陸上石油天然氣開采中VOCs與CH4的協(xié)同控制

梁林佐 馬 瀅 毋 勇 楊光福 丁 毅 王雪梅 洪 葉

(中國石油集團(tuán)安全環(huán)保技術(shù)研究院有限公司)

0 引 言

石油天然氣作為重要的一次能源，攸關(guān)國家安全和國計(jì)民生，是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。天然氣作為清潔能源，為改善環(huán)境空氣質(zhì)量發(fā)揮了重要作用。近十年來，我國石油的對外依存度從48.8%上升到67.2%，天然氣對外依存度從5.7%陡升至39.4%，這一趨勢還將持續(xù)發(fā)展。預(yù)計(jì)到2035年，我國石油和天然氣的對外依存度將分別達(dá)到70%和55%。我國原油產(chǎn)量保持2×108t/a和天然氣產(chǎn)量保持3 000×108m3/a，是保障國家能源油氣安全的核心任務(wù)，具有重要的政治經(jīng)濟(jì)意義[1]。因此需要大力提升國內(nèi)油氣勘探開發(fā)力度，努力保障國家能源安全。

為了改善能源結(jié)構(gòu)、控制大氣污染，對天然氣保供增供提出了越來越高的要求，要加強(qiáng)陸上和海上油氣勘探開發(fā)，有序開放礦業(yè)權(quán)，積極開發(fā)天然氣、煤層氣、頁巖油(氣)。石油天然氣開采特征大氣污染物SO2、揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)以及溫室氣體CH4，對環(huán)境空氣帶來嚴(yán)重的污染影響和溫室氣體效應(yīng)。GB 39728—2020《陸上石油天然氣開采工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》[2]規(guī)定了陸上石油天然氣開采工業(yè)、企業(yè)VOCs排放控制要求、監(jiān)測和監(jiān)督管理要求，同時對溫室氣體CH4的排放提出了協(xié)同控制要求。該標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，對陸上石油天然氣開采工業(yè)、企業(yè)貫徹落實(shí)《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》[3]《中華人民共和國大氣污染防治法》[4]，防治環(huán)境污染、積極應(yīng)對氣候變化，促進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，推動行業(yè)綠色、低碳、高質(zhì)量發(fā)展，將發(fā)揮積極作用。

1 協(xié)同控制的必要性

“協(xié)同效益”(或“協(xié)同效應(yīng)”)是國際社會聯(lián)手應(yīng)對氣候變化、努力減少溫室氣體排放進(jìn)程中應(yīng)運(yùn)而生的概念，旨在減少溫室氣體排放的措施產(chǎn)生的附帶的局地大氣污染物(或傳統(tǒng)大氣污染物)減排及其人群健康等效益，或者在實(shí)施局地大氣污染物(或傳統(tǒng)大氣污染物)減排時所產(chǎn)生的溫室氣體減排效益。對實(shí)現(xiàn)協(xié)同效益必要性認(rèn)識的提升直接催生了“協(xié)同控制(co-control)”這一重要概念，即人們在充分認(rèn)識和評估協(xié)同效益的基礎(chǔ)上，主動選擇減排措施、制定減排計(jì)劃(規(guī)劃)，將溫室氣體與局地大氣污染物同步減排付諸行動[5-6]。

為改善空氣質(zhì)量，2013年和2018年國務(wù)院先后出臺了《大氣污染防治行動計(jì)劃》[7]和《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計(jì)劃》[8]。由于大氣污染物和溫室氣體排放之間存在廣泛的同源性，為有效利用兩者目標(biāo)的“協(xié)同性”，達(dá)到事半功倍的效果，協(xié)同控制大氣污染物和溫室氣體的理念應(yīng)運(yùn)而生，并已得到廣泛認(rèn)同，且被明確寫入2015年修訂的《中華人民共和國大氣污染防治法》?！洞蜈A藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計(jì)劃》在目標(biāo)指標(biāo)中明確要求“協(xié)同減少溫室氣體排放”，基于措施的協(xié)同效應(yīng)評估，并結(jié)合減排目標(biāo)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的協(xié)同控制路徑或規(guī)劃。GB 39728—2020《陸上石油天然氣開采工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定陸上石油天然氣開采工業(yè)要協(xié)同控制CH4。

VOCs的大氣污染分為臭氧污染、細(xì)顆粒物(PM2.5)污染、有害空氣污染物污染和臭味污染。大部分的VOCs具有較強(qiáng)的光化學(xué)反應(yīng)性，與大氣中其他化學(xué)成分如NO反應(yīng)，形成高濃度的O3及其他過氧化物，會刺激和破壞深呼吸道粘膜和組織，對眼睛有輕度刺激性。VOCs參與了大氣中二次氣溶膠的形成，不易沉降，形成霧霾天氣。有害空氣污染物包括VOCs、多環(huán)芳烴化合物、重金屬及二噁英等。VOCs最主要的健康影響，在于長時間低濃度暴露下將使人體致癌幾率增加。臭味是人體受物質(zhì)刺激感受的嗅覺反應(yīng)，當(dāng)人對某種氣味感到厭惡，即構(gòu)成臭味污染。多數(shù)VOCs具有特殊氣味。

CH4是僅次于CO2的全球第二大溫室氣體，對全球變暖的貢獻(xiàn)率約為1/4，比CO2在大氣中更加活躍[9]。雖然它在大氣溫室氣體中只占小部分，但其危害之大不遜于CO2。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會第六次評估報(bào)告(AR6)做的全球增溫潛勢(GWP)分析顯示，相同質(zhì)量的CH4與CO2相比，100年內(nèi)，CH4的溫室效應(yīng)是CO2的29.8倍，而在20年跨度內(nèi)，CH4的溫室效應(yīng)是CO2的82.5倍[10]。CH4危害大，因此要給予足夠的重視。

陸上石油天然氣開采工業(yè)大氣污染物排放過程中VOCs與CH4的協(xié)同控制應(yīng)基于行業(yè)可行與可達(dá)污染控制技術(shù)，結(jié)合治污成本和環(huán)境效益，通過對清潔生產(chǎn)工藝、污染治理措施的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評估確定排放限值和控制要求，力求使標(biāo)準(zhǔn)做到科學(xué)合理，具有可操作性，避免“一刀切”。對技術(shù)先進(jìn)、行業(yè)總體排放管控水平較高的污染源，予以加嚴(yán)控制；對污染治理還存在困難、治理技術(shù)還很薄弱的污染源，限值適當(dāng)從寬；依據(jù)行業(yè)企業(yè)分布特點(diǎn)，對重點(diǎn)區(qū)域從嚴(yán)控制；考慮行業(yè)排放實(shí)際和污染治理技術(shù)發(fā)展，對現(xiàn)有企業(yè)保留適當(dāng)?shù)奶針?biāo)改造過渡期。同時，對標(biāo)先進(jìn)，兼顧國內(nèi)外控制水平。在保障國家能源安全的同時，促進(jìn)行業(yè)綠色發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步，提高污染物排放控制水平。

2 污染源分析

2.1 溫室氣體排放管控現(xiàn)狀

2016年11月，具有里程碑意義的具有法律約束力的《巴黎氣候變化協(xié)定》正式生效。近200個締約方就全球平均溫升控制在工業(yè)革命前2℃以內(nèi)達(dá)成共識。2016年9月，全國人大常委會批準(zhǔn)中國加入《巴黎氣候變化協(xié)定》，于2030年左右使CO2排放達(dá)到峰值并爭取盡早實(shí)現(xiàn)。資本市場對上市公司碳排放信息披露要求越來越高，2021年7月16日，全國碳排放權(quán)交易市場正式開始上線交易。溫室氣體排放管控是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，主要任務(wù)包括：①溫室氣體排放監(jiān)測、核算與報(bào)告，主要是鼓勵企業(yè)開展燃料低位發(fā)熱量、含碳量、碳氧化率，以及CH4逸散和放空等溫室氣體排放核算因子的實(shí)測。②碳排放配額清繳履約，實(shí)施碳資產(chǎn)管理。③實(shí)施溫室氣體排放控制措施。

溫室氣體排放控制措施包括：①綜合采取推行清潔生產(chǎn)、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和資源能源結(jié)構(gòu)、采用先進(jìn)生產(chǎn)工藝技術(shù)和裝備、淘汰落后產(chǎn)能、提高資源能源利用效率。實(shí)施溫室氣體回收利用。②油氣田企業(yè)應(yīng)采取措施控制或減少油氣勘探、開采、處理、儲運(yùn)等環(huán)節(jié)的CH4逸散和放空，積極實(shí)施設(shè)備和管線組件泄漏檢測與修復(fù)(LDAR)，實(shí)施VOCs與CH4排放的協(xié)同管控。③鼓勵企業(yè)因地制宜實(shí)施CO2捕集、利用與封存(CCUS)和林業(yè)碳匯等溫室氣體減排項(xiàng)目。

2.2 VOCs和CH4排放

CH4和VOCs的共同排放源有：油品儲存與裝載、采出水敞開液面、設(shè)備與管線組件泄漏、火炬系統(tǒng)等；CH4主要來自于天然氣，主要排放源包括邊遠(yuǎn)油井單井罐放空氣、油井套管氣、試油和試氣過程排放氣、天然氣壓縮機(jī)啟停吹掃放空氣等。

陸上石油天然氣開采工業(yè)的主要產(chǎn)品及其組成如下：采出液一般為原油、天然氣和水的混合物，平均含水率90%以上；天然氣中CH4占95%～99%(mol%)，其次為乙烷；未穩(wěn)定原油C1～C50，其中C1～C5較多；穩(wěn)定原油C6～C50；天然氣凝液及其液化石油氣和穩(wěn)定輕烴產(chǎn)品C2～C5。由于VOCs和CH4大多共存在同一物料、排放源中，且設(shè)備與管線組件VOCs泄漏檢測、采出水敞開液面VOCs逸散排放檢測值中包含CH4，因此GB 39728—2020《陸上石油天然氣開采工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》提出的控制要求，大多可實(shí)現(xiàn)VOCs和CH4的協(xié)同控制。按照《中華人民共和國大氣污染防治法》關(guān)于“對顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、VOCs、氨等大氣污染物和溫室氣體實(shí)施協(xié)同控制”的規(guī)定，GB 39728—2020《陸上石油天然氣開采工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》對油氣田VOCs和CH4實(shí)施協(xié)同控制，同時對涉及天然氣(包括油田伴生氣)生產(chǎn)系統(tǒng)等額外提出了CH4排放控制的要求。

3 VOCs和CH4排放控制

按照GB 37822—2019《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》[11]要求，結(jié)合GB 50350—2015《油田油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》[12]、GB 50349—2015《氣田集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》[13]等，GB 39728—2020《陸上石油天然氣開采工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》對揮發(fā)性有機(jī)液體儲存和裝載、含油廢水集輸與處理、火炬系統(tǒng)、設(shè)備與管線組件泄漏，以及廢氣收集處理系統(tǒng)、企業(yè)邊界無組織排放等過程提出了污染控制要求，涉及的揮發(fā)性有機(jī)液體包括本行業(yè)全部產(chǎn)品(原油、天然氣凝液、液化石油氣、穩(wěn)定輕烴)及含油采出水。

3.1 油氣處理要求

企業(yè)應(yīng)按照GB 50350—2015《油田油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，在原油處理過程采取原油穩(wěn)定或油罐烴蒸氣回收措施，以回收原油中的輕組分、降低原油蒸氣壓，從而降低油氣蒸發(fā)損耗、減少油氣揮發(fā)排放。油田內(nèi)部原油應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價、油田內(nèi)部原油蒸發(fā)損耗情況，確定是否進(jìn)行穩(wěn)定處理。按照GB 36170—2018《原油》[14]要求，商品原油(敞口貯存和運(yùn)輸?shù)脑?交接溫度下的蒸氣壓不應(yīng)大于66.7 kPa。

對于含較大量C1～C4輕組分(烴蒸氣)的未穩(wěn)定原油，在常溫常壓下的儲運(yùn)會從原油中揮發(fā)至大氣環(huán)境中，C5在儲運(yùn)溫度高于常溫的情況下，也會從原油中揮發(fā)出來。對未穩(wěn)定原油采取負(fù)壓閃蒸、正壓閃蒸、微正壓閃蒸、分餾等穩(wěn)定措施，將原油中揮發(fā)性強(qiáng)的輕組分加以脫出回收，可降低原油的蒸氣壓，利于常溫常壓下儲存，達(dá)到降低油氣蒸發(fā)損耗、減少油氣揮發(fā)排放的目的。原油穩(wěn)定的深度，即對未穩(wěn)定原油中輕組分C1～C5的提取程度，按GB 50350—2015《油田油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》執(zhí)行，從降低原油儲運(yùn)過程中蒸發(fā)損耗的角度考慮，穩(wěn)定原油的飽和蒸氣壓愈低愈好，但追求過低的飽和蒸氣壓，會增大投資、增加能耗、升高成本，同時原油中C6及以上重組分?jǐn)y帶增多，會減少原油中汽油餾分的潛含量，造成原油品質(zhì)下降。GB 50350—2015《油田油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，穩(wěn)定原油在最高儲存溫度下的飽和蒸氣壓的設(shè)計(jì)值不宜高于當(dāng)?shù)卮髿鈮旱?.7倍。我國目前已建原油穩(wěn)定裝置80%左右采用負(fù)壓閃蒸工藝，該工藝可使穩(wěn)定原油的飽和蒸氣壓達(dá)到上述要求，原油蒸發(fā)損耗率低于0.2%，達(dá)到SY/T 6420—2016《油田地面工程設(shè)計(jì)節(jié)能技術(shù)規(guī)范》[15]的控制指標(biāo)，此時原油中C1～C4含量通常也小于0.5%。因此，SY/T 6420—2008《油田地面工程設(shè)計(jì)節(jié)能技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，當(dāng)原油蒸發(fā)損耗率大于0.2%時，應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定處理。

油罐烴蒸氣回收是一種對油罐烴蒸氣抽出加以回收，減少蒸發(fā)損耗的工藝方法，屬于原油密閉儲存手段。結(jié)合原油組分、原油產(chǎn)量及當(dāng)?shù)貧鉁氐那闆r，若經(jīng)烴蒸氣回收以后的原油能滿足儲運(yùn)要求，也可不再進(jìn)行原油穩(wěn)定。對于不宜采用負(fù)壓閃蒸、正壓閃蒸及分餾穩(wěn)定的原油，可采用油罐烴蒸氣回收工藝。

3.2 揮發(fā)性有機(jī)液體儲存要求

天然氣凝液、液化石油氣、1號穩(wěn)定輕烴儲存應(yīng)采用壓力罐、低壓罐(壓力球型罐或臥式罐)，或采取其他等效措施，以避免該類蒸氣壓較大物料的揮發(fā)逸散。重點(diǎn)地區(qū)儲罐、新建儲罐均執(zhí)行GB 37822—2019《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》，蒸氣壓高限加嚴(yán)?？紤]到100～500 m3原油儲罐數(shù)量眾多(占55.6%)，但總罐容僅占7.7%，VOCs排放總量較少，且對于邊遠(yuǎn)井場的小罐(100 m3以下)，因生產(chǎn)上基本無固定人員值守，設(shè)置廢氣處理設(shè)施，其運(yùn)行管理難度較大，因此，與GB 37822—2019相比，非重點(diǎn)地區(qū)現(xiàn)有儲罐罐容要求有所降低，按蒸氣壓大小由≥75 m3放寬至>100 m3和>500 m3。

GB 50350—2015《油田油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB 50349—2015《氣田集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，未穩(wěn)定原油儲罐及事故油罐應(yīng)選用固定頂罐；單罐容量大于或等于10 000 m3的穩(wěn)定原油儲罐宜選用浮頂罐；2號穩(wěn)定輕烴常壓儲存時應(yīng)選用浮頂罐，如采用固定頂罐，應(yīng)采取氮封措施。以浮頂罐儲存油品，屬目前最佳實(shí)用技術(shù)，可最大限度地降低油氣損耗、減少烴類氣體的揮發(fā)逸散。未穩(wěn)定原油中含有大量揮發(fā)性組分，若采用浮頂罐，降壓產(chǎn)生的大量閃蒸氣容易破壞浮頂罐的密封結(jié)構(gòu)，甚至?xí)l(fā)生密封結(jié)構(gòu)破壞、浮頂沉沒等故障。

截至2018年末，全國陸上石油天然氣開采企業(yè)有100～10 000(不含)m3的原油儲罐約5 800臺，總罐容約755萬m3，包括一段、二段沉降罐和凈化油罐。由于我國油田區(qū)塊數(shù)量較多(單區(qū)塊產(chǎn)量普遍較低)，罐容為100～500 m3的小型原油儲罐數(shù)量眾多(占總數(shù)的55.6%)，但其總罐容僅占7.7%，VOCs排放總量較少。

按照現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范，10 000 m3以下的原油儲罐大多數(shù)為拱頂罐，10 000 m3的含水原油沉降罐也有采用拱頂罐。GB 39728—2020《陸上石油天然氣開采工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》對現(xiàn)有原油儲罐提出延遲改造的例外(不應(yīng)晚于最近一個停工檢修期，并報(bào)生態(tài)環(huán)境主管部門確定)。理由如下：

1)目前100(不含)～10 000(不含) m3的原油儲罐數(shù)量仍有3 250余臺、總罐容730萬m3。油氣田的原油拱頂罐大多無法改為浮頂罐，因這些罐大部分都有內(nèi)部結(jié)構(gòu)(加熱盤管、中心桶、布液管、收油槽等)，會影響浮盤的安裝和密封；未穩(wěn)定原油不允許采用浮頂罐。為滿足GB 39728—2020《陸上石油天然氣開采工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》要求，只能采取大罐抽氣、設(shè)置廢氣處理設(shè)施，或更換新罐。

2)因油氣藏存在枯竭問題，基本上沒有備用儲罐，空罐較少。面對如此巨大的升級改造工作量，在標(biāo)準(zhǔn)過渡期內(nèi)難以完成，大面積停工勢必影響石油天然氣的生產(chǎn)。

3.3 揮發(fā)性有機(jī)液體裝載要求

1)按照GB 37822—2019《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：揮發(fā)性有機(jī)液體裝載應(yīng)采用底部裝載或頂部浸沒式裝載方式；若采用頂部浸沒式裝載，出料管口距離罐(槽)底部高度應(yīng)小于200 mm。避免噴濺式裝車造成大量的油氣逸散。

2)天然氣凝液、液化石油氣和1號穩(wěn)定輕烴應(yīng)密閉裝載，裝載設(shè)備的氣相管道應(yīng)與儲罐的氣相管道連接。以避免該類蒸氣壓較大物料的揮發(fā)逸散排放。

3)按照GB 37822—2019《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：油氣集中處理站、天然氣處理廠、儲油庫裝載真實(shí)蒸氣壓≥27.6 kPa的原油、2號穩(wěn)定輕烴，重點(diǎn)地區(qū)油氣集中處理站、儲油庫裝載真實(shí)蒸氣壓≥5.2 kPa的原油、2號穩(wěn)定輕烴應(yīng)符合下列規(guī)定之一：a)對裝載排放的廢氣進(jìn)行收集處理，非甲烷總烴去除效率不低于80%，重點(diǎn)地區(qū)非甲烷總烴去除效率不低于90%；b)采用氣相平衡系統(tǒng)。

3.4 廢水集輸與處理系統(tǒng)排放控制要求

1)按照GB 37822—2019《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》、GB 50350—2015《油田油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB 50349—2015《氣田集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB/T 51248—2017《天然氣凈化廠設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)定：油氣田采出水、原油穩(wěn)定裝置產(chǎn)生的污水、天然氣凈化廠含硫污水、天然氣凝液及其產(chǎn)品儲罐排水、原油儲罐排水、含硫化氫氣田水應(yīng)采用密閉管道集輸，接入口和排出口采取與環(huán)境空氣隔離的措施，以避免含VOCs的逸散排放。

2)油氣田采出水涉及油去除的敞口式設(shè)施，主要為沒有固定蓋板或頂板的含油污水調(diào)節(jié)緩沖池、隔油池、沉降池、氣浮池(機(jī))、含油污泥(浮渣)濃縮池，以及含油污水過濾器反沖洗回收水池、氣田水處理站的氣田水接收水池等。按照GB 37822—2019《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》要求，提出其敞開液面逸散排放的VOCs(含CH4)濃度如≥100 μmol/mol，均應(yīng)加蓋對廢氣進(jìn)行收集，由無組織變?yōu)橛薪M織排放，要求非甲烷總烴排放濃度(1 h平均值)不應(yīng)超過120 mg/m3，該限值與GB 31570—2015《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、GB 16297—1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》新源標(biāo)準(zhǔn)一致。同時規(guī)定，對于排放量較大(排放速率大于2 kg/h)的源，應(yīng)設(shè)置廢氣處理設(shè)施，非甲烷總烴去除效率不應(yīng)低于80%，此限值與GB 37822—2019《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》一致。油氣田采出液含水率波動較大，引起采出水量波動較大，一些水處理設(shè)施，水量更是“大進(jìn)大出”，如含油污水過濾器反沖洗回收水池(間歇式操作，逐個沖罐，一般每12～24 h循環(huán)進(jìn)液和排液一次)、氣田水處理站的氣田水接收水池(拉運(yùn)卸車時有水，無拉運(yùn)卸車時則無水或液位很低)等，其廢氣量及污染物濃度相應(yīng)波動很大、不穩(wěn)定，要求80%的非甲烷總烴去除效率控制指標(biāo)較嚴(yán)格。

本行業(yè)油氣處理主要是物理分離、凈化過程，無放熱反應(yīng)，還需由外部供熱，故一般不設(shè)置循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。

3.5 設(shè)備與管線組件泄漏控制要求

按照GB 37822—2019《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》，對重點(diǎn)地區(qū)油氣集中處理站、天然氣處理廠、儲油庫設(shè)備與管線組件，提出泄漏檢測與修復(fù)要求。與GB 37822—2019相比，GB 39728—2020《陸上石油天然氣開采工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》為了實(shí)現(xiàn)CH4的排放控制，增加了對載有CH4的設(shè)備與管線組件進(jìn)行泄漏檢測與修復(fù)要求。

3.6 火炬系統(tǒng)排放控制要求

對于油氣集中處理站、天然氣處理廠火炬系統(tǒng)，按照GB 31570—2015《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》[16]等規(guī)定：

1)采取措施回收排入火炬系統(tǒng)的液體；

2)VOCs和CH4(天然氣)進(jìn)入火炬應(yīng)能點(diǎn)燃并充分燃燒；

3)連續(xù)監(jiān)測火炬及其引燃設(shè)施的工作狀態(tài)(火炬氣流量、火炬火焰溫度、火種氣流量、火種溫度等)，編制監(jiān)測記錄并至少保存3年。

3.7 其他排放控制要求

1)按照GB 50349—2015《氣田集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：在氣田內(nèi)將氣井采出的井產(chǎn)物進(jìn)行匯集、處理、輸送的全過程應(yīng)采用密閉工藝流程。

2)按照GB 50350—2015《油田油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：對于需要采取原油穩(wěn)定措施的油田，原油穩(wěn)定裝置前，包括將油井采出的井產(chǎn)物進(jìn)行匯集、處理、輸送至原油穩(wěn)定裝置的全過程應(yīng)采用密閉工藝流程。

3)按照GB/T 51248—2017《天然氣凈化廠設(shè)計(jì)規(guī)范》[17]規(guī)定：天然氣凈化廠安全閥泄放的可燃、有毒氣體應(yīng)密閉排放至火炬系統(tǒng)處理。

4)從控制CH4排放的角度，結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件和油氣田實(shí)際，規(guī)定：對油氣田放空天然氣應(yīng)予以回收。確因技術(shù)或經(jīng)濟(jì)條件限制不能回收或難以回收，但能夠燃燒(可點(diǎn)燃、不需要添加輔助燃料)的，在符合生產(chǎn)安全要求的條件下應(yīng)經(jīng)燃燒后放空；對于不經(jīng)燃燒直接放空的，應(yīng)報(bào)生態(tài)環(huán)境主管部門備案。本條關(guān)于放空氣回收規(guī)定的對象主要包括油井套管氣、邊遠(yuǎn)油井單井罐放空氣(伴生天然氣)、試油和試氣過程排放氣等。

a)對于設(shè)置有集輸管道的油井，目前企業(yè)一般都已將套管氣回收至油氣集輸系統(tǒng)中。

b)對于一些邊遠(yuǎn)的油井，一般沒有設(shè)置集輸管道，原油靠汽車?yán)\(yùn)至處理站處理，油田伴生天然氣和套管氣會在井場放空。企業(yè)根據(jù)伴生氣和套管氣量、回收后產(chǎn)品需求及用戶距離情況，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)評價，如值得回收，會采取制成CNG、發(fā)電等方式予以回收利用。

c)對于試油和試氣過程排放氣，企業(yè)一般也都進(jìn)行了回收或燃燒處理。

d)對于難以回收套管氣的油井，從生產(chǎn)安全角度考慮，不能采取燃燒方式處理套管氣。

e)對于一些含CO2等惰性氣體較多的、不能燃燒(無法點(diǎn)燃)的放空氣，不支持額外添加輔助燃料進(jìn)行燃燒處理。

f)對CH4的燃燒處理，主要是通過將CH4氧化為CO2，減少溫室效應(yīng)。

3.8 廢氣收集處理系統(tǒng)要求

對于廢氣收集處理，執(zhí)行GB 37822—2019《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定。

3.9 規(guī)定企業(yè)邊界無組織排放監(jiān)控濃度限值

參照GB 16297—1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中對新建企業(yè)的要求、GB 31570—2015《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》限值，要求油氣田主要工藝站場(油氣集中處理站、涉及凝析油或天然氣凝液的天然氣處理廠、儲油庫)，其邊界非甲烷總烴1 h平均濃度不得超過4.0 mg/m3。

本行業(yè)工藝站場占地均較小。油氣集中處理站小的為150 m×100 m，大的為530 m×500 m；接轉(zhuǎn)站小的為20 m×50 m，大的為210 m×170 m；單獨(dú)的污水處理站一般為100 m×150 m，個別稠油污水流程較長的為900 m×600 m。站場內(nèi)一般也少有封閉的生產(chǎn)廠房。故未對企業(yè)內(nèi)部規(guī)定無組織排放監(jiān)控濃度限值。

3.10 幾點(diǎn)說明

GB 39728—2020《陸上石油天然氣開采工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》僅針對重點(diǎn)地區(qū)主要工藝站場(油氣集中處理站、天然氣處理廠、儲油庫)規(guī)定了LDAR要求、規(guī)定了周界無組織排放控制限值；僅針對重點(diǎn)地區(qū)油氣田采出水處理系統(tǒng)規(guī)定了VOCs污染控制要求。理由如下：

1)油氣田地面工程設(shè)施多處于野外，距離城區(qū)一般均較遠(yuǎn)。

2)油氣田地面工程設(shè)施(油氣井、工藝站場)較多且分散，單一設(shè)施規(guī)模不大，油氣集輸和處理以密閉的管道和罐等設(shè)備為主。目前我國陸上油井約有50萬口，單井產(chǎn)油量很低(平均僅約1.6 t/d)。一些井場和小的工藝站場基本無常住員工或定員很少，過嚴(yán)的、精細(xì)化的控制措施難以得到有效的運(yùn)行管理。以某1 000萬t/a產(chǎn)能的油田企業(yè)為例，其地跨3省13市35縣，擁有11個采油廠；有775座站場，包括31座油氣集中處理站(聯(lián)合站)、371座計(jì)量接轉(zhuǎn)站、354座計(jì)量站；有33座采出水處理站，231個敞口設(shè)施，廢氣收集困難。

3)我國陸上油田采出液含水率目前普遍很高(平均在90%以上)，包括油井在內(nèi)的大多數(shù)設(shè)備中的原油(揮發(fā)性有機(jī)液體)含量平均值在10%以下。按照我國目前的定義，綜合含水率在90%以上的采出液已不屬于本標(biāo)準(zhǔn)中所指的含VOCs物料；按照當(dāng)前國家相關(guān)LDAR要求，屬可豁免情形。

4 建 議

GB 39728—2020《陸上石油天然氣開采工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》為本行業(yè)首項(xiàng)國家大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，也是我國首項(xiàng)協(xié)同控制溫室氣體排放的國家污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，已于2021年1月1日起實(shí)施，天然氣凈化廠和油氣田VOCs污染源點(diǎn)多面廣，改造工作量大，改造時間緊，部分源項(xiàng)治理屬于過程控制，與生產(chǎn)密切相關(guān)，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，各油氣田企業(yè)要對照國家標(biāo)準(zhǔn)和地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，按照天然氣凈化廠、天然氣凝液和液化石油氣及1號穩(wěn)定輕烴儲存、原油和2號穩(wěn)定輕烴儲存、天然氣凝液和液化石油氣及1號穩(wěn)定輕烴裝載、原油和2號穩(wěn)定輕烴裝載(含單井拉油)、含油廢水集輸和處理系統(tǒng)、火炬系統(tǒng)、放空氣回收與處理、其他有組織排放源、設(shè)備與管線組件泄漏(檢測)等源項(xiàng)全面排查，形成治理項(xiàng)目清單，加快治理項(xiàng)目的立項(xiàng)和實(shí)施，做好統(tǒng)籌安排，確保于2022年底前完成，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。