氣田水回注井環境風險評估及風險管控措施探討

文_廖凱 喬川 張鵬

1.中國石油西南油氣田分公司蜀南氣礦 2.中國石油西南油氣田分公司 3.中國石油西南油氣田分公司安全環保與技術監督研究院

氣田水回注井的環境風險主要體現在地上和地下兩個方面，本文主要考慮回注井地下地質及井筒、地面風險受體、回注工藝和控制措施等方面進行環境風險評估。根據等級結果分級管理，制定環境風險控制措施和回注井淺層地下水污染防治監測井建議。

1 氣田水回注井環境風險評估方法

1.1 評估方法的形成

據統計，2019 年蜀南氣礦在生產氣田及含氣構造共63 個，年產氣田水約45.7 萬Nm3，氣田水回注是目前氣礦采取的主要處理方式。從2014 開始，氣礦開始關注氣田水回注井的環境風險管控工作，從回注井環境風險排查到總結出“收、辨、評、控、治”環境風險排查五步工作法。2016 年開始，氣礦正式開展重點生產區域（場站、管道、回注井、堆存站、處理廠、凈化廠等）環境風險評估工作，經過不斷總結和完善，形成了一套比較全面、專業的氣田水回注井環境風險評估方法。

1.2 評估方法介紹

該方法是基于企業突發環境事件風險分級方法（HJ941-2018），并結合氣田生產和回注井特點，形成的一套打分矩陣評估方法。

1.3 評估步驟（圖1）

圖1 氣田水回注井環境風險評估步驟圖

1.3.1 判斷回注井地質及井筒風險L

根據企業《回注井地質及井筒風險評估成果表》查詢某回注井的地質風險（大、中、小）和井筒風險（大、中、小），再根據矩陣確定地質及井筒綜合風險水平L。

1.3.2 確定大氣（水）環境風險受體敏感程度E

根據實際調查情況，確定水環境風險受體敏感性E（水）。

根據實際調查情況，確定大氣環境風險受體敏感性E（氣）。

1.3.2 確定回注工藝過程與大氣（水）環境風險控制水平M

根據現場實際情況，確定回注工藝過程與水環境風險控制水平M(水）。

M（水）值的求解過程分為2 項指標，指標1（回注工藝）和指標2（水環境風險控制）。

指標1 從涉及高溫高壓或易燃易爆等裝置套數、涉及氧化或者加氫工藝套數、涉及國家規定限期淘汰的工藝和設備套數進行打分，若均不涉及以上情況，打0 分。

指標2（水環境風險控制），從氣田水儲存方式、儲存罐區或池是否經過防滲處理、是否經過預處理、廢水排放去向、站內涉及危險廢物及處理方式、是否涉及回注井地下水監測井并定期取樣分析、是否針對井筒風險進行了動態監測和評估、近3年內突發水環境事件發生情況等8 項進行打分。指標1 和指標2合計分數為M（水）綜合打分。（指標1 和指標2 具體情況判定分數和圖示，由于屬單位內部建議方法，不做詳細介紹）。再根據圖2 確定M（水）等級。

根據現場實際情況，確定回注工藝過程與大氣環境風險控制水平M(氣）。

同理，M（氣）的求解也分為2 個指標，指標1（回注工藝）和指標2（氣環境風險控制）。

指標1 從涉及高溫高壓或易燃易爆等裝置套數、涉及氧化或者加氫工藝套數、涉及國家規定限期淘汰的工藝和設備套數進行打分，若均不涉及以上情況，打0 分。

指標2（大氣環境風險控制），從毒性氣體泄漏監控預警措施、是否符合防護距離要求、近3 年內突發氣環境事件發生情況等不同情況打分。指標1 和指標2 合計分數為M（氣）綜合打分。（指標1 和指標2 具體情況判定分數和圖示，由于屬單位內部建議方法，不做詳細介紹）。再根據矩陣確定M（氣）等級。

根據回注井地質及井筒綜合風險水平L、環境風險受體敏感程度E 和環境風險控制水平M，通過風險矩陣，分別判斷回注井(站）水環境風險等級和大氣環境風險等級，見圖2。

圖2 回注井環境風險判定矩陣

1.4 風險等級結果表示方法

如回注井地質及井筒綜合風險為L1、大氣環境風險受體敏感程度為E3，大氣環境風險控制水平M2，根據圖2 可知，回注井（站)大氣環境風險等級為一般風險。則表示為：一般風險--大氣（L1-M2-E3）。

同理，若回注井（站)水氣環境風險等級為較大風險（L1、M2、E2）。則表示為：較大風險--大氣（L1-M2-E2）。

因此，該回注井或回注站的最終風險等級取二者中較嚴重的等級，即較大風險，表示為：較大[一般--大氣（L1-M2-E3）+較大--大氣（L1-M2-E2）]。

2 風險控制和應急措施的制定

根據風險評估結果，進行分級管理。對于一般風險，按照日常管理要求即可。對較大、重大環境風險對象需要制定一點（一站）一案，即需要對每口回注井編制環境風險管控方案。其主要內容包括：

2.1 回注井(站)基本情況

包括地理位置和經緯度、投產日期、回注空間、已回注量和剩余回注空間、回注層位、氣田水池或罐尺寸和防滲等基本情況、井筒質量及井深結構等。

2.2 日常回注運行情況

包括日回注量、回注壓力、水質、氣田水拉運或輸送情況等。

2.3 回注井（站）周邊環境情況

包括是5km 范圍內是否涉及飲用水源、自然保護區等敏感區域、500m 范圍內人居情況、河流下游10km 范圍內是否涉及飲用水源取水點等。

2.4 環境風險介紹和可能引起的后果

根據后果預測和判斷情況，制定相應的預防和風險控制及應急措施：從日常管理方面（如嚴格氣田水拉運、輸送、GPS 監控、拉運聯單制度、回注壓力監控、氣田水質監測、增加日常巡檢頻次等）加強預防和風險控制措施；從應急方面完善應急措施（如截流、引流措施、事故排水措施、氣田水中硫化氫防治措施、信息報送、應急預案和響應等）。并通過分析現環境風險應急措施現狀及差距分析，制定環境風險防控措施完善實施計劃。

應急物資差距分析和補充。根據可能發生的環境突發事件，參考《生產作業現場應急物資配備選用指南》（QSY136-2012）要求，并結合環境突發事件特點，補充完善環境突發事件應急物資。

3 氣田水水質監控和淺層地下水監測

3.1 氣田水水質監控

氣田水水質應至少半年監測一次，對于碳鋼油管回注井監測指標應包括pH 值、溶解氧、石油類、懸浮物固體含量、鐵細菌和硫酸鹽還原菌。對于玻璃鋼油管回注井監測指標應至少包括pH 值、石油類、懸浮物固體含量。

3.2 淺層地下水監測

為了及時發現回注井是否存在淺層地下水污染，需開展淺層地下水監測工作。

根據當地淺層地下水流向，分別在回注井附近飲用水含水層上游和下游合理布置水質監測點。一般上游設置1個監測點，下游設置2 個監測點。監測點可選用現有民井、回注井周邊淺層地下水排泄河段，如以上條件均無法滿足，則應新鉆淺層地下水監測井。監測指標至少一個包括但不限于氯化物和石油類。監測周期至少不低于枯、平、豐水期各一次，也可根據實際情況適當增加監測頻次。

回注井在回注運行期間，若淺層地下水特征污染物監測數據發現異常，應立即停止回注。并分析、排查原因，向地方相關部門報告并采取相應的補救措施。

4 相關建議

對于天然氣田尤其是開采到中后期的氣田，氣田水產生量較大，氣田水同層位回注是目前較為經濟、環保、合理的方法。但在回注井運行期間，我們需通過環境調查和環境風險評估，制定相應的風險控制措施，并實行淺層地下水監測工作，建立預防地下水污染預警體系。