腰世哲

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

文96地下儲氣庫清潔生產技術

腰世哲

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

在分析文96地下儲氣庫工程建設及后期運行中污染物類型和特征的基礎上，通過對施工作業(yè)的特點、污染物產生環(huán)節(jié)及控制措施等的深入研究，優(yōu)化注氣壓縮機及三甘醇再生裝置噪聲設計；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地下儲氣庫的清潔生產技術。該技術的現場應用減少了污水排放、削減了固體廢物、杜絕了噪聲污染，真正實現了清潔環(huán)保生產；對促進同類型地下儲氣庫的清潔生產具有借鑒意義。

地下儲氣庫 注采井 污染控制 清潔生產 注氣 采氣

文96儲氣庫為典型的枯竭氣藏儲氣庫，其主要作用是滿足季節(jié)調峰、突發(fā)事件應急供氣需要，保證榆林－濟南輸氣管線安全、平穩(wěn)供氣。文96儲氣庫建設工程分為地下與地面兩部分。氣庫投產后注氣期榆濟線富余氣量自清豐分輸站通過輸氣管道輸至注采站，經計量、分離、過濾、增壓和降溫后，通過注采閥組、單井計量、單井管線和采氣樹注入氣井；在采氣期，氣井來氣經單井管線、注采閥組、生產分離器、三甘醇脫水、丙烷制冷脫烴、氣質分析、露點監(jiān)測和計量，再經輸氣管道，在清豐分輸站進入榆濟線。由于地下儲氣庫建設工程涉及施工環(huán)節(jié)多，注采氣生產工藝相對復雜，在工程建設及后期生產運行過程會對周圍環(huán)境產生影響。施工及生產過程中產生含油污泥、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，不符合清潔生產及HSE管理要求［1-2］。因此，工程建設及生產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)和地面工程的建設作業(yè)。這些施工活動對環(huán)境的影響方式、程度及持續(xù)時間各不相同。

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。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，一旦鉆井完成，即結束排放。

1．1．1 廢 水

鉆井廢水主要為鉆具和鉆臺沖洗水、柴油機冷卻水及鉆井液廢水等。鉆井作業(yè)產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至文一污水處理站，統(tǒng)一采用混凝分離技術進行預處理，達標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，經過地面振動篩分離出來。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；完井時井筒內被替出的鉆井液［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存，容易造成井場附近土地鹽堿化。現場所用鉆井液為預水化膨潤土、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。鉆井過程中產生的廢棄泥漿及巖屑一同存放在井場周圍設置的防滲泥漿池中。鉆井結束后對防滲泥漿池進行無害化固化填埋處理，填埋處理后上層覆土50～60 cm，進行復耕，恢復生態(tài)環(huán)境。

1．1．3 噪 聲

在鉆井過程中對鉆井區(qū)域設置隔聲板形成聲屏障，或對柴油發(fā)電機設置隔聲板房并加裝消聲器，現場操作人員配備一定的防護用品等措施，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，鉆井是一個時間相對較短的作業(yè)過程，其噪聲源將隨鉆井作業(yè)的結束而消失，可認為鉆井過程中產生的噪聲是可以接受的，且井場周圍近距離內無常駐居民，不會產生擾民現象。

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，除臨時占用土地改變了土地利用功能外，還將產生一定量的廢氣、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，一旦封井完成，即結束排放。

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場配置，會產生廢液。廢液有以下特點：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物，COD（化學需氧量）值高，一般為1 000～10 000 mg／L；石油類物質在廢液中質量濃度為10～1 000 mg／L?，F場廢液通過洗井水回收管線，收集、排至放噴池和污水池，及時用罐車清運至文一污處理站處理達標后回注地層，不外排。

1．2．2 廢 氣

廢氣主要為機械燃油尾氣及揚塵。施工期間各類施工機械流動性強，所產生的廢氣較為分散，在易于擴散的氣象條件下，施工機械尾氣及揚塵對周圍環(huán)境影響不大。現場應加強車輛保養(yǎng)，保證車輛尾氣達標排放。1．2．3 固體廢物

施工過程產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，產生量為6 t，屬于第I類一般工業(yè)固體廢物。施工結束后對井場（作業(yè)區(qū)域）、固體廢物暫存場所等進行全面清理，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、桶和塑料袋等進行分類收集、暫存后轉送至指定的垃圾處理站處理，做到現場整潔、無雜物，地表土無污染。

1．2．4 噪 聲

在老井封堵施工過程中，運輸車輛及重型機械設備的使用會產生噪聲影響。施工設備噪聲源主要為攪拌機、切割機及運輸車輛等，噪聲值約85～90 dB，距施工區(qū)域40 m可達噪聲排放標準。此外由于老井封堵施工周期短，且井場周圍60 m范圍內沒有常駐居民，因而不會產生噪聲擾民現象。

1．3 地面建設污染物控制及處置

1．3．1 廢 氣

廢氣主要包括運輸車輛尾氣和車輛行駛、地面開挖等揚塵，運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械流動性強，所產生的廢氣較為分散，在易于擴散的氣象條件下，施工機械尾氣及揚塵對周圍環(huán)境影響不大。但由于施工機械較多，施工單位應注意車輛保養(yǎng)，盡量保證車輛尾氣達標排放，并注意合理安排運輸路線（遠離敏感目標選擇路況好的路線）及控制車速。

1．3．2 廢 水

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

1．3．3 固體廢物

施工結束后對施工廢料及建筑垃圾進行全面清理，金屬、管材等部分回收利用，不可利用的轉運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、推土機、挖掘機、打樁機、空壓機、鉆機和各類機泵等產生的噪聲，還有車輛運輸過程中產生的噪聲。施工期的噪聲源較多，且聲源強度較大。為減小施工噪聲對環(huán)境的影響，應采用低噪聲設備并加強維護，設置施工屏障，合理布局，科學安排作業(yè)時間，控制車速及鳴笛等措施。

2 運行期清潔生產工藝

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

2．1 運行期全階段

2．1．1 廢 氣

為保證注采站安全生產，生產裝置均采用國內、國際先進的設備和材料，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，生產現場基本沒有氣體泄漏，大氣監(jiān)測各項指標合格。

2．1．2 生活污水

生活污水產生量約為1．83 m3／d，每年生活污水約667．9 m3，主要污染物為COD及氨氮。經污水一體化處理裝置處理后排放至文一污水站處理達標后回注地層，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

地面沖洗水經沉淀后，經污水管輸至文一污水站處理達標后回注地層；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)產生的污染物外，注氣階段還有壓縮機組、分離器、空冷器、機泵和注氣匯管等設備產生的噪聲［7］，壓縮機組更換的廢潤滑油。

2．2．1 噪 聲

注氣階段噪聲主要是由壓縮機組、空冷器、分離器、機泵和注氣匯管等設備產生的（見表2）。源強最大的設備為壓縮機組及空冷器，通過優(yōu)化壓縮機組和空冷器降噪設計，有效降低了現場噪聲。

表2 注氣階段主要聲源設備

2．2．2 固體廢物

注氣壓縮機運行一定時間后需進行維修保養(yǎng)，產生廢潤滑油，屬于危險廢物，潤滑油由具備危險廢物處置資質的單位回收利用，不會產生二次污染。維修保養(yǎng)時，處置單位按危險廢物的有關規(guī)定，將廢潤滑油直接裝桶運走，不設臨時儲存設施。

2．3 采氣階段

除全階段持續(xù)產生的污染物外，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；注采站內的燃氣重沸器將產生燃氣廢氣；分離器、過濾器將產生濾渣；機泵、分離器和重沸器等設備產生噪聲。采氣過程應用音速噴嘴單井流量控制先進技術，利用氣藏能量，保證流程簡化實用，達到了節(jié)能降耗的目的。

2．3．1 廢 水

采出的天然氣在注采站內氣液分離過程中會產生少量生產廢水，即采氣廢水（凝析水）。該凝析水含有微量的烴類物質，水質較好，收集于污水緩沖罐內暫存，管輸至文一聯進行三相分離，污水再管輸至文一污水站處理達標后回注地層。

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，水質較好，收集于污水緩沖罐內暫存，管輸至文一聯進行三相分離，污水再管輸至文一污水站處理達標后回注地層。

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準》中的二級標準限值，NOx排放濃度滿足GB 16297—1996《大氣污染物綜合排放標準》中的標準限值。

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泵、分離器和三甘醇再生裝置中的重沸器等設備產生的。聲源位置均為室外，運行特征均為連續(xù)運行。噪聲源強最大的設備為重沸器，現場噪聲指標符合要求（見表4）。

表4 采氣階段主要發(fā)聲設備

3 結 論

（1）根據文96地下儲氣庫鉆井、封修井及地面建設等工程施工特點和污染類型，結合現場施工工藝，提出了有針對性的控制污染具體措施，較好地實現了施工過程污染控制。

（2）鑒于儲氣庫注采氣生產特點，結合現場注采氣工藝、污染類型及分布，優(yōu)化壓縮機房降噪設計，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措施，形成了適合于文96地下儲氣庫的清潔生產技術。生產實踐表明，所形成的清潔生產技術達到了零污染、低排放、節(jié)能降耗的效果，實現了氣庫清潔生產。

（3）枯竭油氣藏地下儲氣庫是國內最重要的儲氣庫類型，應加強枯竭油氣藏地下儲氣庫清潔生產配套技術研究，有效推進地下儲氣庫清潔生產，實現經濟與環(huán)境協(xié)調發(fā)展的目標。

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

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

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

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

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

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

［8］ 陸新東，單新煜，羅強．金壇儲氣庫西注采站噪聲治理工藝措施［J］．石油工程建設，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)于西南石油大學油氣井工程專業(yè)，現在該公司從事天然氣地下儲氣庫生產管理工作。E-mail：yaoshizhe＠163．com

（編輯 寇岱清）