萬淑喬（武漢理工大學(xué)交通學(xué)院430063）

易紹金（長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院434023）

加拿大近海鉆完井廢棄物處理處置技術(shù)規(guī)范

萬淑喬（武漢理工大學(xué)交通學(xué)院430063）

易紹金（長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院434023）

在我國(guó)海上石油迅速發(fā)展、海洋環(huán)境保護(hù)日益嚴(yán)格、新《環(huán)境保護(hù)法》頒布實(shí)施（2015年1月1日起）的新形勢(shì)下，海上鉆完井廢棄物處理處置問題日益突出，已成為發(fā)展的重要瓶頸之一。加拿大國(guó)家能源局等共同制定的《近海廢物處理指南》，對(duì)于我國(guó)海上鉆完井廢棄物處理處置具有重要的參考借鑒意義,本文重點(diǎn)分析該指南的核心技術(shù)規(guī)范如鉆井泥漿和鉆屑等的處理處置技術(shù)。

近海鉆完井廢棄物技術(shù)規(guī)范

由加拿大國(guó)家能源局、加拿大-紐芬蘭海洋石油局、加拿大-新斯科舍省海洋石油局共同制定的《近海廢物處理指南》（Offshore Waste Treatment Guidelines）[1]，由引言、具體廢棄物的要求（主要包括盡量減少廢棄物、空氣污染物排放、生產(chǎn)用水、鉆井泥漿、鉆屑、艙底和壓艙水、甲板排水、采出砂、油井處理液、冷卻水、海水脫鹽污水和食物廢料、自然產(chǎn)生的放射性物質(zhì)及其他廢物和殘留物質(zhì)）、混合污水的排放、排放地點(diǎn)、遵守監(jiān)測(cè)及環(huán)境影響監(jiān)測(cè)方案、參考文獻(xiàn)以及附錄I（摘錄條例來自加拿大石油與天然氣操作法規(guī)、加拿大石油和天然氣行業(yè)的法規(guī)、加拿大石油和天然氣鉆探法規(guī)）、附錄II（摘錄條例來自大西洋加拿大-紐芬蘭協(xié)議執(zhí)行法、紐芬蘭近海石油鉆井法規(guī)、紐芬蘭地區(qū)的海洋石油生產(chǎn)和保護(hù)規(guī)例）、附錄III（摘錄條例來自加拿大-新斯科舍省海洋石油資源的協(xié)議執(zhí)行法、新斯科舍省海洋石油鉆井規(guī)例、新斯科舍省海洋石油生產(chǎn)和保護(hù)規(guī)例）所組成。該指南為處理和處置加拿大近海地區(qū)的石油鉆井生產(chǎn)中所產(chǎn)生的廢物而制定的建議做法和標(biāo)準(zhǔn)綱要，以確保這些標(biāo)準(zhǔn)的遵守。所有的這些法案都要求進(jìn)行任何涉及石油或天然氣的勘探和生產(chǎn)工作的人員，必須先從適當(dāng)?shù)牟块T獲得授權(quán)。

該指南對(duì)鉆完井廢棄物處理處置的主要內(nèi)容如下。

一、盡量減少廢物的產(chǎn)生量

1.海上操作員應(yīng)盡量減少因其操作而產(chǎn)生的大量廢棄物，并盡量減少這些廢料中包含的含有潛在環(huán)境問題的物質(zhì)數(shù)量。每一個(gè)申請(qǐng)鉆探計(jì)劃授權(quán)或生產(chǎn)行動(dòng)的授權(quán)應(yīng)該包含一個(gè)由經(jīng)營(yíng)者制定的關(guān)于污染預(yù)防措施的特定描述作為補(bǔ)充，以減少制造廢物生成和排放。這些措施可能包括考慮工藝設(shè)計(jì)、采購、再利用和循環(huán)再造，以及材料替代。該計(jì)劃應(yīng)包括一項(xiàng)監(jiān)察計(jì)劃的進(jìn)度及廢物削減計(jì)劃的規(guī)定，并在每年報(bào)告進(jìn)展情況至少一次。

2.運(yùn)營(yíng)商應(yīng)對(duì)他們操作中所用的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行評(píng)估，以確保所采用的是最安全環(huán)保的。所有化學(xué)物質(zhì)的排放必須服從有關(guān)準(zhǔn)則和相關(guān)法規(guī)。

二、大氣污染物排放

鉆完井過程中設(shè)備排放的空氣污染物，對(duì)人們生活環(huán)境可能不會(huì)造成重大影響，但可能對(duì)國(guó)家承諾的“減少溫室氣體排放量”等可能造成累積的影響。

1.生產(chǎn)裝置的操作人員，應(yīng)提供每年從海上設(shè)備釋放出來的溫室氣體的估計(jì)數(shù)量，并提供如何控制和減少這些排放物的計(jì)劃。

2.每個(gè)鉆探或生產(chǎn)裝置的操作者應(yīng)計(jì)算裝置上的溫室氣體從安裝設(shè)備上每一年的基礎(chǔ)排放量，并將結(jié)果在次年的3月31日前提供給行政部門。

3.任何一個(gè)鉆探或生產(chǎn)裝置的工作人員應(yīng)按照現(xiàn)有的最佳管理做法，確定揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）的排放類型并向加拿大的石油與天然氣機(jī)構(gòu)報(bào)告。

三、鉆井泥漿

鉆井泥漿通常使用水、油或合成液體作為基液。近年來油基泥漿大部分被合成基鉆井液泥漿（SBM）取代。合成基鉆井泥漿，其連續(xù)相是由一種或一種以上的液體組成的，其主要成分由化學(xué)反應(yīng)合成，而不是通過物理混配而成，要求其中的總多環(huán)芳烴濃度低于10mg/kg，且在海洋環(huán)境中相對(duì)無毒、在好氧條件下可生物降解[2]。

為了盡量減少排入海洋環(huán)境中原油的數(shù)量，操作者應(yīng)優(yōu)先使用水基或合成基泥漿。只有在某些特殊情況下如使用水基或合成基泥漿在技術(shù)上不可行時(shí)，使用油基泥漿才會(huì)獲得批準(zhǔn)。在任何情況下，都不能將整個(gè)油基泥漿排放到海中。如果可以提供礦物油基泥漿的環(huán)境效益和與安全有關(guān)的工作表現(xiàn)證明比合成基鉆井泥漿更好或相等，環(huán)保負(fù)責(zé)人員就可批其使用。加強(qiáng)型礦物油基泥漿（EMOBM）是一種非水基流體，其中的連續(xù)相是高度純化的石油，它的餾出物中多環(huán)芳烴含量小于10 mg/kg。

作業(yè)者在申請(qǐng)鉆井權(quán)時(shí)，需確定每一井段的基本泥漿組分(包括添加劑和混合體系)，并提供根據(jù)加拿大環(huán)境試驗(yàn)方法（Biological Test Method:Acute Test for Sediment Toxicity Using Marine or Estuarine Amphipods）[3]所測(cè)定的毒性測(cè)試結(jié)果。

當(dāng)使用水基泥漿在技術(shù)上不能滿足鉆井要求時(shí)，可考慮使用合成基鉆井泥漿或加強(qiáng)型礦物油基泥漿，否則應(yīng)予限制。但其基液按Laboratory Procedure for Determining the Acute Lethality of the Water Soluble Fraction of Mineral oil to Rainbow Trout[4]測(cè)定應(yīng)是無毒的。合成基鉆井泥漿或加強(qiáng)型礦物油基泥漿，無論從鉆井泥漿中轉(zhuǎn)接而來，還是鉆井程序完成后余下的部分都應(yīng)回收，并循環(huán)使用，然后或重新注入井下或轉(zhuǎn)移到岸上，這一過程都應(yīng)由環(huán)保部門負(fù)責(zé)人員批準(zhǔn)后并由監(jiān)管當(dāng)局進(jìn)行。但在任何情況下，都不能將整個(gè)合成基鉆井泥漿或加強(qiáng)型礦物油基泥漿排放到海中。

廢棄水基鉆井液泥漿可不經(jīng)處理直接排海。但經(jīng)營(yíng)者應(yīng)制定程序，減少泥漿的產(chǎn)生量和排放量。

四、鉆屑

鉆屑是由鉆探到地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)，被鉆井泥漿帶到地表的固體顆粒。

1.油基鉆井液泥漿攜帶的鉆屑不得排放到大海，其處置方式都需事先獲得環(huán)保部門的批準(zhǔn)。

2.水基鉆井液泥漿攜帶的鉆屑可排放到海中。擬采用合成基泥漿或增強(qiáng)型礦物油基泥漿進(jìn)行鉆井作業(yè)時(shí)，作業(yè)者都應(yīng)將相關(guān)鉆屑重新注入開采現(xiàn)場(chǎng)的地下進(jìn)行研究并提出報(bào)告。

3.含有合成基鉆井泥漿或加強(qiáng)型礦物油基泥漿的鉆屑重新回灌時(shí)，如果技術(shù)或經(jīng)濟(jì)上不可行，也可采用現(xiàn)有的最佳處理技術(shù)，然后在鉆探現(xiàn)場(chǎng)就地排放。這些最佳的處理技術(shù)，能夠使油在濕固體中的濃度達(dá)到6.9g/100克或更低。但在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)敏感地區(qū)或在特定鉆井條件下，這一排放限制更為嚴(yán)格。

按照Procedure for Field Testing Oil Based Drilling Muds[5]要求,一切來源的鉆探固形物中油濃度都應(yīng)該每12h測(cè)量一次，并且以每100g濕固體為單位計(jì)算48h的加權(quán)平均值。其原始數(shù)據(jù)和平均數(shù)據(jù)都按時(shí)間順序，以獲準(zhǔn)的附表形式報(bào)給環(huán)保部門。如有過量，必須在發(fā)生后的24h內(nèi)以合適的方式報(bào)告給環(huán)保部門。

五、甲板排水

甲板排水是通過降水、浪花或日常行動(dòng)如沖刷和消防演習(xí)等而到達(dá)海上設(shè)施甲板上的水。有可能被油污染的甲板水應(yīng)予以處理，將其中油的濃度降到15mg/L以下。油濃度大于15mg/L時(shí)，必須在發(fā)生后的24h內(nèi)以合適的方式報(bào)告給環(huán)保部門。沒有被石油污染的可能的甲板排水，可直接排放到海中。

六、采出砂

采出砂來源于地層，在石油和天然氣開采過程中與地層流體相分離而出。作業(yè)者應(yīng)當(dāng)將在生產(chǎn)過程中回收的采出砂進(jìn)行檢測(cè)并將其體積報(bào)告給環(huán)保部門，是否能夠得到排放批準(zhǔn)，在很大程度上取決于在采出砂中油及芳香烴濃度。在任何情況下，砂子都應(yīng)該被處理到石油濃度達(dá)到最低水平的程度。

七、井下作業(yè)液

井下作業(yè)液是在修井、油水井增產(chǎn)增注措施、完井和地層壓裂等作業(yè)過程中產(chǎn)生的液體。

1.回收的井下作業(yè)液應(yīng)被處理到油的濃度等于或低于30mg/L。如果可行的話，井下作業(yè)液可直接注入產(chǎn)出水中，并且作為產(chǎn)出水的一部分進(jìn)行處理。

2.從任何需要分析的內(nèi)容得出的原始的和平均的測(cè)定數(shù)據(jù)，均應(yīng)按獲準(zhǔn)的時(shí)間報(bào)告給環(huán)保負(fù)責(zé)人員。

3.含石油或其他高級(jí)芳香油類的井下作業(yè)液一般不應(yīng)再使用，除非它們能就地回收并循環(huán)使用，或者經(jīng)環(huán)保部門批準(zhǔn)轉(zhuǎn)移到岸上，并經(jīng)監(jiān)管當(dāng)局準(zhǔn)許進(jìn)行棄置。

4.酸化殘液在排放前應(yīng)采用中和劑處理，其pH值在排放前不得低于為5.0。

八、排放地點(diǎn)

海上設(shè)施的廢物排放地點(diǎn)，須經(jīng)行政主管批準(zhǔn)，并根據(jù)具體情況決定。作為一項(xiàng)規(guī)則，排放的所有地點(diǎn)均應(yīng)低于水面或冰表面。

九、遵守監(jiān)測(cè)及環(huán)境影響監(jiān)測(cè)方案

作業(yè)者應(yīng)遵守設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)方案，監(jiān)測(cè)方案應(yīng)該提供監(jiān)控的程序，測(cè)量并報(bào)告排放物中油類的絕對(duì)量及其他污染物的排放量。其分析方法和結(jié)果應(yīng)得到加拿大環(huán)境分析實(shí)驗(yàn)室的認(rèn)可。

所遵守的環(huán)境影響監(jiān)測(cè)方案需經(jīng)行政主管部門批準(zhǔn)。生產(chǎn)裝置應(yīng)按環(huán)境監(jiān)測(cè)影響程序進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)施，以便檢測(cè)和記錄在操作過程中的任何對(duì)環(huán)境不利的影響。

十、結(jié)語

加拿大是海上石油生產(chǎn)的重要國(guó)家，也是環(huán)境保護(hù)要求十分嚴(yán)格的國(guó)家。加拿大國(guó)家能源局等共同制定的《近海廢物處理指南》，內(nèi)容全面，要求具體，嚴(yán)格規(guī)范。目前，我國(guó)海上石油勘探開發(fā)正處于迅速發(fā)展時(shí)期，海洋環(huán)境保護(hù)日益嚴(yán)格，尤其是新的《環(huán)境保護(hù)法》的頒布實(shí)施（2015年1月1日起），對(duì)海上鉆完井廢棄物處理處置要求更高更嚴(yán)，海上石油勘探開發(fā)的環(huán)保壓力更大，該指南對(duì)我國(guó)海上鉆完井廢棄物處理處置具有重要的參考借鑒意義。

[1]Canada Nation Energy Board,Canada-NewfoundlendOffshorePetroleumBoard, Canada-NovaScotiaOffshorePetroleum Board.Offshore Waste Treatment Guidelines[Z]. 2002.

[2]易紹金,佘躍惠.石油與環(huán)境微生物技術(shù)[M].武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，2002:105-122.

[3]Biological Test Method:Acute Test for Sediment Toxicity Using Marine or Estuarine Amphipods[S],Environmental Protection Directorate Report No.EPS 1/RM/26,Environment Canada,December 1992.（加拿大標(biāo)準(zhǔn)）

[4]Laboratory Procedure for Determining the Acute Lethality of the Water Soluble Fraction of Mineral oil to Rainbow Trout[S],Environmental Protection Service,Atlantic Region, Environment Canada,June 1985.（加拿大地方標(biāo)準(zhǔn)）

[5]Procedure for Field Testing Oil Based Drilling Muds[S],API Recommended Practice RP13B-2,Appendix B,American Petroleum Institute,1991(or as amended or updated)（美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)）

（責(zé)編 趙建榮）

長(zhǎng)江大學(xué)油氣田環(huán)境保護(hù)研究所創(chuàng)新基金項(xiàng)目（2015001）。