壓裂酸化施工作業中的環境保護

陳宗利 李濤（中國石油長城鉆探工程有限公司壓裂公司遼寧盤錦124107）

油氣井的壓裂和酸化技術， 是當前油田增產以及增注過程中所使用的主要技術和手段， 長城鉆探壓裂公司每年施工投產的壓裂和酸化井總數超過400 口， 其中單井壓裂液用量150m3-7600m3。 壓裂酸化作業過程中井產生的廢液、固體廢物，壓裂液返排造成的廢水，泵車工作產生的廢氣，以及施工過程中產生的生活垃圾等污染物勢必會給周邊生態環境造成極大危害。

1、壓裂酸化作業中產生的污染物的種類

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

2、目前壓裂酸化施工作業現場的污染物處理方法

2.1、挖坑填埋法

實踐中，若沒有太高的生態環境保護要求，則可以對污染物采取挖坑、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禁用。

2.2、焚燒法

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

2.3、重復利用法

對于返排液量較大的壓裂酸化而言， 其產物可用于注水水源。 比如，據何煥杰[1]等人研究發現，經預處理、化學法降粘、根據比例摻入適當采油污水中以及處理和回注等程序產生的返排液可以作為注水水源重復利用；同時，張梅華等[2]人研究表明，油田鉆井以及油水井開采過程中， 通常會產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，通過對這些污染物進行全面的分析發現， 壓裂廢液與適量的采油污水相互混合處理以后，不會在很大程度上影響凈化水透光率，只是對膜濾系數、總鐵含量等產生一定的影響；王松等[3]人研究發現，基于納米催化氧化機理和現實情況， 可以構建一套納米光化技術壓裂廢液處理方案，而且產生的水進入到水循環系統以后，未生成氣體、沉淀等物質，因此不會對系統水產生較大的影響；而且處理之后的水質沒有發展劇烈的變化，水的酸堿值為7．1，基本上滿足回注標準之要求。 實踐中可以看到該技術已在河南油田開采過程中得到了驗證，而且效果非常的顯著。 同時，蔡愛斌等[4]人還把壓裂廢液進行分別預處理，然后對其進行集中，使之與采油污水以1：20 的比例進行摻混，然后對其進行再處理操作，通過對其膜濾系數的有效測定，其水質沒有結垢傾向，可作為回注水重復利用。

3、壓裂酸化施工作業現場的環保措施

3.1、提高施工人員的業務素質

組織壓裂隊隊未上崗人員學習相關環境保護法， 經培訓合格后才能上崗工作，并且還要對其進行定期組織學習，不斷強化他們的環保意識。 壓裂酸化施工作業過程中， 應當做好現場監管工作， 并且要對其進行定期的巡檢。 對壓裂酸化工作中的環保、衛生工作進行認真的檢查，對管理人員的績效進行全面的考核，尤其要做好違章、違規操作行為加大執法力度。

3.2、建立健全生產管理責任機制

正所謂無規矩不成方圓， 因此應當制定有效的獎懲管理機制， 促使壓裂隊能夠明確認識自身的責任和加強鉆井施工現場管理的重要性。 同時還要保證該責任機制的有效落實，因為一項制度得以執行的意義要遠遠大于其制定和存在的價值。

3.3、創新管理，引入先進技術

實踐中可以看到，石油地面建設過程中，通常會占用較多的土地，比如一口壓裂井，其所占的場地一般也要5400 平方米，甚至有些已經超過了6000 平方米。 因此，實踐中應當創新管理模式， 對其用地進行合理的規劃， 并且適當地引入一些先進的技術，以實現節約土地資源之目的。 首先，應當合理、緊湊地規劃井場。 基于對自然環境、液罐數量、壓裂車組及壓裂工藝的綜合考慮，合理地確定壓裂車組布設位置，并且利用現有地形，強化對廢棄物的有效回收和利用。 其次，采用一系列化學、物理方法，并將他們有機地結合在一起， 以此實現對廢棄物的綜合處理和充分利用。

4、結語

在未來的發展過程中， 希望壓裂公司能夠樹立正確的績效觀， 以生態環境保護和大力節約自然資源為基點， 堅持清潔生產、環境資源保護與可持續發展并重的原則，從而確保綠色壓裂目標的實現。

[1] 何煥杰，王永紅，詹適新，等．鉆井和措施井作業污水處理達標技術研究報告[R]． 中原石油勘探局鉆井工程技術研究院，2002，08．

[3] 張梅華，王郢，何煥杰，等．鉆井污水和酸化壓裂廢液對采油污水回注處理達標的影響[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研究[J ]．鉆井液與完井液，2006，23（4）：65-68（93）．

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