氣田水回注井環(huán)境風(fēng)險評估及風(fēng)險管控措施探討

文_廖凱 喬川 張鵬

1.中國石油西南油氣田分公司蜀南氣礦 2.中國石油西南油氣田分公司 3.中國石油西南油氣田分公司安全環(huán)保與技術(shù)監(jiān)督研究院

氣田水回注井的環(huán)境風(fēng)險主要體現(xiàn)在地上和地下兩個方面，本文主要考慮回注井地下地質(zhì)及井筒、地面風(fēng)險受體、回注工藝和控制措施等方面進行環(huán)境風(fēng)險評估。根據(jù)等級結(jié)果分級管理，制定環(huán)境風(fēng)險控制措施和回注井淺層地下水污染防治監(jiān)測井建議。

1 氣田水回注井環(huán)境風(fēng)險評估方法

1.1 評估方法的形成

據(jù)統(tǒng)計，2019 年蜀南氣礦在生產(chǎn)氣田及含氣構(gòu)造共63 個，年產(chǎn)氣田水約45.7 萬Nm3，氣田水回注是目前氣礦采取的主要處理方式。從2014 開始，氣礦開始關(guān)注氣田水回注井的環(huán)境風(fēng)險管控工作，從回注井環(huán)境風(fēng)險排查到總結(jié)出“收、辨、評、控、治”環(huán)境風(fēng)險排查五步工作法。2016 年開始，氣礦正式開展重點生產(chǎn)區(qū)域（場站、管道、回注井、堆存站、處理廠、凈化廠等）環(huán)境風(fēng)險評估工作，經(jīng)過不斷總結(jié)和完善，形成了一套比較全面、專業(yè)的氣田水回注井環(huán)境風(fēng)險評估方法。

1.2 評估方法介紹

該方法是基于企業(yè)突發(fā)環(huán)境事件風(fēng)險分級方法（HJ941-2018），并結(jié)合氣田生產(chǎn)和回注井特點，形成的一套打分矩陣評估方法。

1.3 評估步驟（圖1）

圖1 氣田水回注井環(huán)境風(fēng)險評估步驟圖

1.3.1 判斷回注井地質(zhì)及井筒風(fēng)險L

根據(jù)企業(yè)《回注井地質(zhì)及井筒風(fēng)險評估成果表》查詢某回注井的地質(zhì)風(fēng)險（大、中、小）和井筒風(fēng)險（大、中、小），再根據(jù)矩陣確定地質(zhì)及井筒綜合風(fēng)險水平L。

1.3.2 確定大氣（水）環(huán)境風(fēng)險受體敏感程度E

根據(jù)實際調(diào)查情況，確定水環(huán)境風(fēng)險受體敏感性E（水）。

根據(jù)實際調(diào)查情況，確定大氣環(huán)境風(fēng)險受體敏感性E（氣）。

1.3.2 確定回注工藝過程與大氣（水）環(huán)境風(fēng)險控制水平M

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，確定回注工藝過程與水環(huán)境風(fēng)險控制水平M(水）。

M（水）值的求解過程分為2 項指標(biāo)，指標(biāo)1（回注工藝）和指標(biāo)2（水環(huán)境風(fēng)險控制）。

指標(biāo)1 從涉及高溫高壓或易燃易爆等裝置套數(shù)、涉及氧化或者加氫工藝套數(shù)、涉及國家規(guī)定限期淘汰的工藝和設(shè)備套數(shù)進行打分，若均不涉及以上情況，打0 分。

指標(biāo)2（水環(huán)境風(fēng)險控制），從氣田水儲存方式、儲存罐區(qū)或池是否經(jīng)過防滲處理、是否經(jīng)過預(yù)處理、廢水排放去向、站內(nèi)涉及危險廢物及處理方式、是否涉及回注井地下水監(jiān)測井并定期取樣分析、是否針對井筒風(fēng)險進行了動態(tài)監(jiān)測和評估、近3年內(nèi)突發(fā)水環(huán)境事件發(fā)生情況等8 項進行打分。指標(biāo)1 和指標(biāo)2合計分?jǐn)?shù)為M（水）綜合打分。（指標(biāo)1 和指標(biāo)2 具體情況判定分?jǐn)?shù)和圖示，由于屬單位內(nèi)部建議方法，不做詳細(xì)介紹）。再根據(jù)圖2 確定M（水）等級。

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，確定回注工藝過程與大氣環(huán)境風(fēng)險控制水平M(氣）。

同理，M（氣）的求解也分為2 個指標(biāo)，指標(biāo)1（回注工藝）和指標(biāo)2（氣環(huán)境風(fēng)險控制）。

指標(biāo)1 從涉及高溫高壓或易燃易爆等裝置套數(shù)、涉及氧化或者加氫工藝套數(shù)、涉及國家規(guī)定限期淘汰的工藝和設(shè)備套數(shù)進行打分，若均不涉及以上情況，打0 分。

指標(biāo)2（大氣環(huán)境風(fēng)險控制），從毒性氣體泄漏監(jiān)控預(yù)警措施、是否符合防護距離要求、近3 年內(nèi)突發(fā)氣環(huán)境事件發(fā)生情況等不同情況打分。指標(biāo)1 和指標(biāo)2 合計分?jǐn)?shù)為M（氣）綜合打分。（指標(biāo)1 和指標(biāo)2 具體情況判定分?jǐn)?shù)和圖示，由于屬單位內(nèi)部建議方法，不做詳細(xì)介紹）。再根據(jù)矩陣確定M（氣）等級。

根據(jù)回注井地質(zhì)及井筒綜合風(fēng)險水平L、環(huán)境風(fēng)險受體敏感程度E 和環(huán)境風(fēng)險控制水平M，通過風(fēng)險矩陣，分別判斷回注井(站）水環(huán)境風(fēng)險等級和大氣環(huán)境風(fēng)險等級，見圖2。

圖2 回注井環(huán)境風(fēng)險判定矩陣

1.4 風(fēng)險等級結(jié)果表示方法

如回注井地質(zhì)及井筒綜合風(fēng)險為L1、大氣環(huán)境風(fēng)險受體敏感程度為E3，大氣環(huán)境風(fēng)險控制水平M2，根據(jù)圖2 可知，回注井（站)大氣環(huán)境風(fēng)險等級為一般風(fēng)險。則表示為：一般風(fēng)險--大氣（L1-M2-E3）。

同理，若回注井（站)水氣環(huán)境風(fēng)險等級為較大風(fēng)險（L1、M2、E2）。則表示為：較大風(fēng)險--大氣（L1-M2-E2）。

因此，該回注井或回注站的最終風(fēng)險等級取二者中較嚴(yán)重的等級，即較大風(fēng)險，表示為：較大[一般--大氣（L1-M2-E3）+較大--大氣（L1-M2-E2）]。

2 風(fēng)險控制和應(yīng)急措施的制定

根據(jù)風(fēng)險評估結(jié)果，進行分級管理。對于一般風(fēng)險，按照日常管理要求即可。對較大、重大環(huán)境風(fēng)險對象需要制定一點（一站）一案，即需要對每口回注井編制環(huán)境風(fēng)險管控方案。其主要內(nèi)容包括：

2.1 回注井(站)基本情況

包括地理位置和經(jīng)緯度、投產(chǎn)日期、回注空間、已回注量和剩余回注空間、回注層位、氣田水池或罐尺寸和防滲等基本情況、井筒質(zhì)量及井深結(jié)構(gòu)等。

2.2 日常回注運行情況

包括日回注量、回注壓力、水質(zhì)、氣田水拉運或輸送情況等。

2.3 回注井（站）周邊環(huán)境情況

包括是5km 范圍內(nèi)是否涉及飲用水源、自然保護區(qū)等敏感區(qū)域、500m 范圍內(nèi)人居情況、河流下游10km 范圍內(nèi)是否涉及飲用水源取水點等。

2.4 環(huán)境風(fēng)險介紹和可能引起的后果

根據(jù)后果預(yù)測和判斷情況，制定相應(yīng)的預(yù)防和風(fēng)險控制及應(yīng)急措施：從日常管理方面（如嚴(yán)格氣田水拉運、輸送、GPS 監(jiān)控、拉運聯(lián)單制度、回注壓力監(jiān)控、氣田水質(zhì)監(jiān)測、增加日常巡檢頻次等）加強預(yù)防和風(fēng)險控制措施；從應(yīng)急方面完善應(yīng)急措施（如截流、引流措施、事故排水措施、氣田水中硫化氫防治措施、信息報送、應(yīng)急預(yù)案和響應(yīng)等）。并通過分析現(xiàn)環(huán)境風(fēng)險應(yīng)急措施現(xiàn)狀及差距分析，制定環(huán)境風(fēng)險防控措施完善實施計劃。

應(yīng)急物資差距分析和補充。根據(jù)可能發(fā)生的環(huán)境突發(fā)事件，參考《生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場應(yīng)急物資配備選用指南》（QSY136-2012）要求，并結(jié)合環(huán)境突發(fā)事件特點，補充完善環(huán)境突發(fā)事件應(yīng)急物資。

3 氣田水水質(zhì)監(jiān)控和淺層地下水監(jiān)測

3.1 氣田水水質(zhì)監(jiān)控

氣田水水質(zhì)應(yīng)至少半年監(jiān)測一次，對于碳鋼油管回注井監(jiān)測指標(biāo)應(yīng)包括pH 值、溶解氧、石油類、懸浮物固體含量、鐵細(xì)菌和硫酸鹽還原菌。對于玻璃鋼油管回注井監(jiān)測指標(biāo)應(yīng)至少包括pH 值、石油類、懸浮物固體含量。

3.2 淺層地下水監(jiān)測

為了及時發(fā)現(xiàn)回注井是否存在淺層地下水污染，需開展淺層地下水監(jiān)測工作。

根據(jù)當(dāng)?shù)販\層地下水流向，分別在回注井附近飲用水含水層上游和下游合理布置水質(zhì)監(jiān)測點。一般上游設(shè)置1個監(jiān)測點，下游設(shè)置2 個監(jiān)測點。監(jiān)測點可選用現(xiàn)有民井、回注井周邊淺層地下水排泄河段，如以上條件均無法滿足，則應(yīng)新鉆淺層地下水監(jiān)測井。監(jiān)測指標(biāo)至少一個包括但不限于氯化物和石油類。監(jiān)測周期至少不低于枯、平、豐水期各一次，也可根據(jù)實際情況適當(dāng)增加監(jiān)測頻次。

回注井在回注運行期間，若淺層地下水特征污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即停止回注。并分析、排查原因，向地方相關(guān)部門報告并采取相應(yīng)的補救措施。

4 相關(guān)建議

對于天然氣田尤其是開采到中后期的氣田，氣田水產(chǎn)生量較大，氣田水同層位回注是目前較為經(jīng)濟、環(huán)保、合理的方法。但在回注井運行期間，我們需通過環(huán)境調(diào)查和環(huán)境風(fēng)險評估，制定相應(yīng)的風(fēng)險控制措施，并實行淺層地下水監(jiān)測工作，建立預(yù)防地下水污染預(yù)警體系。