文96地下儲(chǔ)氣庫清潔生產(chǎn)技術(shù)

腰世哲

（中國石油化工股份有限公司天然氣榆濟(jì)管道分公司中原儲(chǔ)氣庫管理處，河南濮陽457000）

文96地下儲(chǔ)氣庫清潔生產(chǎn)技術(shù)

腰世哲

（中國石油化工股份有限公司天然氣榆濟(jì)管道分公司中原儲(chǔ)氣庫管理處，河南濮陽457000）

在分析文96地下儲(chǔ)氣庫工程建設(shè)及后期運(yùn)行中污染物類型和特征的基礎(chǔ)上，通過對施工作業(yè)的特點(diǎn)、污染物產(chǎn)生環(huán)節(jié)及控制措施等的深入研究，優(yōu)化注氣壓縮機(jī)及三甘醇再生裝置噪聲設(shè)計(jì)；采取污水凝液密閉外輸、采氣凝液處理后回注地層等工藝措施，形成了一整套適合于文96地下儲(chǔ)氣庫的清潔生產(chǎn)技術(shù)。該技術(shù)的現(xiàn)場應(yīng)用減少了污水排放、削減了固體廢物、杜絕了噪聲污染，真正實(shí)現(xiàn)了清潔環(huán)保生產(chǎn)；對促進(jìn)同類型地下儲(chǔ)氣庫的清潔生產(chǎn)具有借鑒意義。

地下儲(chǔ)氣庫 注采井 污染控制 清潔生產(chǎn) 注氣 采氣

文96儲(chǔ)氣庫為典型的枯竭氣藏儲(chǔ)氣庫，其主要作用是滿足季節(jié)調(diào)峰、突發(fā)事件應(yīng)急供氣需要，保證榆林－濟(jì)南輸氣管線安全、平穩(wěn)供氣。文96儲(chǔ)氣庫建設(shè)工程分為地下與地面兩部分。氣庫投產(chǎn)后注氣期榆濟(jì)線富余氣量自清豐分輸站通過輸氣管道輸至注采站，經(jīng)計(jì)量、分離、過濾、增壓和降溫后，通過注采閥組、單井計(jì)量、單井管線和采氣樹注入氣井；在采氣期，氣井來氣經(jīng)單井管線、注采閥組、生產(chǎn)分離器、三甘醇脫水、丙烷制冷脫烴、氣質(zhì)分析、露點(diǎn)監(jiān)測和計(jì)量，再經(jīng)輸氣管道，在清豐分輸站進(jìn)入榆濟(jì)線。由于地下儲(chǔ)氣庫建設(shè)工程涉及施工環(huán)節(jié)多，注采氣生產(chǎn)工藝相對復(fù)雜，在工程建設(shè)及后期生產(chǎn)運(yùn)行過程會(huì)對周圍環(huán)境產(chǎn)生影響。施工及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生含油污泥、污水和固廢等污染物，這些污染物如果得不到合理處置，將污染周圍環(huán)境，不符合清潔生產(chǎn)及HSE管理要求［1-2］。因此，工程建設(shè)及生產(chǎn)過程中作好污染防治工作，對于提高環(huán)保管理水平、改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境具有重要意義。

1 施工過程污染控制

施工期對環(huán)境的影響主要來自鉆井作業(yè)、老井處理工程的封堵作業(yè)和地面工程的建設(shè)作業(yè)。這些施工活動(dòng)對環(huán)境的影響方式、程度及持續(xù)時(shí)間各不相同。

1．1 鉆井污染物控制及處置

鉆井一般包括鉆井、錄井（取芯）、測井、固井以及井口安裝等工程活動(dòng)。在鉆井過程中，除永久占用土地改變了土地利用功能外，還將產(chǎn)生一定量的廢氣、廢水、固體廢物和噪聲［3］，但各種污染物的排放僅發(fā)生在鉆井周期內(nèi)，一旦鉆井完成，即結(jié)束排放。

1．1．1 廢 水

鉆井廢水主要為鉆具和鉆臺(tái)沖洗水、柴油機(jī)冷卻水及鉆井液廢水等。鉆井作業(yè)產(chǎn)生的廢水全部排入井場防滲廢水池暫存。完井后上清液收集后用槽車運(yùn)至文一污水處理站，統(tǒng)一采用混凝分離技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理，達(dá)標(biāo)后再摻入采油污水系統(tǒng)回注地層；池底物與廢棄泥漿一起固化填埋處置，填埋后泥漿池頂覆土處理。

1．1．2 固體廢物

（1）鉆井巖屑。鉆井巖屑是在鉆井過程中連續(xù)產(chǎn)生的，巖石被破碎成巖屑，其中約50%混入鉆井泥漿中，其余由泥漿循環(huán)泵帶出井口，經(jīng)過地面振動(dòng)篩分離出來。鉆井巖屑是由巖石破碎而來，其本身無污染，不含有毒有害成分［4］，鉆井期間暫存于井場防滲泥漿池中，與廢棄泥漿混合，即成為第Ⅱ類一般工業(yè)固體廢物。完井后經(jīng)過無害化固化處理后填埋，表層覆土處置。

（2）廢棄鉆井泥漿。廢棄鉆井泥漿產(chǎn)生于鉆井和完井過程中，主要有被更換的不適于鉆井工程和地質(zhì)要求的鉆井液；因部分性能不合格而被排出的鉆井液；由鉆井液循環(huán)系統(tǒng)跑冒滴漏等排出的鉆井液；完井時(shí)井筒內(nèi)被替出的鉆井液［5-6］，這些鉆井液中部分有鉆屑混入其中。一般來說，廢棄鉆井泥漿的pH值較高，長期在廢鉆井泥漿池儲(chǔ)存，容易造成井場附近土地鹽堿化。現(xiàn)場所用鉆井液為預(yù)水化膨潤土、聚合物鉆井液、飽和鹽水鉆井液、微泡防漏鉆井液，均屬于水基泥漿。鉆井過程中產(chǎn)生的廢棄泥漿及巖屑一同存放在井場周圍設(shè)置的防滲泥漿池中。鉆井結(jié)束后對防滲泥漿池進(jìn)行無害化固化填埋處理，填埋處理后上層覆土50～60 cm，進(jìn)行復(fù)耕，恢復(fù)生態(tài)環(huán)境。

1．1．3 噪 聲

在鉆井過程中對鉆井區(qū)域設(shè)置隔聲板形成聲屏障，或?qū)Σ裼桶l(fā)電機(jī)設(shè)置隔聲板房并加裝消聲器，現(xiàn)場操作人員配備一定的防護(hù)用品等措施，可在一定程度上降低噪聲對環(huán)境及操作人員的影響程度。另外，鉆井是一個(gè)時(shí)間相對較短的作業(yè)過程，其噪聲源將隨鉆井作業(yè)的結(jié)束而消失，可認(rèn)為鉆井過程中產(chǎn)生的噪聲是可以接受的，且井場周圍近距離內(nèi)無常駐居民，不會(huì)產(chǎn)生擾民現(xiàn)象。

1．2 封修井

封堵作業(yè)主要包括井場勘察、搬遷、壓井、安裝防噴裝置、起管柱、通井、刮削、洗井、抽砂和完井等工藝。在封堵過程中，除臨時(shí)占用土地改變了土地利用功能外，還將產(chǎn)生一定量的廢氣、廢水、固體廢物和噪聲，但各種污染物的排放僅發(fā)生在封井周期內(nèi)，一旦封井完成，即結(jié)束排放。

1．2．1 廢 液

封堵過程中的壓井、洗井工藝需使用壓井泡沫液及清水，壓井泡沫液等需要現(xiàn)場配置，會(huì)產(chǎn)生廢液。廢液有以下特點(diǎn)：間歇排放，每口井排放量在10～200 m3；由于含有大量高分子有機(jī)物，COD（化學(xué)需氧量）值高，一般為1 000～10 000 mg／L；石油類物質(zhì)在廢液中質(zhì)量濃度為10～1 000 mg／L。現(xiàn)場廢液通過洗井水回收管線，收集、排至放噴池和污水池，及時(shí)用罐車清運(yùn)至文一污處理站處理達(dá)標(biāo)后回注地層，不外排。

1．2．2 廢 氣

廢氣主要為機(jī)械燃油尾氣及揚(yáng)塵。施工期間各類施工機(jī)械流動(dòng)性強(qiáng)，所產(chǎn)生的廢氣較為分散，在易于擴(kuò)散的氣象條件下，施工機(jī)械尾氣及揚(yáng)塵對周圍環(huán)境影響不大。現(xiàn)場應(yīng)加強(qiáng)車輛保養(yǎng)，保證車輛尾氣達(dá)標(biāo)排放。1．2．3 固體廢物

施工過程產(chǎn)生的固體廢物主要為套管頭、井口裝置、電線桿、藥品包裝袋、廢舊膠皮、桶和塑料袋等施工廢料，每口井作業(yè)周期30 d，產(chǎn)生量為6 t，屬于第I類一般工業(yè)固體廢物。施工結(jié)束后對井場（作業(yè)區(qū)域）、固體廢物暫存場所等進(jìn)行全面清理，將套管頭、井口裝置和電線桿等回收利用，藥品包裝袋、廢舊膠皮、桶和塑料袋等進(jìn)行分類收集、暫存后轉(zhuǎn)送至指定的垃圾處理站處理，做到現(xiàn)場整潔、無雜物，地表土無污染。

1．2．4 噪 聲

在老井封堵施工過程中，運(yùn)輸車輛及重型機(jī)械設(shè)備的使用會(huì)產(chǎn)生噪聲影響。施工設(shè)備噪聲源主要為攪拌機(jī)、切割機(jī)及運(yùn)輸車輛等，噪聲值約85～90 dB，距施工區(qū)域40 m可達(dá)噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)。此外由于老井封堵施工周期短，且井場周圍60 m范圍內(nèi)沒有常駐居民，因而不會(huì)產(chǎn)生噪聲擾民現(xiàn)象。

1．3 地面建設(shè)污染物控制及處置

1．3．1 廢 氣

廢氣主要包括運(yùn)輸車輛尾氣和車輛行駛、地面開挖等揚(yáng)塵，運(yùn)輸車輛尾氣主要污染物為氮氧化物、一氧化碳及總烴。施工期間各類施工機(jī)械流動(dòng)性強(qiáng)，所產(chǎn)生的廢氣較為分散，在易于擴(kuò)散的氣象條件下，施工機(jī)械尾氣及揚(yáng)塵對周圍環(huán)境影響不大。但由于施工機(jī)械較多，施工單位應(yīng)注意車輛保養(yǎng)，盡量保證車輛尾氣達(dá)標(biāo)排放，并注意合理安排運(yùn)輸路線（遠(yuǎn)離敏感目標(biāo)選擇路況好的路線）及控制車速。

1．3．2 廢 水

施工場地四周設(shè)置防洪溝、臨時(shí)渣場設(shè)置擋渣墻、雨水池，施工廢水經(jīng)防滲沉淀池處理后回用于地面灑水抑塵及車輛沖洗，防止對周邊水體產(chǎn)生污染。施工人員的生活污水全部排入臨時(shí)建設(shè)的防滲旱廁，與農(nóng)戶結(jié)合綜合利用于井場周圍田地。

1．3．3 固體廢物

施工結(jié)束后對施工廢料及建筑垃圾進(jìn)行全面清理，金屬、管材等部分回收利用，不可利用的轉(zhuǎn)運(yùn)至指定垃圾處理站集中處理。

1．3．4 噪 聲

地面工程噪聲主要包括裝載機(jī)、推土機(jī)、挖掘機(jī)、打樁機(jī)、空壓機(jī)、鉆機(jī)和各類機(jī)泵等產(chǎn)生的噪聲，還有車輛運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的噪聲。施工期的噪聲源較多，且聲源強(qiáng)度較大。為減小施工噪聲對環(huán)境的影響，應(yīng)采用低噪聲設(shè)備并加強(qiáng)維護(hù)，設(shè)置施工屏障，合理布局，科學(xué)安排作業(yè)時(shí)間，控制車速及鳴笛等措施。

2 運(yùn)行期清潔生產(chǎn)工藝

地下儲(chǔ)氣庫生產(chǎn)運(yùn)行期對環(huán)境的影響主要發(fā)生在注采站及各井場。管網(wǎng)采用密閉輸送，正常生產(chǎn)狀況下無污染物產(chǎn)生，對環(huán)境的影響主要來自各工藝站場。由于地下儲(chǔ)氣庫的主要作用是季節(jié)性調(diào)峰，運(yùn)行中分別有注氣、采氣兩種不同的工況。注采站在不同工況下的運(yùn)行工藝是不同的，從而導(dǎo)致污染物排放情況也隨工況的不同而變化。

2．1 運(yùn)行期全階段

2．1．1 廢 氣

為保證注采站安全生產(chǎn)，生產(chǎn)裝置均采用國內(nèi)、國際先進(jìn)的設(shè)備和材料，充分保證管道、接頭及閥門的密封性，采用天然氣密閉集輸工藝，生產(chǎn)現(xiàn)場基本沒有氣體泄漏，大氣監(jiān)測各項(xiàng)指標(biāo)合格。

2．1．2 生活污水

生活污水產(chǎn)生量約為1．83 m3／d，每年生活污水約667．9 m3，主要污染物為COD及氨氮。經(jīng)污水一體化處理裝置處理后排放至文一污水站處理達(dá)標(biāo)后回注地層，污水排放情況見表1。

表1 生活污水排放情況

2．1．3 地面沖洗廢水

地面沖洗水經(jīng)沉淀后，經(jīng)污水管輸至文一污水站處理達(dá)標(biāo)后回注地層；池底物委托環(huán)衛(wèi)部門有償處置。

2．2 注氣階段

除全階段持續(xù)產(chǎn)生的污染物外，注氣階段還有壓縮機(jī)組、分離器、空冷器、機(jī)泵和注氣匯管等設(shè)備產(chǎn)生的噪聲［7］，壓縮機(jī)組更換的廢潤滑油。

2．2．1 噪 聲

注氣階段噪聲主要是由壓縮機(jī)組、空冷器、分離器、機(jī)泵和注氣匯管等設(shè)備產(chǎn)生的（見表2）。源強(qiáng)最大的設(shè)備為壓縮機(jī)組及空冷器，通過優(yōu)化壓縮機(jī)組和空冷器降噪設(shè)計(jì)，有效降低了現(xiàn)場噪聲。

表2 注氣階段主要聲源設(shè)備

2．2．2 固體廢物

注氣壓縮機(jī)運(yùn)行一定時(shí)間后需進(jìn)行維修保養(yǎng)，產(chǎn)生廢潤滑油，屬于危險(xiǎn)廢物，潤滑油由具備危險(xiǎn)廢物處置資質(zhì)的單位回收利用，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。維修保養(yǎng)時(shí)，處置單位按危險(xiǎn)廢物的有關(guān)規(guī)定，將廢潤滑油直接裝桶運(yùn)走，不設(shè)臨時(shí)儲(chǔ)存設(shè)施。

2．3 采氣階段

除全階段持續(xù)產(chǎn)生的污染物外，采氣階段還有三甘醇脫水裝置、分離器、分液罐和緩沖罐產(chǎn)生的廢水，主要污染物為COD、石油類及極少量三甘醇；注采站內(nèi)的燃?xì)庵胤衅鲗a(chǎn)生燃?xì)鈴U氣；分離器、過濾器將產(chǎn)生濾渣；機(jī)泵、分離器和重沸器等設(shè)備產(chǎn)生噪聲。采氣過程應(yīng)用音速噴嘴單井流量控制先進(jìn)技術(shù)，利用氣藏能量，保證流程簡化實(shí)用，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。

2．3．1 廢 水

采出的天然氣在注采站內(nèi)氣液分離過程中會(huì)產(chǎn)生少量生產(chǎn)廢水，即采氣廢水（凝析水）。該凝析水含有微量的烴類物質(zhì)，水質(zhì)較好，收集于污水緩沖罐內(nèi)暫存，管輸至文一聯(lián)進(jìn)行三相分離，污水再管輸至文一污水站處理達(dá)標(biāo)后回注地層。

除此之外，還有少量過濾器、三甘醇再生裝置廢水排放。該再生廢水含有微量的烴類、三甘醇物質(zhì)，水質(zhì)較好，收集于污水緩沖罐內(nèi)暫存，管輸至文一聯(lián)進(jìn)行三相分離，污水再管輸至文一污水站處理達(dá)標(biāo)后回注地層。

2．3．2 大氣污染物

采氣階段主要為重沸器（使用天然氣作燃料）燃燒煙氣，通過高12 m、內(nèi)徑300 mm的煙囪排放，排放污染物為 NOx、煙塵和 SO2（見表3）。注采站重沸爐的SO2及煙塵排放濃度滿足GB 9078—1996《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的二級標(biāo)準(zhǔn)限值，NOx排放濃度滿足GB 16297—1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的標(biāo)準(zhǔn)限值。

表3 采氣階段大氣污染物排放情況

2．3．3 噪 聲

采氣階段的噪聲主要是由注采站的機(jī)泵、分離器和三甘醇再生裝置中的重沸器等設(shè)備產(chǎn)生的。聲源位置均為室外，運(yùn)行特征均為連續(xù)運(yùn)行。噪聲源強(qiáng)最大的設(shè)備為重沸器，現(xiàn)場噪聲指標(biāo)符合要求（見表4）。

表4 采氣階段主要發(fā)聲設(shè)備

3 結(jié) 論

（1）根據(jù)文96地下儲(chǔ)氣庫鉆井、封修井及地面建設(shè)等工程施工特點(diǎn)和污染類型，結(jié)合現(xiàn)場施工工藝，提出了有針對性的控制污染具體措施，較好地實(shí)現(xiàn)了施工過程污染控制。

（2）鑒于儲(chǔ)氣庫注采氣生產(chǎn)特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場注采氣工藝、污染類型及分布，優(yōu)化壓縮機(jī)房降噪設(shè)計(jì)，采取污水凝液密閉外輸、采氣凝液處理后回注地層及生活污水一體化處理等工藝技術(shù)措施，形成了適合于文96地下儲(chǔ)氣庫的清潔生產(chǎn)技術(shù)。生產(chǎn)實(shí)踐表明，所形成的清潔生產(chǎn)技術(shù)達(dá)到了零污染、低排放、節(jié)能降耗的效果，實(shí)現(xiàn)了氣庫清潔生產(chǎn)。

（3）枯竭油氣藏地下儲(chǔ)氣庫是國內(nèi)最重要的儲(chǔ)氣庫類型，應(yīng)加強(qiáng)枯竭油氣藏地下儲(chǔ)氣庫清潔生產(chǎn)配套技術(shù)研究，有效推進(jìn)地下儲(chǔ)氣庫清潔生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的目標(biāo)。

［1］ 王先朝，杜難，黃磊，等．清潔生產(chǎn)工藝在呼圖壁氣田的應(yīng)用［J］．油氣田環(huán)境保護(hù)，2013，23（6）：4-6．

［2］ 劉曉瀾．石油開采企業(yè)清潔生產(chǎn)工藝［J］．遼寧化工，2009，38（5）：329-330．

［3］ 陳李云．川渝地區(qū)鉆井作業(yè)清潔生產(chǎn)工藝技術(shù)研究［D］．成都：西南交通大學(xué)，2010：13-21．

［4］ 趙春林，溫慶和，宋桂華，等．清潔生產(chǎn)在石油鉆探行業(yè)中的應(yīng)用［J］．新疆環(huán)境保護(hù)，2009，31（1）：25-27．

［5］ 付太森，腰世哲，紀(jì)成學(xué)，等．文96地下儲(chǔ)氣庫注采井完井技術(shù)［J］．石油鉆采工藝，2013，35（6）：44-47．

［7］ 腰世哲，靳文博，劉強(qiáng)．煤層氣固井過程中的儲(chǔ)層傷害與保護(hù)［J］．西部探礦工程，2013，12（3）：43-46．

［8］ 陸新東，單新煜，羅強(qiáng)．金壇儲(chǔ)氣庫西注采站噪聲治理工藝措施［J］．石油工程建設(shè)，2007，33（5）：75-78．

Cleaner Production Technology Applied in Wen 96 Underground Gas Depot

Yao Shizhe
（Zhongyuan Gas Storage Management Office of Yuji Pipeline Company，SINOPEC Natural Gas Company，Puyang 457000，China）

The types and characteristics of pollutants were analyzed in the construction and operation processes of wen 96 underground gas depot，and the characteristics of construction work，formation of pollutants and control measures were investigated in detail．A complete set of cleaner production technology has been formed by optimizing the noise design in gas injection compressor and triglycol regeneration unit，adopting closed sewage condensate transportation and reinjecting gas condensate into formation．The technology application could reduce sewage discharge，cut down solid waste and eliminate noise pollution．The experience can be used as a reference to promote the cleaner production of similar gas storage．

underground gas depot，injection-production well，pollution control，clean production，gas injection，gas extraction

2017-04-27；修改稿收到日期：2017-07-25。

腰世哲，碩士研究生，工程師，2011年畢業(yè)于西南石油大學(xué)油氣井工程專業(yè)，現(xiàn)在該公司從事天然氣地下儲(chǔ)氣庫生產(chǎn)管理工作。E-mail：yaoshizhe＠163．com

（編輯 寇岱清）