油气开发项目固体废物处理措施探讨

摘要：石油天然气开发项目建设和运行过程中会产生大量的固体废物，如果不采取处理措施，会对水环境、土壤环境等造成污染，本文对石油天然气开发项目产生固体废物的排放方式和排放量进行分析统计，分析评价了其可能对环境产生的影响，并结合塔河油田的运行经验与成果，分析了固体废物的处理措施及效果。从含油率、重金属指标和最小承载比指标来看，处理后的固废能够满足环保及综合利用的标准要求。
关键词：石油天然气；固体废物；环境影响；处理方式
中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）06-0039-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.021
Abstract： In the process of construction and operation of oil and natural gas development projects， a large amount of solid waste will be produced. If no treatment measures are taken， it will cause pollution to the water environment and soil environment. This article will produce solid waste discharge methods and emissions for oil and natural gas development projects. Analyze the statistics， analyze and evaluate the possible impacts on the environment， and analyze the treatment measures and effects of solid wastes based on the operational experience and results of Tahe Oilfield. From the viewpoint of oil content， heavy metal index and minimum bearing ratio， After the solid waste can meet the environmental protection and comprehensive utilization of the standard requirements.
Keywords： Oil and natural gas； Solid waste； Environmental impact； Treatment
石油天然气项目开发建设和运行过程中会产生大量固体废物，包括建设期产生的钻井废弃泥浆和岩屑、建筑垃圾及少量生活垃圾，以及工程运行期产生的油泥。这些固体废物若不采取处理措施，将会对项目区及周边区域的土壤产生污染，改变土壤质地和结构，影响土壤的生物功能，进而造成植物和动物的死亡。在降雨和洪水发生时，固体废物中的污染物可能会进入地表水系和地下水，引起水体质量的变化，因此，需要采取合适的工艺对固体废物进行“资源化”利用和“无害化”处理，既可降低对环境的污染，又可最大限度的实现资源循环利用[1]。
1 油气开发项目固体废物的排放方式及排放量
1.1 固体废物排放方式
油气开发项目建设内容一般包括钻井、地面工程建设、配套道路及输送管线工程等，项目建设时段可划分为建设期和生产运行期。产生固体废物的环节主要是钻井工程施工期岩石经钻头和泥浆的研磨而破碎产生的岩屑，钻井过程中的护壁泥浆，以及运行期含油污水处理产生的浮渣，清罐、管线刺漏和钻井产生的被原油及其他有机物污染了的泥、砂、水的混合物即油泥（砂），油井设施的阀门、法兰等处正常或事故状态下的泄露、管线破损以及井下作业产生的落地原油。
1.2 固体废物排放量
1.2.1 钻井岩屑
1.2.3 油泥（砂）
油泥（砂）产出量可根据类比调查计算得出，根据类比调查，油田開擦的油泥（砂）产生量为1.5～2.2t/万t采出液，可通过工程最大采出液量，计算得出油泥（砂）最大产生量。
1.2.4 落地原油
落地原油产生量根据经验估算得出，单井落地原油产生量约为0.1t/a，根据工程钻井数量可计算出落地原油总产生量。
2 固体废物对环境的影响分析
油气开发项目固体废弃物对环境的影响主要体现在对土壤、植被和水环境的影响。固废进入土壤后对土壤环境的影响，与土壤相结合，深入土壤孔隙，使土壤透气性和呼吸作用减弱，改变土壤结构和性状，降低土地生产力，进一步会对依托土壤生长的植物和动物产生影响，严重时致死，这种影响会导致污染地段多年无法生长植被或植被长势减弱，甚至可能将区域土地利用类型由草地变为无植被生长的落地，短时间内无法恢复。含油污泥中含有大量的苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒物质，进入土壤后污染物可能随降水、洪水等进入地下水和地表水系，对水质产生影响。
3 固体废物的处理措施
3.1 建设期固体废物处理措施
根据中石化西北油田公司在塔河油田的建设生产经验及相关试验，建设期钻井废弃物（包含钻井废弃泥浆和钻井岩屑）采用钻井废弃物不落地达标处理技术，井场不设防渗泥浆池，采用泥浆循环系统，通过完善和加强废液循环利用系统，将作业井场的钻井废液回收至收集罐，进行集中处理，经过沉淀、过滤等工序去除有机杂质后进行回用，钻井废水固废就地进行收集，泥浆制成泥饼定期拉运至塔河油田一号固废、废液处理站进行焚烧处理。岩屑钻井废弃物不落地达标处理技术，经收集、分离后可用于井场和道路的铺设，达到综合利用的效果。
3.2 运行期固体废物处理措施
对于次漏原油、高液比污染油泥均由罐车拉运至受浸泥土无害化处理装置进行处置，对于低含油量的干泥土（含油量小于10%，含水量小于15%），通过油田受浸泥土无害化处理，处理后的土壤可用于井场和道路填筑使用。工程生产运行过程中产生的单井落地原油由作业单位100%回收，修井作业时用厚塑料布铺垫井场，带罐作业，修井落地油100%回收，回收后的落地原油送至处理站进行处理。
目前国内外主要的受浸泥土无害化处理工艺路线包括焚烧法、生物处理法、热化学洗涤法、溶剂萃取法、土壤气相抽提法、电动力学修复技术、热相分离修复技术等[2]，通过对多种工艺方法的选择比较，选定热相分离技术对受浸土壤进行处理。热相分离技术采用间接加热的方式，对含油污染物进行加热，将其中的油、水等成分汽化，热相分离排出的气相喷淋冷凝后进入分离装置，分离回收的油可作为燃料利用，分离后的水可循环利用，热相分离产生的不凝气体经净化处理可作为燃料燃烧，整个系统最终排放的只有处理后的固相和烟气，经处理后，控制固相含油率达到0.3%～2%（实际监测数据≤1%），废气排放满足《石油炼制工业污染物排放标准》（GB31570-2015）排放限值的要求。含油污泥处理后的残渣（含油率≤2%）不具有毒性和易燃性，可作为填筑材料用于铺设井场及周边道路[3]，根据国内对含油污泥处理后残渣的实验分析结果，其处理后的最小承载比（CBR）大于3%，符合JTGD30-2015《公路路基设计规范》的三、四级公路路床的填料要求[1]。
根据环保部门及第三方检测单位对处理样品含油率的检测结果，最高含油率为0.564%（5640mg/kg），最低含油率为0.03%（5520mg/kg）。对毒性物质含量中的多环芳烃进行了检测，结果均小于检出限，对浸出毒性中的重金属指标进行了检测，结果均小于标准要求。说明热相分离技术处理含油泥（砂）可行，处理效果能够满足环保要求[3-4]。
4 结论
油气开发项目建设过程和运行期中产生大量的固体废物，不采取处理措施会对环境产生较大的影响，故在工程建设前，应对产生的固体废物的排放方式和数量进行统计计算，采取合理的处理措施：钻井泥浆大部分可回用，不可回用部分制成泥饼后焚烧处理；岩屑分离后综合利用；含油泥（砂）通过受浸泥土无害化处理工艺后的还原土的含油率低，毒性物质小于标准要求，可作为井场、道路等填筑材料，達到综合利用的效果。通过上述措施，项目产生的固体废物均可得到有效的处理，其对环境造成的影响可被控制在合理范围内。
参考文献
[1]任雯，张明栋，谢水祥等.含油污泥处理残渣制路基材料对环境的影响分析 [J].油气田环境保护，2018，28（1）：38-41.
[2]李建柱，李晓鸥，封瑞江等.油泥及其处理工艺发展现状[J].炼油技术与工程，2009，39（12）：1-4.
[3]孔令荣，夏福军，荆国林.国内含油污泥的综合利用方法[J].能源环境保护，2011，26（3）：1-4.
[4]武海义.像整治大气污染一样治理固体废物[N].珠海特区报，2018-06-19（F02）.
收稿日期：2018-04-16
作者简介：孙若城（1983-），男，工程师，研究方向为环境影响评价及水土保持。