萬淑喬（武漢理工大學交通學院430063）

易紹金（長江大學化學與環(huán)境工程學院434023）

加拿大近海鉆完井廢棄物處理處置技術規(guī)范

萬淑喬（武漢理工大學交通學院430063）

易紹金（長江大學化學與環(huán)境工程學院434023）

在我國海上石油迅速發(fā)展、海洋環(huán)境保護日益嚴格、新《環(huán)境保護法》頒布實施（2015年1月1日起）的新形勢下，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。加拿大國家能源局等共同制定的《近海廢物處理指南》，對于我國海上鉆完井廢棄物處理處置具有重要的參考借鑒意義,本文重點分析該指南的核心技術規(guī)范如鉆井泥漿和鉆屑等的處理處置技術。

近海鉆完井廢棄物技術規(guī)范

由加拿大國家能源局、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、遵守監(jiān)測及環(huán)境影響監(jiān)測方案、參考文獻以及附錄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準綱要，以確保這些標準的遵守。所有的這些法案都要求進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?shù)牟块T獲得授權。

該指南對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。每一個申請鉆探計劃授權或生產(chǎn)行動的授權應該包含一個由經(jīng)營者制定的關于污染預防措施的特定描述作為補充，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計、采購、再利用和循環(huán)再造，以及材料替代。該計劃應包括一項監(jiān)察計劃的進度及廢物削減計劃的規(guī)定，并在每年報告進展情況至少一次。

2.運營商應對他們操作中所用的化學物質(zhì)進行評估，以確保所采用的是最安全環(huán)保的。所有化學物質(zhì)的排放必須服從有關準則和相關法規(guī)。

二、大氣污染物排放

鉆完井過程中設備排放的空氣污染物，對人們生活環(huán)境可能不會造成重大影響，但可能對國家承諾的“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，應提供每年從海上設備釋放出來的溫室氣體的估計數(shù)量，并提供如何控制和減少這些排放物的計劃。

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

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

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，其主要成分由化學反應合成，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上不可行時，使用油基泥漿才會獲得批準。在任何情況下，都不能將整個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)保負責人員就可批其使用。加強型礦物油基泥漿（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)者在申請鉆井權時，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)境試驗方法（Biological Test Method:Acute Test for Sediment Toxicity Using Marine or Estuarine Amphipods）[3]所測定的毒性測試結果。

當使用水基泥漿在技術上不能滿足鉆井要求時，可考慮使用合成基鉆井泥漿或加強型礦物油基泥漿，否則應予限制。但其基液按Laboratory Procedure for Determining the Acute Lethality of the Water Soluble Fraction of Mineral oil to Rainbow Trout[4]測定應是無毒的。合成基鉆井泥漿或加強型礦物油基泥漿，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，這一過程都應由環(huán)保部門負責人員批準后并由監(jiān)管當局進行。但在任何情況下，都不能將整個合成基鉆井泥漿或加強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)營者應制定程序，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)結構，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。

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型礦物油基泥漿進行鉆井作業(yè)時，作業(yè)者都應將相關鉆屑重新注入開采現(xiàn)場的地下進行研究并提出報告。

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

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該每12h測量一次，并且以每100g濕固體為單位計算48h的加權平均值。其原始數(shù)據(jù)和平均數(shù)據(jù)都按時間順序，以獲準的附表形式報給環(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、浪花或日常行動如沖刷和消防演習等而到達海上設施甲板上的水。有可能被油污染的甲板水應予以處理，將其中油的濃度降到15mg/L以下。油濃度大于15mg/L時，必須在發(fā)生后的24h內(nèi)以合適的方式報告給環(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)者應當將在生產(chǎn)過程中回收的采出砂進行檢測并將其體積報告給環(huán)保部門，是否能夠得到排放批準，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，砂子都應該被處理到石油濃度達到最低水平的程度。

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定數(shù)據(jù)，均應按獲準的時間報告給環(huán)保負責人員。

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

4.酸化殘液在排放前應采用中和劑處理，其pH值在排放前不得低于為5.0。

八、排放地點

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

九、遵守監(jiān)測及環(huán)境影響監(jiān)測方案

作業(yè)者應遵守設計的監(jiān)測方案，監(jiān)測方案應該提供監(jiān)控的程序，測量并報告排放物中油類的絕對量及其他污染物的排放量。其分析方法和結果應得到加拿大環(huán)境分析實驗室的認可。

所遵守的環(huán)境影響監(jiān)測方案需經(jīng)行政主管部門批準。生產(chǎn)裝置應按環(huán)境監(jiān)測影響程序進行設計和實施，以便檢測和記錄在操作過程中的任何對環(huán)境不利的影響。

十、結語

加拿大是海上石油生產(chǎn)的重要國家，也是環(huán)境保護要求十分嚴格的國家。加拿大國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，嚴格規(guī)范。目前，我國海上石油勘探開發(fā)正處于迅速發(fā)展時期，海洋環(huán)境保護日益嚴格，尤其是新的《環(huán)境保護法》的頒布實施（2015年1月1日起），對海上鉆完井廢棄物處理處置要求更高更嚴，海上石油勘探開發(fā)的環(huán)保壓力更大，該指南對我國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[M].武漢：中國地質(zhì)大學出版社，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.（加拿大標準）

[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.（加拿大地方標準）

[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)（美國石油學會標準）

（責編 趙建榮）

長江大學油氣田環(huán)境保護研究所創(chuàng)新基金項目（2015001）。