压裂酸化施工作业中的环境保护

陈宗利 李涛（中国石油长城钻探工程有限公司压裂公司辽宁盘锦124107）

油气井的压裂和酸化技术， 是当前油田增产以及增注过程中所使用的主要技术和手段， 长城钻探压裂公司每年施工投产的压裂和酸化井总数超过400 口， 其中单井压裂液用量150m3-7600m3。 压裂酸化作业过程中井产生的废液、固体废物，压裂液返排造成的废水，泵车工作产生的废气，以及施工过程中产生的生活垃圾等污染物势必会给周边生态环境造成极大危害。

1、压裂酸化作业中产生的污染物的种类

(1)压裂酸化施工作业中产生的废液种类繁多，主要有压裂施工中压裂液的废液，施工过程中设备发生刺漏产生的冻胶，各种液体添加剂的残液；酸化施工中的残酸；施工后大罐清洗产生的废水废液，尤其大方量井施工要求大罐数量多，产生的废液不可忽视；压裂后返排产生的废液，目前不同地区，不同井别的返排率在30%-85%，返排液量达到120m3-2500m3；还有各种生活污水等。(2)压裂酸化过程中产生的固体废弃物。如破胶剂使用中产生的残渣；支撑剂使用过程中产生的残渣；各种化工料的包装袋等。 这些污染物如果处理不好，将会给环境造成严重污染。 (3)因压裂酸化产生的气体污染源。 包括酸化作业中各类酸（尤其盐酸）挥发产生的废气；压裂酸化作业过程中泵车造成的尾气等。(4)其他污染源。 包括压裂酸化过程中的噪声污染；作业过程中人为产生的各种垃圾；特殊添加剂（如转向剂等）造成的污染。

2、目前压裂酸化施工作业现场的污染物处理方法

2.1、挖坑填埋法

实践中，若没有太高的生态环境保护要求，则可以对污染物采取挖坑、填埋处理方法，其中废压裂液以深坑填埋为宜，然该处理方法在很多地方已经禁用。

2.2、焚烧法

采用焚烧法对污染物进行处理， 即将返排液以及其他相关的污染物置于高温条件下，使其氧化分解，将污染物中的有机物变成水和二氧化碳等物质，进行化学变化。 同时，将酸化压裂产物中的残酸进行高效焚烧， 对于处理水污染物具有非常显著的效果。

2.3、重复利用法

对于返排液量较大的压裂酸化而言， 其产物可用于注水水源。 比如，据何焕杰[1]等人研究发现，经预处理、化学法降粘、根据比例掺入适当采油污水中以及处理和回注等程序产生的返排液可以作为注水水源重复利用；同时，张梅华等[2]人研究表明，油田钻井以及油水井开采过程中， 通常会产生大量的单井钻井污水、压裂废液以及酸化废液和混合废液，通过对这些污染物进行全面的分析发现， 压裂废液与适量的采油污水相互混合处理以后，不会在很大程度上影响净化水透光率，只是对膜滤系数、总铁含量等产生一定的影响；王松等[3]人研究发现，基于纳米催化氧化机理和现实情况， 可以构建一套纳米光化技术压裂废液处理方案，而且产生的水进入到水循环系统以后，未生成气体、沉淀等物质，因此不会对系统水产生较大的影响；而且处理之后的水质没有发展剧烈的变化，水的酸碱值为7．1，基本上满足回注标准之要求。 实践中可以看到该技术已在河南油田开采过程中得到了验证，而且效果非常的显著。 同时，蔡爱斌等[4]人还把压裂废液进行分别预处理，然后对其进行集中，使之与采油污水以1：20 的比例进行掺混，然后对其进行再处理操作，通过对其膜滤系数的有效测定，其水质没有结垢倾向，可作为回注水重复利用。

3、压裂酸化施工作业现场的环保措施

3.1、提高施工人员的业务素质

组织压裂队队未上岗人员学习相关环境保护法， 经培训合格后才能上岗工作，并且还要对其进行定期组织学习，不断强化他们的环保意识。 压裂酸化施工作业过程中， 应当做好现场监管工作， 并且要对其进行定期的巡检。 对压裂酸化工作中的环保、卫生工作进行认真的检查，对管理人员的绩效进行全面的考核，尤其要做好违章、违规操作行为加大执法力度。

3.2、建立健全生产管理责任机制

正所谓无规矩不成方圆， 因此应当制定有效的奖惩管理机制， 促使压裂队能够明确认识自身的责任和加强钻井施工现场管理的重要性。 同时还要保证该责任机制的有效落实，因为一项制度得以执行的意义要远远大于其制定和存在的价值。

3.3、创新管理，引入先进技术

实践中可以看到，石油地面建设过程中，通常会占用较多的土地，比如一口压裂井，其所占的场地一般也要5400 平方米，甚至有些已经超过了6000 平方米。 因此，实践中应当创新管理模式， 对其用地进行合理的规划， 并且适当地引入一些先进的技术，以实现节约土地资源之目的。 首先，应当合理、紧凑地规划井场。 基于对自然环境、液罐数量、压裂车组及压裂工艺的综合考虑，合理地确定压裂车组布设位置，并且利用现有地形，强化对废弃物的有效回收和利用。 其次，采用一系列化学、物理方法，并将他们有机地结合在一起， 以此实现对废弃物的综合处理和充分利用。

4、结语

在未来的发展过程中， 希望压裂公司能够树立正确的绩效观， 以生态环境保护和大力节约自然资源为基点， 坚持清洁生产、环境资源保护与可持续发展并重的原则，从而确保绿色压裂目标的实现。

[1] 何焕杰，王永红，詹适新，等．钻井和措施井作业污水处理达标技术研究报告[R]． 中原石油勘探局钻井工程技术研究院，2002，08．

[3] 张梅华，王郢，何焕杰，等．钻井污水和酸化压裂废液对采油污水回注处理达标的影响[J]．河南化工，2004，09：19-21．

[3] 王松，曹明伟。 丁连民，等．纳米TiO2 处理河南油田压裂液废水技术研究[J ]．钻井液与完井液，2006，23（4）：65-68（93）．

[4] 蔡爱斌，吴建军，汪新志，等．中原油田钻井 和措施作业废水的处理[J ]．石油化工腐蚀与防护，2005，22（2）：37-39．