石油钻井现场环境保护措施分析

中国石油川庆钻探国际工程公司 安强强

在进行石油钻井作业的过程中，钻井液是确保石油工程可以顺利完成必不可少的一项生产物质。一口井的钻井作业在完成之后，所存留在作业现场的废弃物绝大多数都是废弃的钻井液（石油钻井作业过程中产生的最主要的污染物便是废弃的钻井液）。调查研究显示，对于石油钻井作业来讲，由于其往往具有野外的特征，所以施工团队现场所有的废弃物几乎全部排放起来，积存于废浆的储存池内，这样一来，就使这些钻井废弃物中的有害成分逐渐复杂化。但是由于出外排废弃钻井液外，其他一些工业的废弃物排放数量也非常有限，所以在这种情况下，废弃物的环境安全性主要取决于外排的废气钻井液（删除）。为了有效解决钻井废弃物对于周围环境所造成的影响，石油钻井作业的技术团队不仅需要应用各种低毒或者无毒的钻井液体进行钻井，同时还需要开发各种各样的钻井废弃物环境处理技术。然而就目前来看，由于我国的石油钻井技术发展起步比较晚，我国的钻井液处理技术总体水平还比较低，目前该领域的技术发展空间很大。

一、我国石油钻井环境保护的现状分析

众所周知，在石油开发过程中，石油钻井作业是最复杂的一项工作内容，并且石油钻井作业所产生的排放废物对于当地的环境危害也最大。在这种情况下，国家有关部门逐渐加大了对于环境保护的力度，并且针对石油钻井作业当中所产生的一系列废弃物制定了有关的处理措施。但是就目前来看，部分单位仍然存在无法及时处理石油钻井废弃物而造成堆放的现象。造成这种现象的原因主要有以下几个方面。

（1）环保管理条例制定与执行。各个地区针对石油钻井作业的环境管理条例在制定以及执行的过程中，各个区域都有不同的规定。同时相关企业的重视度不同，有些企业为了减少成本而铤而走险，违法排放。

（2）缺乏配套的处理技术。就目前来看，虽然我国已经很早就开展了对于石油钻井废弃物处理技术的研究，但是由于我国缺乏专门的技术和设备，所以导致这项研究的效果并不明显。与此同时，由于我国的经济发展水平和执法的力度受到了一定的限制，所以并不能投入大量的资金或者设备用于处理石油钻井的废弃物，这样一来，就对当地的环境安全造成了十分严重的影响。

（3）钻井液处理剂。在开展石油钻井作业的过程中，针对石油钻井作业所使用的钻井液往往都是水基钻井液，废弃物的毒性也主要来源于钻井液。然而目前国家有关部门往往更加强调的是使用低毒性的钻井液，这就可以实现废弃物经过处理后达到国家的排放标准，减少对环境的污染。

二、石油钻井作业环境污染的特点

（1）污染物的间歇排放与连续排放相结合。在石油钻井作业过程中所产生的一些污染物，例如像废油或者是冲洗废水等，往往都是间接排放的，而像一些污染物，如钻井液废液或者岩屑等则是连续排放的。

（2）污染的可控与难控相结合。在石油钻井作业过程中，像一些生活污水以及油污滴漏等等，往往可以通过提高施工团队工作人员的工作素质、业务能力以及环保意识而避免其造成污染。但是石油钻井液对当地地层水的污染，地层流体对于大气的污染则是难以控制的。

（3）分散性污染与区域性污染相结合。在开展石油钻井作业的过程中，所形成的一些具有开采价值的油气藏必须要满足“生、储、盖”等特殊地层和一定的地质构造条件，这样一来，就决定了油气的钻井作业是有区域性的。然而在我国，具有开采价值的油气区块比较多，几乎遍布全国各省（区、市），但是由于油气的储量不大，呈现出了大油田少、小油田多、分布十分分散的情况，这样一来，就导致我国在开展石油钻井作业过程中所造成的环境污染表现出区域性污染和分散性污染并存的局面。

（4）石油钻采污染和地方污染相结合。在进行石油钻井作业的过程中，石油钻采所产生的污染与当地的工业和现代的生活所产生的污染相叠加，超出了当地环境的自净能力，这样一来，就导致石油钻井作业污染治理比较困难。

（5）污染物的不可见性与可见性并存。石油钻井作业往往在地面以下数千米进行，这对地下流体、岩石的污染几乎是不可见的，但是危害却十分深远。而对于地面油污、废弃钻井液、岩屑等污染物却是很容易发现的。

（6）污染物对人体健康环境的影响越来越大。在石油钻井过程中，通过不断地采用新型的钻井液材料，新材料往往都是高分子人工合成的材料，这些材料在自然界当中由于缺少可以降解的微生物，所以就导致这些新材料在应用的过程中不断地堆积，影响到人民群众的身体健康和其他生物的生存与繁衍。

三、石油钻井作业的环境污染治理措施分析

（1）对于水污染以及治理措施。在石油开采团队进行钻井作业的过程中，对于水体的污染

主要包括地层水的污染，地表水的污染和河流海洋的污染、而造成污染的主要原因则是由于在钻井作业过程中所发生的严重的井喷事故、井漏事故，或者是在作业过程中由于钻井液出现的滤失、渗透的情况，冲洗井架、钻台、钻井设备等产生的废水等，来自洗衣房、厕所、厨房和浴室等场所的生活污水也是水体的严重污染源。在开展钻井作业过程中，所引起的水污染与其他方面所引起的水污染具有特殊性，也有相似性，钻井液渗透到地层，改变了地层水和地表水的ph值，所以就会使水的生态环境遭到严重破坏，从而影响水体水生生物的繁殖与生长。对于被钻井液所污染的水体，由于其钙化程度一般都会高于正常的水平，而当地的农民如果用这样的水浇灌庄稼，就会污染土壤，从而导致土壤出现肥力下降、易板结等情况。如果长期用这种水浇灌土壤，则会使当地出现土地盐碱化、农作物无法生长等情况。钻井液与生活污水混合会使水质严重恶化，水中的有机质含量增多，溶解氧的含量下降，严重威胁到水中生物的生存和成长。在还原环境下，还会使低毒性物质转化为高毒性物质，钻井液当中的重金属往往会通过食物链进入生物体，并且在生物体当中实现堆积，从而产生累积效应，使一些水生耐毒生物增多，其他生物则会受到抑制，甚至会产生灭绝的情况，严重破坏水中的生态平衡。油污染会使水中的氧气减少，影响到鱼苗、鱼卵等的生长和发育。为了有效杜绝上述这种情况的发生，减少钻井作业对于水体的污染，施工团队的工作人员可以优化固控工艺，通过采取闭合钻井液循环系统以及欠平衡钻井技术，防止出现钻井液的滤失是漏失。对于废弃钻井液，通过采取固化技术，可以让其成为像土壤一样的固块，施工团队继续用塑料膜进行密封，之后与岩屑一起挖坑填埋。对于少部分废弃钻井液，通过采取回注法将其注入不渗透的地层或者是废弃井的环形空间当中，研究团队还需要努力开发研究出新型的低毒易降解的专业钻井液，实现钻井液的回收循环利用，以及防止发生井漏或者井喷等事故。在减少钻井液排放量的同时，石油钻井作业的施工团队还需要减少生活污水的排放，实现生活污水先沉淀、后净化、再排放。

（2）土壤污染以及治理措施。对于石油钻井作业所产生的土壤污染，主要来自回收不当而散落地面的废弃钻井液，机械设备的润滑油、动力油，浅层钻井时钻井液的大量滤失以及漏失的钻井液添加剂等。除此之外，向钻井液材料、生活垃圾以及岩屑等如果处理不当，也会成为土壤的主要污染源。在这些污染源当中，油类的污染是土壤最为严重的污染，它的主要成分有盐类、有机聚合物、重金属离子、木质素磺酸盐等。在进行石油钻井作业过程中所产生的污染物对于植物的根系具有十分严重的影响。石油污染物进入土壤之后，会停留在土壤的微小孔隙当中，阻碍土壤与大气气体的流动和交换，从而影响到植物根系的呼吸作用以及植物根系对于周围溶液当中矿物离子的交换和吸附，与此同时，还会改变土壤的干湿性。植物生长过程中所必需的矿物离子由于缺少了溶液环境而不能实现自由的运移，油膜附着在根尖，进一步阻碍了植物根系的呼吸，从而使植物根系由于缺氧而腐烂。石油钻井作业过程中所发生的井喷事故，会使土地上的植物体沾上一层油膜，而油膜则会堵塞叶片的气孔，影响到植物的光合作用，同时还会减弱植物的蒸腾作用，影响到矿物离子在植物体内的运输，使植物不能进行正常的生长和发育。由于钻井液直接或者间接地进入土壤，改变了土壤原先的ph值和可溶性盐的离子浓度，使土壤出现易板结以及盐碱化的情况，同时还会导致土壤当中的碳元素、硫元素、氮元素比例失调，影响到植物的正常生长。重金属离子的污染还会影响到植物的生长和发育，使植物出现植株矮小，果实减少等情况，最为主要的是金属离子和难以分解的有机物聚合物被植物所吸收之后通过食物链，生物体当中实现不断的堆积。如果人民群众吃了这些含有毒物质的食物，生命健康就会受到影响。除此之外，来自合成液或者是地层深处的一些有毒性物质，会使土壤当中的微生物种类以及数量发生变化，导致土壤的酶活性降低甚至消失，土壤当中的生物被毒害，影响到整个土壤的生态平衡系统。为了有效防止石油钻井作业所产生的土壤污染问题，最为主要的措施就是需要严格的加强废弃钻井液、岩屑的排放管理，防止出现井喷或者井漏等事故。石油钻井作业的施工人员需要尽可能地避免应用合成基钻井液、油基钻井液，对于这些钻井液的应用需要有严格的管理措施，防止这些钻井液溢出泥浆池或者处理池。与此同时，施工团队还需要防止岩屑对于土壤的污染，将这些污染物作为路基或者是瓦砖等的建筑材料进行处理。石油钻井作业的施工人员对于土壤污染的处理，一般会采取化学沉淀法、提取综合法、生物修复法、物理当中的重力沉降过滤法、离心分离法以及热脱毒、热解吸等。除此之外，还需要加强石油钻井作业施工人员的环境保护意识，在进行石油钻井设计的过程中，尽量减少土地占用量，通过应用一些小井眼或者是微小井眼进行钻井，培育出优良的微生物，对已经污染的土壤进行修复。在可能产生污染的设备设施底部建立防溢池并进行防渗布铺垫，进一步减少污染物外泄时对土壤的污染。

（3）大气污染以及治理措施分析。在进行石油钻井作业过程中所产生的大气污染物主要来源于井喷、井涌以及在正常钻井过程中所产生的地层气体，或者是在井喷失控着火之后燃烧所释放出来的二氧化碳气体、一氧化碳气体等。对于钻井液的配料，钻井液材料的装卸以及在井队搬迁过程中所产生的粉尘，大功率柴油机挥发的一些油性物质，或者是施工过程中的压缩机、发电机、制氮机、增压机等，如果应用的物质不能充分燃烧，那么所产生的污染物也会影响到大气。在进行石油钻井作业过程中所产生的大气污染物主要来源于井喷、井涌以及在正常钻井过程中所产生的地层气体如硫化氢等、发电机等设备产生的尾气以及钻井液材料的装卸以及在井队搬迁过程中所产生的粉尘，大功率柴油机挥发的一些油性物质等。就目前来看，由于空气钻井技术应用越来越频繁，空气钻井技术所产生的大量粉尘往往会通过除尘之后排放到沉沙池当中，即使施工团队所有的设备可以正常运转，但是在沉沙池周围的数10m内，还是会有十分沉厚的粉尘灰。在这个过程中，一旦出现了防喷器胶芯磨损或者是降尘泵出故障等情况，那么施工现场就会顷刻笼罩在粉尘当中，能见度十分低，容易引发安全事故。这些细小的粉尘被人吸入人体之后，有一些就会黏在人体的呼吸道壁上，随后由分泌物排出。有的则会深入到人体的肺部当中，在肺泡内沉积下来，从此以往沉积物将会堵塞人体的毛细管道，从而使肺泡的功能受到严重的影响，降低人体的肺活量，人体的呼吸次数增多，心跳加快，很容易就会导致人体出现呼吸道疾病或者是心脏病等。在石油钻井作业钻入油气层之后，地层油气会以溶解以及自由扩散等方法进入到循环的钻井液当中，如果施工团队可以控制井体，那么这些气体从钻井液处理系统分离出来，会扩散到大气当中。油类物质有一些会挥发到大气当中，而有一些则会在钻井液当中继续循环。钻井作业所造成的大气污染一般都是短时的、局部的，所以在这种情况下，要想有效地防止大气污染，那么石油钻井作业的工作人员在开展技能培训的过程中，就需要提高技术人员处理事故的能力，将井喷事故降至最低。同时，还要加强对于钻井的监督管理工作，严格按照国家相关规定和企业的各种规章制度开展钻井作业，提高石油钻井作业施工人员的抗风险意识和自我保护意识。对于一些容易起粉尘的钻井材料，施工人员需要尽量地采用桶灌装少用袋装的方法，在条件允许的情况下，可以始终保持周围的空气湿润。

四、结束语

总而言之，石油钻井作业的施工团队在开展环境保护工作的过程中，必须要坚持走产业化发展的道路。石油钻井作业的工作人员必须要提高自己的专业工作能力，正确认识到石油钻井作业所产生的大气污染、土壤污染、水源污染等问题，积极更新钻井技术，优化钻井方案，减少钻井作业对当地环境以及人体的危害，实现我国石油钻井作业的可持续发展，为我国经济社会的长治久安打下良好的基础。