可能對人體及環(huán)境的影響效果不是很明顯，有些有害因素是通過長時(shí)間的放射、反應(yīng)，釋放、通過食物鏈等危及人體健康和環(huán)境的。

5）有些企業(yè)為了節(jié)約成本，自行隨意采取土地填埋，土地跟作，深井灌注等方式，未對固體廢物實(shí)現(xiàn)資源化、減量化、無害化處理，隨意填埋將影響生態(tài)環(huán)境及身體健康。

6）如今鉆井固體廢物的產(chǎn)量遞增，現(xiàn)在還未有專門針對此類廢物及其滲濾液的采樣設(shè)備，在研發(fā)鉆井泥漿處理劑或生產(chǎn)所需的藥劑時(shí)，需更系統(tǒng)，有針對的研究，應(yīng)更多的傾向于清潔化生產(chǎn)的使用，減少對環(huán)境的污染。

6 結(jié)語

開展清潔化生產(chǎn)有益于綠色生態(tài)可持續(xù)發(fā)展，一方面促進(jìn)環(huán)境監(jiān)測的專業(yè)發(fā)展，通過對井場周邊噪聲、大氣（環(huán)境空氣、廢氣）、水質(zhì)（地下水、周邊農(nóng)戶水、生產(chǎn)用水、鉆井廢水等）、固體廢物（及浸出液）的監(jiān)測實(shí)行井場清潔化生產(chǎn)技術(shù)動(dòng)態(tài)管理，另一方面促進(jìn)單位完善管理制度、人才培養(yǎng)投入和設(shè)備工藝的不斷進(jìn)步。只有充分認(rèn)識(shí)并發(fā)揮環(huán)境監(jiān)測在環(huán)境保護(hù)工作中的重要作用，才能更好地結(jié)合鉆井作業(yè)清潔化生產(chǎn)現(xiàn)狀創(chuàng)造出對生態(tài)環(huán)境更有價(jià)值的貢獻(xiàn)。