四川省页岩气开采土壤污染防治现状

2018-02-02徐威徐猛

资源节约与环保 2018年11期

徐威徐猛

（四川省环境保护科学研究院四川成都 614100）

1 污染防治现状

四川盆地页岩气开发区块多处于农田区域，加上山区地形限制，大量征用农田耕地，环境压力大。目前国家未发布相应的处理标准要求，主要按照当地环保部门的具体要求为主。页岩气开采要坚持保护优先、科学开发的原则，气田整体开发与优化布局相结合，污染防治与生态保护并重。页岩气开采要提高清洁生产水平，鼓励企业对废水基泥浆、废油基岩屑实现综合利用。

过去，钻井岩屑和钻井液没有采取不落地收集，依靠生产作业区域的废水引流沟和人工转运方式清理，岩屑等固废主要集中在钢混收集池暂存，工程项目完成后，集中采用水泥固化填埋、覆土还耕。由于川渝地区地层的异常复杂性，暴雨等自然灾害时有发生，钻井周期超过一年的工程项目比比皆是，长时间暂存的岩屑等固废膨胀系数增加，废水产生量大，废水外泄和溢漏引发环境突发事件的风险大。对钻井过程中产生的岩屑未过多考虑其“减量化与资源化”的利用。采用水泥固化填埋一定程度上地降低污染，不足之处在于无法回收可利用的油泥和岩屑资源；其次，对于本省耕地面积不是很多的四川地区，固化填埋需征用较大的耕地面积大，虽然固化填埋后可以进行覆土还耕，长时间的岩屑暂存仍提高了该地区的土壤环境风险。

自2015年起长宁—威远页岩气开发区块全面推行钻井清洁生产作业，开启了探索页岩气绿色开发的道路，川庆钻采工程技术研究院研发了针对油基钻屑的热解吸技术，处理后的岩屑含油量小于1%，基础油回收率大于95%，回收基础油性能满足配制油基钻井液要求，实现了油基岩屑的资源化利用。长宁地区专门针对油基固体废物的LRET高效反应系统，能快速实现钻井液添加剂、油与钻屑固相物的分离，处理能力达到设计处理150t/d的要求，油回收率达到98%，处理后岩屑油含量低于1%，深度脱附可在15min内达到效果。此外，四川省内江瑞丰环保科技有限公司对威远地区产生水基岩屑和油基岩屑进行了综合利用的处理，建设了“机械筛分+泥浆絮凝+带式压滤”为工艺的水基岩屑处理生产线，将水基岩屑变为生产水泥的材料；对油基岩屑的处理建立了回转窑焚烧危废处理综合利用生产线，将焚烧炉燃烧后的残渣和钢渣按一定比例混合后运至水泥厂作熟料混合材进行综合利用。

2 处理技术

2.1 水基岩屑

水基岩屑属于一般工业固体废弃物，其贮存、处置应按一般工业固体废弃物要求执行。其浸出液检测方法也应按固体废物浸出毒性浸出方法来检测。而页岩气分布较集中的长宁、威远、昭通区域主要执行的是中国石油西南油气田2015年发布的企业标准《钻井废弃物无害化处理技术规范》（Q/SY XN 0276-2015）。

水基岩屑处理可借鉴长宁—威远页岩气开发区块岩屑不落地装置，同时应遵循全过程管理的原则，并按照“资源化、减量化、无害化”对固体废物进行资源化利用和处理处置。目前现存水基处理技术主要为随钻固化与填埋技术、免烧砖处理技术、水泥生产综合利用以及微生物处理技术。微生物处理技术目前还不成熟，目前极少在实际工程中进行运用；鼓励优先实施资源化利用，例如华北油田岩屑固相处理后进行制砖、大港油田对岩屑进行无害化处理后用于井场和简易公路铺路，四川省内江瑞丰环保科技有限公司对水基岩屑处理后实现了制水泥的资源化利用。

2.2 油基岩屑

油基岩屑废物，虽己被列入《国家危险废物目录》，属于天然原油和天然气开采“废弃钻井液处理产生的污泥”，但其本身有极大的潜在利用价值，具有多次重复利用特性。应首先遵循资源回收、循环利用的理念。

目前国内外对油基钻屑的处理方式主要为：热解吸法、溶剂萃取法、化学破乳法、固液分离法、固化法、焦化法、生物修复法等。通过实际考察对比，油基岩屑的处理应优先考虑采用热解吸法和LRET萃取技术以及热萃取技术，虽然以上三种技术设备成本和处理成本相对其他处理技术略高，但能稳定实现对油基岩屑危险废物的无害处理和优良的资源化利用，是未来钻井岩屑处理的必然方向。其次，热解吸和LRET技术都以撬装化的处理设备组装而成，移动便捷，服务半径较广，维修方便。最后热解吸法和LRET法在四川省以及其他地区钻井平台有成熟的实践经验，技术掌握程度高。

3 发展方向

随着科学技术的发展，社会的进步，对环境保护的要求也越来越高，特别是新的《国家环境保护法》的颁布实施，对环境污染事故的处罚也更加严厉，这也是近年来环境保护领域最为严实的一道防火墙，首次将生态保护红线写入法律。环境保护工作是关系到生态、社会和经济可持续发展的大事，环境保护法除了是历史最严，更是与法律法规相提并论，各行各业都深感畏惧与责任重大。中国石油集团股份公司相继下发了《钻井废弃物管理规定（暂行）》，要求严禁向重点生态功能区、生态环境敏感区和脆弱区等国家和地方政府禁止的区域倾倒、堆放、掩埋钻井废弃物。依据国家环境划分相关要求，结合当地自然环境特点对钻井作业区域划分环境敏感区和环境非敏感区，并根据不同自然环境特点和环境敏感程度以及钻井液体系特点、工作量等选择就地处理或集中处理方式。在环境敏感地区，钻井废弃物处理应采用不落地或集中处理技术实施废弃物的固液分离和无害化处理，减量化、资源化和无害化要求越来越高。因此，全面推行钻井在线清洁化生产势在必行。

4 问题与建议

四川页岩气有巨大的产业潜力，并且目前已经掌握较好的岩屑处理技术，但是也有一定的局限性，主要表现一下几个方面：

（1）处理后岩屑的性质不清晰。四川省具备良好的岩屑处理技术，但也存在局限性。含油岩屑经热解处理后的残渣是否可作为一般工业固体废物处置，油基岩屑处理后的危险特性认定途径及政策还有待落实。

（2）现有处理技术适应性有待提高。LRET及热解吸技术在四川省油基岩屑处理实践中暴露出了一些问题，如钻屑中有其他杂质及袋装供料影响LRET技术处理效率，热解析烟气净化系统有时运行不稳定等。其次，LRET技术设备投资较高，处理药剂价格昂贵。设备占地面积较大，不易实现随钻处理。建议在推广应用LRET及热解析技术过程中，开展适应性研究，总结经验，优化设计，提升管理，降低成本，提高效益，形成川渝地区示范性的油基岩屑处理工艺。

（3）四川省页岩气油基岩屑处置企业较少。根据四川省环保厅固体废物与化学品管理中心四川省危险废物经营许可证持证企业基本情况数据，截止2017年，仅有一家企业可以处置天然原油和天然气开采“废弃钻井液处理产生的污泥”，废物类别为HW08废矿物油，废物代码071-002-08。应鼓励有能力处置岩屑废物的企业申请处置资质，增加各个企业之间的市场竞争性，刺激企业对钻井废弃岩屑的资源化利用技术的研发和更新。

（4）页岩气开采中清洁化生产技术上已具备可行性，运行费用和处理成本还有待进一步降低。页岩气清洁生产需进行相关设备配套改造与运行保养，若采用资源化利用处置，费用仍会相对增加，同时由于当前高性能水基钻井液普适性还存在一定问题，油基岩屑运输、处理费用和外部协调难度均增加，清洁化生产技术还有待持续攻关，降低运行费用和处理成本。