海洋石油钻井环境保护措施分析

海洋石油钻井环境保护措施分析

陈杨

中石化胜利石油工程有限公司海洋钻井公司

摘 要：海洋钻井过程中，钻屑、废弃泥浆、废水、噪声以及弃置钻井平台都会造成环境污染，本文主要是从这几个方面来探讨相关环保技术和措施，提升海洋钻井的环保性。

关键词：海洋；钻井；环境保护

在海洋石油钻井过程中会产生大量污染物, 主要包括钻屑、废弃泥浆、废水、钻并噪声和弃置钻井平台。为了在搞好海上石油勘探开发的同时, 确保海洋环境不受污染, 就要依据《海洋环境保护法》和《海洋石油勘探开发环境保护管理条例》, 积极采取措施, 搞好综合治理, 确保海上石油开发与保护海洋环境协调发展具有重要的意义。

1、钻屑的污染与处理

在海上钻井过程中会产生很多的钻屑。钻屑指钻井过程中被钻头破坏、通过泥浆循环携带回地面的地层岩屑。由于混杂有泥浆和油类物质, 钻屑对海洋环境可以造成污染。通常, 我们希望海上石油钻井使用水基泥浆, 但若遇复杂地层或特殊钻井润滑性能要求, 有时候必须使用油基钻井液或含油钻井液添加剂。钻进过程中必然会产生大量的含油钻屑。若含油钻屑不经处理就排放入海, 则会对海洋环境造成严重危害, 主要危害包括①钻屑上脱落下来的部分油类会在海面上形成油膜, 影响海水与大气的交换, 降低海水中的溶解氧, 造成海洋生物呼吸困难②油类及其分解产物中, 存在着多种有毒物质如多环芳烃等, 这些物质最终会通过生物链的形式进入人体, 危害人体健康③大面积的海洋浮油还会随风飘浮,造成水质变差,影响嵌游业渔业等。油性混合物必须经过处理达标后排放, 不得直接排放入海。

钻屑回注技术将含油钻屑注入到环形空间或安全地层是近年来国内外十分重视的一项新技术。这种方法能比较彻底地解决废弃钻井液及含油钻屑的环境污染问题。为了不污染渤海湾的海洋环境, 国内油田的开发中使用钻屑回注技术, 并实现了油基钻井液在海上油田应用的零排放。

热处理（蒸馏）法等, 是由阿莫科生产公司研制的, 该方法是将含油钻屑加入到圆柱形的旋转蒸馏器中,使蒸馏器旋转并在其外侧用燃烧器加热,在加热过程中含油钻屑在圆筒中翻滚, 直至加热到大部分液体油和水的蒸发点, 使油水蒸发并进行冷凝收集, 剩余的钻屑含油量大大减少可直接排放, 但该法处理成本较高。

钻屑清洗方法, 英国石油公司下属的化学公司研制出一种超级润湿清洗剂, 这是一种置换剂, 能够润湿油污钻屑表面, 并把油置换出来。这种清洗剂的处理效果优于各种常用的化学清洗剂, 可以使含油钻屑的含油量从降低到。

运回岸上处理, 美国公司研制出一种新型闭式钻屑清除系统。这种系统是在完全封闭的情况下将钻屑由振动筛输送到储罐, 再由储罐输送到船上, 然后由船运往陆地接收站即钻屑处理厂进行处理。

2、废弃泥浆与处理

泥浆污染废弃泥浆是指钻井生产过程中或完工后弃置的泥浆或无法使用的泥浆, 由于组分不同, 泥浆对海洋环境的影响差别很大。一般而言, 海上钻井我们提倡使用水基泥浆。分析其成分可知废弃泥浆所含的污染物主要有, 油类、盐类、重金属元素以及有机硫化物和有机磷化物等。对海洋环境影响最大的是其中的重金属成分, 因为它们在很长时间内都不会分解。在我国现有条件下, 对水基不含任何油类的无毒无害泥浆, 一般就地排放, 但对含有油类的泥浆,规定油基泥浆和乳化泥浆及其他残油、废油、含油垃圾不得排放入海, 应采取回收的措施处理。

泥浆处理非水基钻井液的处理方法主要有卫钻井废物的岸上处理,钻井废物的回注。为了满足零排放的要求, 等提出了具体的钻井液循环使用和钻屑处置方案图。该方案在技术上是可行的, 但需考虑经济成本问题。

3、废水与处理

海上钻井废水主要包括, 机械废水、平台冲洗废水和普通生活废水。其主要污染物质是油类、挥发酚、COD、悬浮物、BOD、有机硫化物和大肠杆菌等, 这些污染物质将对海洋中的生态系统造成威胁。

处理方法对机械废水、冲洗废水, 其中油类一般采用平台的油污水处理设备处理后达标排放。对生活污水, 通过平台的生活污水处理设备将大肠杆菌杀死后达标排放。

4、噪声与处理

钻井中噪声来源主要包括 ①柴油机组、钻井泵组、钻机、振动筛及生产过程中设备等各种机械设备运转过程中所发出的噪声②起下钻具、下套管等操作所发出的撞击噪声, 底座与基础、转盘与方补心等各种振动冲击噪声③气控钻机及快速放气阀工作时产生的气流噪声。

噪声对海洋环境的影响已经非常严重。据科学家调查, 石油平台钻探时的金属咔嚓声和颤动声, 最高时可达180dB, 而人耳的痛阈为120dB。因此噪声对海洋生物造成了巨大危害。为降低钻井噪声, 可通过提高钻井设备的精度, 加强设备保养维护熟练操作, 提高作业精度认真作业, 减少钻具的碰撞密切注意地层压力变化, 以达到减少和控制噪声的目的, 减少对海洋环境和人体的影响。

5、弃里钻井平台与处理

平台所有者在海上石油平台弃置活动中, 为了节省资金, 往往不去拆除可能造成海洋环境污染的设备和设施, 从而妨碍海洋其他主导功能的使用或者在平台弃置作业期间不注重海洋环境保护, 不封采油井口, 任由地层内的流体流出海底, 从而对海洋环境造成污染损害。这里首先应该加强法规建设, 从法律上约束弃置平台对海洋环境的伤害其次可以考虑二次利用废弃平台, 例如, 上个世纪挪威海上石油勘探开发企业利用弃置平台搞起了深海养殖。

我国海洋石油资源丰富, 海洋环境污染严重。海上钻井对海洋环境的污染主要包括钻屑污染、废弃泥浆污染、废水污染、钻井过程中噪声污染和弃置钻井平台污染等, 其中钻屑、泥浆和废水是主要的污染物。对待污染我们不仅要进一步研究高效清洁治理措施, 更要从源头上控制, 研发利用新技术, 化被动为主动。

参考文献

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[2]杨莉,姚建华,罗平亚.钻井液常见污染问题及处理方法探讨[J].钻井液与完井液,2012,29(02):47-50+93.