四川省頁巖氣開采土壤污染防治現狀

徐威徐猛

（四川省環境保護科學研究院 四川成都 614100）

1 污染防治現狀

四川盆地頁巖氣開發區塊多處于農田區域，加上山區地形限制，大量征用農田耕地，環境壓力大。目前國家未發布相應的處理標準要求，主要按照當地環保部門的具體要求為主。頁巖氣開采要堅持保護優先、科學開發的原則，氣田整體開發與優化布局相結合，污染防治與生態保護并重。頁巖氣開采要提高清潔生產水平，鼓勵企業對廢水基泥漿、廢油基巖屑實現綜合利用。

過去，鉆井巖屑和鉆井液沒有采取不落地收集，依靠生產作業區域的廢水引流溝和人工轉運方式清理，巖屑等固廢主要集中在鋼混收集池暫存，工程項目完成后，集中采用水泥固化填埋、覆土還耕。由于川渝地區地層的異常復雜性，暴雨等自然災害時有發生，鉆井周期超過一年的工程項目比比皆是，長時間暫存的巖屑等固廢膨脹系數增加，廢水產生量大，廢水外泄和溢漏引發環境突發事件的風險大。對鉆井過程中產生的巖屑未過多考慮其“減量化與資源化”的利用。采用水泥固化填埋一定程度上地降低污染，不足之處在于無法回收可利用的油泥和巖屑資源；其次，對于本省耕地面積不是很多的四川地區，固化填埋需征用較大的耕地面積大，雖然固化填埋后可以進行覆土還耕，長時間的巖屑暫存仍提高了該地區的土壤環境風險。

自2015年起長寧—威遠頁巖氣開發區塊全面推行鉆井清潔生產作業，開啟了探索頁巖氣綠色開發的道路，川慶鉆采工程技術研究院研發了針對油基鉆屑的熱解吸技術，處理后的巖屑含油量小于1%，基礎油回收率大于95%，回收基礎油性能滿足配制油基鉆井液要求，實現了油基巖屑的資源化利用。長寧地區專門針對油基固體廢物的LRET高效反應系統，能快速實現鉆井液添加劑、油與鉆屑固相物的分離，處理能力達到設計處理150t/d的要求，油回收率達到98%，處理后巖屑油含量低于1%，深度脫附可在15min內達到效果。此外，四川省內江瑞豐環保科技有限公司對威遠地區產生水基巖屑和油基巖屑進行了綜合利用的處理，建設了“機械篩分+泥漿絮凝+帶式壓濾”為工藝的水基巖屑處理生產線，將水基巖屑變為生產水泥的材料；對油基巖屑的處理建立了回轉窯焚燒危廢處理綜合利用生產線，將焚燒爐燃燒后的殘渣和鋼渣按一定比例混合后運至水泥廠作熟料混合材進行綜合利用。

2 處理技術

2.1 水基巖屑

水基巖屑屬于一般工業固體廢棄物，其貯存、處置應按一般工業固體廢棄物要求執行。其浸出液檢測方法也應按固體廢物浸出毒性浸出方法來檢測。而頁巖氣分布較集中的長寧、威遠、昭通區域主要執行的是中國石油西南油氣田2015年發布的企業標準《鉆井廢棄物無害化處理技術規范》（Q/SY XN 0276-2015）。

水基巖屑處理可借鑒長寧—威遠頁巖氣開發區塊巖屑不落地裝置，同時應遵循全過程管理的原則，并按照“資源化、減量化、無害化”對固體廢物進行資源化利用和處理處置。目前現存水基處理技術主要為隨鉆固化與填埋技術、免燒磚處理技術、水泥生產綜合利用以及微生物處理技術。微生物處理技術目前還不成熟，目前極少在實際工程中進行運用；鼓勵優先實施資源化利用，例如華北油田巖屑固相處理后進行制磚、大港油田對巖屑進行無害化處理后用于井場和簡易公路鋪路，四川省內江瑞豐環保科技有限公司對水基巖屑處理后實現了制水泥的資源化利用。

2.2 油基巖屑

油基巖屑廢物，雖己被列入《國家危險廢物目錄》，屬于天然原油和天然氣開采“廢棄鉆井液處理產生的污泥”，但其本身有極大的潛在利用價值，具有多次重復利用特性。應首先遵循資源回收、循環利用的理念。

目前國內外對油基鉆屑的處理方式主要為：熱解吸法、溶劑萃取法、化學破乳法、固液分離法、固化法、焦化法、生物修復法等。通過實際考察對比，油基巖屑的處理應優先考慮采用熱解吸法和LRET萃取技術以及熱萃取技術，雖然以上三種技術設備成本和處理成本相對其他處理技術略高，但能穩定實現對油基巖屑危險廢物的無害處理和優良的資源化利用，是未來鉆井巖屑處理的必然方向。其次，熱解吸和LRET技術都以撬裝化的處理設備組裝而成，移動便捷，服務半徑較廣，維修方便。最后熱解吸法和LRET法在四川省以及其他地區鉆井平臺有成熟的實踐經驗，技術掌握程度高。

3 發展方向

隨著科學技術的發展，社會的進步，對環境保護的要求也越來越高，特別是新的《國家環境保護法》的頒布實施，對環境污染事故的處罰也更加嚴厲，這也是近年來環境保護領域最為嚴實的一道防火墻，首次將生態保護紅線寫入法律。環境保護工作是關系到生態、社會和經濟可持續發展的大事，環境保護法除了是歷史最嚴，更是與法律法規相提并論，各行各業都深感畏懼與責任重大。中國石油集團股份公司相繼下發了《鉆井廢棄物管理規定（暫行）》，要求嚴禁向重點生態功能區、生態環境敏感區和脆弱區等國家和地方政府禁止的區域傾倒、堆放、掩埋鉆井廢棄物。依據國家環境劃分相關要求，結合當地自然環境特點對鉆井作業區域劃分環境敏感區和環境非敏感區，并根據不同自然環境特點和環境敏感程度以及鉆井液體系特點、工作量等選擇就地處理或集中處理方式。在環境敏感地區，鉆井廢棄物處理應采用不落地或集中處理技術實施廢棄物的固液分離和無害化處理，減量化、資源化和無害化要求越來越高。因此，全面推行鉆井在線清潔化生產勢在必行。

4 問題與建議

四川頁巖氣有巨大的產業潛力，并且目前已經掌握較好的巖屑處理技術，但是也有一定的局限性，主要表現一下幾個方面：

（1）處理后巖屑的性質不清晰。四川省具備良好的巖屑處理技術，但也存在局限性。含油巖屑經熱解處理后的殘渣是否可作為一般工業固體廢物處置，油基巖屑處理后的危險特性認定途徑及政策還有待落實。

（2）現有處理技術適應性有待提高。LRET及熱解吸技術在四川省油基巖屑處理實踐中暴露出了一些問題，如鉆屑中有其他雜質及袋裝供料影響LRET技術處理效率，熱解析煙氣凈化系統有時運行不穩定等。其次，LRET技術設備投資較高，處理藥劑價格昂貴。設備占地面積較大，不易實現隨鉆處理。建議在推廣應用LRET及熱解析技術過程中，開展適應性研究，總結經驗，優化設計，提升管理，降低成本，提高效益，形成川渝地區示范性的油基巖屑處理工藝。

（3）四川省頁巖氣油基巖屑處置企業較少。根據四川省環保廳固體廢物與化學品管理中心四川省危險廢物經營許可證持證企業基本情況數據，截止2017年，僅有一家企業可以處置天然原油和天然氣開采“廢棄鉆井液處理產生的污泥”，廢物類別為HW08廢礦物油，廢物代碼071-002-08。應鼓勵有能力處置巖屑廢物的企業申請處置資質，增加各個企業之間的市場競爭性，刺激企業對鉆井廢棄巖屑的資源化利用技術的研發和更新。

（4）頁巖氣開采中清潔化生產技術上已具備可行性，運行費用和處理成本還有待進一步降低。頁巖氣清潔生產需進行相關設備配套改造與運行保養，若采用資源化利用處置，費用仍會相對增加，同時由于當前高性能水基鉆井液普適性還存在一定問題，油基巖屑運輸、處理費用和外部協調難度均增加，清潔化生產技術還有待持續攻關，降低運行費用和處理成本。

結語

總之，巖屑廢物只是放錯地方的資源，對其進行回收循環利用，需要從生產過程中去挖掘，發揮資源最大價值，優先考慮在企業的生產活動中處理，而不是在環保末端治理中尋求解決途徑。