油气田开发过程中的环境影响因素分析

uvupoyahivebj

摘 要：文章综述了在油气田开发过程中可能存在的各种环境影响因素，主要包括废气污染源、废水污染源、固体废渣污染源等。通过对其产生途径、组成成分进行分析，辨识污染因子与可能产生的危害，从而提出各项环保对策和措施。
关键词：油气开发；大气污染物；水体污染物；固体废渣
中图分类号：X37；TE99 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）05-0173-02
1 油气勘探开发污染物分布及排放特性
1.1 污染源的高分散性
一是污染源比较分散。油气田基本上在全国都有分布，因而，在石油及天然气勘探开发过程中会产生比较广的污染物分布。二是存在极为分散的点状污染源。在石油及天然气勘探开发过程中，产生污染的地方主要是采油井、采气井、注水井、探井以及地震炮孔，它们再通过输油管网、输水管网、输气管网与联合站、计量站等连接起来，由此形成点状分布的污染源，极为分散。三是多数油气田是面状污染源，它们呈区域性分布。一个油田或气田一般不连片，而是由多个不一样大小的油气田组成，所形成的污染源也就没有具体的边界。四是污染源一般都具有很强的流动性。五是污染源在分布上还具有交叉性。因为大多数油气田并不是孤立存在，当地还有其他工业企业，它们交错分布。
1.2 油气田污染物排放比较复杂
一是既有点状污染源排放，又有面状污染源排放，以点状污染排放为主。所谓点状污染源就是一口口的油气井，众多油气井组成的油气田就是一个面源。二是既有污染物的连续排放，又有间歇排放，但主要是间歇排放。三是既有污染物的无组织排放，又有污染物的有组织排放。四是既有污染物的正常生产排放，又有污染物的事故排放，但主要是正常生产排放。
2 油气田开发污染源识别
2.1水体污染物
2.1.1 采油废水
油井采出水为油田含油废水的主要来源，是随着原油从地层开采出来的，在注水采油生产过程中，为保持油层压力，会往油层注入高压水，这样就会驱动石油从油井中开发生产出来。但这一过程持续一段时间后，注入的水又会随着石油一起开采出来。这种废水中除了包含石油外，还包含很多盐类、气体，矿化度很高。而且，为了将这种含水的原油进行脱水，还需要加进去很多化学添加剂。如此一来，废水中又含有了其他污染物，例如高分子有机物。这种采油废水一般是经过处理后回注，不外排。但有时由于设备的维修、维护以及管线穿孔和设备损坏等原因会造成含油污水的跑冒滴漏。如果这种污染物排放到环境当中，就极有可能影响到地下水环境、土壤环境以及地表水环境。
2.1.2 采气废水
采气废水指采气过程中随天然气一同带出地面的各种废水，主要为地层水与凝析水。尤其是含硫气田所产生的废水，除了含有悬浮类污染物、石油类污染物，还包含硫化氢，处理起来比较困难。
2.1.3 废弃钻井液
废弃钻井液产生量巨大，组成复杂，重金属、COD、石油类有害物质浓度较高。对废弃钻井液的处理一般是将它们运输到特定地方集中起来进行固化，不能运输的部分则将它们封存在专门的池子内，并进行固化处理。
2.1.4 洗井废水
油井每生产一段时间，其油管、井壁上就会附着一些污垢，例如铁锈、石蜡等，如果不将它们及时清理下来，不但输油管的运输能力会下降，还将带来严重的安全隐患。为此，就需要洗井，是指从地面向油井内打入洗井液，这样，就把油管和井壁上的污垢混杂到洗井液中，并带上地面。井下作业废水全部进入罐车运至场站采出水系统处理达标后回注。洗井废液中的主要污染物包括：重金属离子、有机物、泥砂等。
2.1.5 酸化残液
酸化作业是油田进行增产的一种技术手段。但同时，也会带来污染，每施工一口酸化井，会产生极具腐蚀性的废酸，一般为几十立方米，甚至几百立方米。
2.1.6 压裂液
压裂作业也是油气井增产的主要措施之一。压裂液是压裂作业的重要组成部分，具有高COD、高色度、难降解等特点，具有一定的毒性，直接排放会对周围环境造成污染。
2.1.7 机械设备清洗废液
在油气勘探开发过程中，一些机械设备每隔一段时间就需要进行冲洗，由此就会产生一些污染废水，其特性为：pH值多在8～9之间；含有大量的悬浮物，这些悬浮物多来自钻井过程中产生的岩屑，还有一部分来自地表土的泥沙；含有大量的无机污染物以及有机污染物，它们多来自于钻井液中的种类繁多的添加剂。
废水经井场上的地面管沟排到专门的水池中，其中一部分还可以重新利用，另外一部分则封存于井场的废水池中，自然蒸发或者渗漏。
2.2 固体污染物
2.2.1 落地原油
油田生产的石油绝大部分会进入输油管线，但仍然会有极少部分掉在地面，这部分石油就叫做落地原油。它产生的原因很多，但主要有三种：
一是在石油试采时会有少部分石油掉落地面。在石油勘探过程中，如果发现了油层、气层，就需要把油气开采出来进行测试，获取油层或气层的压力、油气产量等数据，在此过程中，会有部分石油散落到地面。
二是在石油开采过程中，因为管理方面的原因，致使石油洒落。例如，输油管线质量低劣，或者超期使用，致使管线穿孔，造成油气泄漏。
三是由于一些生产事故，致使油气泄漏，例如井喷等。
2.2.2 油泥和油砂
在石油和天然气开发过程中，油层压力会逐渐降低，为保持压力，就需要把高压水注入油井，从而驱使石油从油井中开发出来。但这样做的后果是，开采出来的石油里就含有大量水分，需要特殊设备再把水分分离出来。对分离出来的废水，需要经过净化处理，在此过程中，就会产生大量污染物，即油泥和油砂。油泥和油砂的主要组成成分为泥砂、石油类物质和其他有害成分。含油污泥要做回收无害化处理。
2.2.3 废机油、润滑油
机械设备产生的废弃机油、润滑油主要有两种情况：
石油钻探设备所产生的废弃机油、润滑油：在石油勘探阶段以及建设阶段，会大量使用钻机等钻井设备，这些设备会产生大量废弃机油、润滑油。
抽油机废润滑油：油井运营期抽油机日常维护保养产生的废润滑油脂。
2.2.4 清罐油泥
大型油罐是联合站必备的储存设施，储罐每运行5～7年就要进行清理。在清理过程中就会产生大量的油泥，油泥的主要组成成分为：无机盐、泥砂、水、石油等。
2.2.5 钻井岩屑
在石油钻井过程中，钻头破碎岩层，从而产生大量的岩屑，在泥浆循环过程中，岩屑被带到地面。岩屑组分中，可对环境造成污染的主要是石油类物质以及钻井液。钻井岩屑中含有大量的加重剂、无机物以及少部分石油。另外，部分钻井非常深，这样来自深部岩层的岩屑就会含有一些特殊重金属，它们具有毒性，对环境有害。钻井产生的岩屑，一半都进入到泥浆中，其余部分被泥浆循环带上地面，经过处理被分离出来，存放于井场废砂池，完井后填埋处理。
2.2.6 废泥浆
在石油钻井中，废泥浆产生的途径主要为：由于各种原因无法使用；钻完井后被丢弃的泥浆；钻井过程中溅落的泥浆。废泥浆的主要组成成分为：粘土、碱、CMC（羟甲基纤维素）以及石油类物质。在这些组分中，主要是酸碱类组分、石油类物质以及可溶性重金属可对环境造成危害。
2.2.7 含醇污泥
由于在天然气采集过程中在井底或进口附近容易形成水合物而发生堵塞，为了抑制水合物的生成，常需要从气井井口向井底注入甲醇来抑制天然气水合物的形成，这些含有油、甲醇的污水进入净化厂的污水处理系统中，经过沉淀、浓缩等过程形成了由大量金属离子、溶解状酸性气体构成的含油含醇污泥浓缩系统。
含醇污泥除了具有其他污泥的所有共性以外，还有它独特的性质。含醇污泥是一种悬浮乳液体系，比较稳定，其组成成分主要为：悬浮固体、油包水等。含醇污泥的密度差很小，颗粒非常细小，是一种絮凝体。它高含醇、高含水，不但粘度大，而且不容易沉降，极易腐败，腐败后会恶臭难闻，对空气造成严重污染。
2.3 大气污染物
2.3.1 钻机废气
钻机废气是油气田钻井和生产工作中提供动力的内燃机引擎排放的废气，勘探、地面施工、井下作业及油气运输等使用汽车产生的汽车尾气和采油、油气集输过程中产生的废气。
2.3.2 放空、挥发、泄漏的烃类气体
在油田开发过程中许多烃类气体会随着原油一起被抽出油井，这种气体含有的烃类物质主要为C1-C5，这是石油以及天然气生产过程中所特有的大气污染物。此外，在中转站维修期间或由于安全等原因（超压时），部分烃类气体会被排放到大气中。还有一部分烃类气体是在石油天然气开发以及运输过程中，由于种种原因挥发掉，或者泄漏出来。在石油和天然气的整个勘探开发、开采过程中，都会有这类大气污染物的排放，发生的主要环节是运输、贮存、开采。
2.3.3 锅炉烟气
锅炉烟气主要来源于油气集输过程中的加热炉、锅炉等，加热炉与锅炉的燃料为伴生气。燃烧后就会产生废气，燃烧废气中对环境造成污染的主要成为是烟尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳，排放量最大的是氮氧化物。
2.4 放射性污染物
在石油测井过程中，会使用到放射性物质，如果管理不善，就有可能对环境造成污染。测井中使用的放射性物质主要有放射性同位素、中子源、伽马源。
2.5 噪 音
噪声在整个油气勘探开发过程中都会存在，各种机械设备都会产生噪声，例如：压缩机、柴油机、钻井机、作业设备等等。
3 结 语
①油气田开发过程中的环境污染因素主要有水体污染物、大气污染物、固体废弃物、噪声污染以及放射性污染物。
②环境和石油、天然气资源作为一种现实的约束条件，应采取经济、法规等多种手段建立环境代价修复与补偿机制，实现油气田开发、自然资源、环境的互动。重点在于水资源、自然植被、地质、大气等生态环境的修复和区域的可持续发展。
参考文献：
[1] 李玉文，王星元.油气田开发对生态环境的污染及治理措施[J].科技咨 询导报，2007，（22）.
[2] 张昌楠.油田开发对环境的影响分析[J]. 环境保护与循环经济，2008，（2）.
[3] 李巍，张震，闫毓霞.油田生产环境安全评价与管理[M].北京：化学工业 出版社，2005.
[4] 詹鲲，薛万东.油田企业环境保护[M].北京：石油工业出版社，2004.
[5] 李志学，刘伟.油气田开发对环境的影响及其治理政策[J].中国石油大 学学报（社会科学版），2009，（5）.