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石油開采鑽井廢水怎麼產生的

發布時間:2022-06-06 03:28:34

1. 石油廢水(油田采氣廢水)如何處理

物質生活逐漸豐富起來,但是人們也逐漸開始關注到周圍的環境,環境污染己成為全球關注的焦點之一。含油廢水處理也是一大難題,這類廢水對整個生態系統都會產生很多不良的影響。因此,含油污水處理問題己成為當今油氣田的環境保護必修課。

通的陸地油田污水主要是在石油的開發過程中,通過鑽井、採油等生產過程會產生大量污水。一般包括有採油污水、鑽井污水、洗井污水等。含油污水中有大量的懸浮物、油類、重金屬等物質。如果任意排放或回注但是不加以污水處理,對土壤和水環境還有動植物的危害極大。

目前含油污水處理工藝有:氣浮處理法、沉降法和微生物處理法。氣浮處理技術是一種高效快速固液分離或液液分離的污水處理技術。氣浮工藝較復雜,必須控制好每個影響因素才可以更好的利用。

氣浮技術

氣浮技術是在待處理的水中通入大量的、高度分散的微氣泡,讓其作為載體與雜質粘附,然後密度小於水就會上浮。最終完成水中固體與固體、固體與液體、液體與液體分離的方法。

2.1氣浮法的分類

溶氣氣浮工藝:水在不同的壓力條件下溶解度不同,向水加壓或者負壓,使氣體在水中產生微氣泡的污水處理工藝。根據氣泡析出於水時的壓力情況不同,又分壓力溶氣氣浮法和溶氣真空氣浮法兩種。

誘導氣浮法:也叫布氣氣浮法,利用機械剪切刀,將混合在水裡的空氣粉碎,通常採用微孔、擴散板或微孔竹向氣浮池通壓縮空氣或採用水泵吸水管吸氣、水力噴射器、心速葉輪等向水中充氣等。

電解氣浮法:在水中設置正負電極,當加上一定電流後,廢水被電解出H2,O2等微小氣泡,將吸附在水中微小的懸浮物上浮去除。

生物氣浮法:利用微生物來產生氣體,與水中的懸浮物充分接觸後,隨氣泡浮到水面,形成浮渣颳去浮渣,達到廢水處理凈化水質。

化學氣浮:利用某些化含物在廢水中會產生氣體的特點除雜,反應生成的氣體在釋放過程中形成微小氣泡,吸附在固體顆粒表面,使固體順粒向浪面浮大,從而使固液分離。

其他浮選法的產氣原理還有很多,其中非常典型的是渦凹氣浮,它使用的是渦凹曝氣機,其工作原理是利用空氣輸送管底部散氣葉輪的高速運轉動作形成一個真空區,液面上的空氣通過曝氣機輸入水中,填補真空,微氣泡隨之產生並螺旋型地上升到水面,空氣中的氧氣也隨之溶入水中。

2. 急求石油勘探和開采過程中對地下水的污染,方式,現在處理方式,處理效果。美國各大學對這方面的研究。

石油開采過程中會產生大量的污水,特別是在進入開採的末期,有一些油田污水產出量會佔到總液量的90%以上。目前油田處理污水的普遍方法是污水回注。回注有兩種,一種是開發性污水回注,一種是處理性污水回注。所謂開發性污水回注,就是將產生的污水注入開采層,補充地層能量。這樣既處理了污水,又達到補充地層能量的目的。處理性污水回注,是純粹為了處理產出的污水,將污水注入報廢的油井中。開發性污水回注一般要對污水進行凈化處理。一般的過程是沉降—加葯—脫氧——除鐵—過濾等工藝技術。經過處理後,機雜都能到達3PPm以下。在這個處理過程中,比較難度大的是機雜和含鐵,脫氧和含油一般很容易達標。當然這要根據油田污水性質而定。
油田污水對地下水的污染主要有三種。1、滲入污染。一些油田的污水回注不完。就將污水拉運到污水處理池。污水處理池如果防滲不好,或根本就不防滲,污水就會慢慢滲入地下,污染地下水。2、回注竄通污染。污水在回注過程中,目的層和其它的層位封隔不好,污水就會竄入其它層,造成對地下水的污染。3、報廢井竄通污染。石油勘探過程中,會出現「乾井」不下套管的情況,就是說打到目的層後,如果沒有油氣顯示,就不下套管。這樣會造成地下各層間互相竄通。這在我國各油田都不同程度的出現這種情況,國家目前還沒有強制性的規范。一些因套管變形點原因不能繼續開採的報廢油井,因套管損壞,也可能造成層間的竄通,污染地下水。
污水進入地下後對地下水污染的整個過程和機理就比較深了,需要做專門的研究,我想,各大學對這方面研究的不是很多。
美國在上世紀60年代就已經出台了有關鑽井和開采過程中對地下水資源的保護性法規。規定所有的「乾井」和報廢油井必須做好層間封固措施,防止污染地下水資源。
至於美國在這方面的研究,需要進入專題網站查閱。

3. 石油鑽井廢水處理

我所在的油田一般廢水是採用污水坑自然蒸發處理。有些廢水會到處理站處理。或者鑽污水回注井注入地下。

4. 什麼是油田污水

鑽井污水成分也十分復雜,主要包括鑽井液、洗井液等。鑽井污水的污染物主回要包括鑽屑、石油、粘答度控制劑(如粘土)、加重劑、粘土穩定劑、腐蝕劑、防腐劑、殺菌劑、潤滑劑、地層親和劑、消泡劑等,鑽井污水中還含有重金屬

5. 石油鑽井廢水怎麼處理

以華北油田某深井的高濃度鑽井廢水(COD高達14 460.0 mg/L)為研究對象,提出了酸化-混凝-催化氧化-吸附的組合處理工藝。重點研製了鑽井廢水催化氧化處理催化劑(鎳基催化劑),通過實驗確定了最佳工藝參數條件。著重考察了催化氧化處理的工藝條件,在pH值為4,次氯酸鈣投加量為4.4 g/L,催化劑投加量為1.6 g/L的條件下COD降至403.5 mg/L,進一步吸附處理後COD降至139.9 mg/L、色度為30倍、石油類含量為3.8 mg/L、pH為8.0和SS濃度為52 mg/L,最終出水水質達到《污水綜合排放標准》(GB 8978-1996)二級標准,處理成本為84.8元/m3. 鑽井廢水是指在石油與天然氣鑽井過程中產生的一種特殊的工業廢水,其主要來源有'廢棄和散落泥漿、岩屑和鑽井設備的沖洗、鑽井過程的酸化和固井作業產生的廢水、鑽井事故、儲油罐與機械設備的油料散落。目前,對鑽井廢水的處理一般局限於混凝、過濾和吸附等常規處理方法,處理後的水質均較難達到/污水綜合排放標的標准要求,尤其COD較難達標。 部分鑽井廢水處理達到回注標准要求後回注到地層。採用生物法處理鑽井廢水具有較好的發展前景,但不適宜用於高濃度鑽井廢水的處理。因此,以華北油田某油井鑽井廢水為研究對象,通過研究其水質污染特性,提出了酸化-混凝-氧化-吸附的組合處理工藝,並通過實驗確定了處理工藝參數條件,對高濃度鑽井廢水的達標處理具有重要的參考價值。

6. 土體石油污染源的結構分析

勝利石油管理局的陸上石油生產主要集中於東營凹陷、沾化凹陷、東鎮凹陷和惠民凹陷等幾個構造區,土壤的石油污染源主要由鑽井污染、採油污染及採油廢水污染三部分構成。

1.鑽井污染源

在鑽井過程中主要產生以下幾個方面的污染:

(1)非鑽井液污染源

指鑽井過程中和完井後以各種方式進入土壤環境的廢鑽井液,因其種類不同而污染因子有別,鑽井液處理劑種類繁多,其中有無機物、有機聚合物、油類及加重材料。每口井的鑽井廢液有200~300m3,雖都盡力回收仍有較大數量進入土壤環境,這些廢鑽井液中某些無機鹽、重金屬組分,油類和有機聚合物對土壤環境有較大影響,如有機聚合物使廢鑽井液的化學需氧量增加,一些重金屬離子為致癌物質,如Cr。許多廢鑽井液中的這些有害物質都大大超過國家規定的排放標准,因此廢鑽井液已成為石油開發過程中對環境有影響的排放量較大的廢物之一。

(2)鑽井岩屑污染源

指經過鑽頭破碎、隨鑽井返至地面的地層岩石碎屑,經振動篩與鑽井液分離後而進入大泥漿池(沉砂池)。岩屑因受泥漿浸泡,油浸等具有廢鑽井液的污染特徵外,還因岩屑岩性不同而對土壤環境有不同影響。每口井因井深不同岩屑產量為50~300m3。對土壤有影響的岩屑有碳酸鹽岩屑,主要成分為碳酸鈣和碳酸鎂。生油鹽類:油頁岩、油泥岩,含有較多的瀝青質和油母質等高分子有機物質,一旦進入土壤環境很難降解。污染調查統計外排岩屑16.69 t/a。

(3)落地原油、柴油、機油污染源

指鑽井過程中廢鑽井液、廢岩屑中含油,冬季井場鍋爐房原油、機房、成品油儲油裝置、動力系統等跑冒滴漏,及用水沖洗等落地和偶發事件引起。鑽井井噴是鑽井過程中鑽遇高壓氣油層時因地層壓力過高或泥漿處理工程措施不當引起,雖然發生率很低,但一旦發生就有造成大面積原油灑落地面的可能,而造成植物死亡和土壤污染。原油及成品油中含高分子石油烴及環芳烴組合,能在土壤中集聚並在植物根繫上生成一種粘膜阻礙根系呼吸和營養成分吸收,並能引起根系腐爛。

2.採油污染源

採油是指開采出來的油氣水混合液匯集到計量站,經油氣分離系統形成成品原油,在此過程中主要產生以下污染:

(1)落地原油污染源

指在試油、修井、洗井過程中進入土壤環境及油井噴溢管道泄漏等落地之原油,是油氣田開發建設造成土壤污染的主要污染物,主要成分為石蠟族芳烴、環烷烴和芳烴等,勝利原油含蠟小,含硫低,為低凝芳烴原油,中性常溫下,落地原油水溶性成分很小,據測定水溶性油只佔總油量的0.77%。長期野外調查過程中,發現原油外泄或散落到地面以後,在自然條件下殘留到地表的原油經過風吹日曬,往往呈現出片狀的黑色塊狀油污,不易清理。原油是高分子化合物,落地後遷移能力弱,很難下滲。對落地原油雖然各採油廠專門成立落地原油污油回收隊伍負責回收,但仍然有一部分殘留地表。

(2)含油污泥(油砂)污染源

指原油采出液帶到地面的固體顆粒,包括除砂器分離、壓力容器底部及大罐、隔油池等清底污、污水重量系統分離污泥,其產生主要與地質條件、地層水質類型,工藝條件處理工藝和處理葯劑種類有關。勝利油田已進入綜合高含水期,泵出液量顯著增大,含有污染量也隨之增大,據孤東油田統計每萬噸采出液含砂4.84噸,每萬噸原油含砂23.9噸。在稠油熱采,三次採油的區塊,污泥含量可達1%左右,並且大量使用化學處理劑,如聚合物驅油等,而使污泥成分復雜化,增大了處理難度。含油污泥的主要污染物為石油類含量水平。

(3)作業廢棄泥漿污染源

指油井在試油、大修、酸化壓裂等施工過程中使用、完工後廢棄於現場的泥漿池、儲油池中之廢液,因多為收集鑽井泥漿稍加處理使用,故成分可以與廢棄泥漿類同,但增加了含原油量,油層處理廢液等成分。

3.採油廢水污染源

採油廢水污染指石油開采過程中,采出原油含水經過一系列工業流程油水分離後,進污水站除油處理並回收污水中油。大部分處理後水輸送至注水站回注地下驅油和平衡地層壓力,但仍有一小部分外排,經油區河流水系進入萊州灣或渤海灣,因取水污灌影響農田質量或對灘塗,潮間帶土壤構成污染。

總體而言,落地原油是土壤遭受污染的主要因素,它對土壤造成的污染是長期的和大面積的。油氣田開發建設對土壤環境的污染,主要是建立在每個井、站點源污染物落地的基礎上,經過降雨侵蝕和沖刷等一系列水文過程搬運及人為因素的影響,而形成一個大的面源,累年疊加,使整個油區均受不同程度的影響。從調查結果看對土壤環境的影響受井網密度、開發年代、地形特徵和土地類型控制。對土壤環境影響而言,井網密度高,開發年代久,地形低窪則受影響嚴重。土壤類型不同,土壤背景值不同,反映出不同的土壤理化性質不同和土壤對外來污染物的降解能力。

7. 石油開發地質環境狀況及其對能源開發的影響研究

石油不僅是人類主要的能源之一,也是人類環境污染源之一。據資料統計,每年有800多萬噸石油進入世界環境,污染土壤、地下水、河流和海洋。隨著黃土高原地區石油的大量開采利用,該地區呈現採油麵積大、油井多、產量低、開發技術落後等特點。它對自然環境帶來的污染日趨嚴重,直接影響到該地區的生態與生存條件。局部地區情況已經極為嚴重,已威脅到當地的農業生產和農民的生存環境。石油類物質已成為該地區的重點污染物之一,區內土壤、河流等已不同程度的遭到石油類的污染。

一、鄂爾多斯盆地主要含油氣系統

鄂爾多斯盆地是多旋迴的疊合含油氣盆地,地跨陝、甘、寧、晉、內蒙古5省(區),面積32萬km2,顯生宙沉積巨厚。盆地基底為太古宙—古元古代變質岩系,中、新元古代為裂陷槽盆地,沉積物為淺海碎屑岩—碳酸鹽岩裂谷充填型;早古生代為克拉通盆地,沉積物為陸表海碳酸鹽岩台地型;晚古生代—中三疊世為克拉通坳陷盆地,沉積物由濱海碳酸鹽岩型過渡為陸相碎屑岩台地型;晚三疊世—白堊紀為大型內陸坳陷盆地,沉積物為陸內湖泊、河流相沉積型;新生代整體上升,盆地主體為平緩西傾的大斜坡,沉積物為三趾馬紅土和巨厚的風成黃土;周緣有斷陷盆地發生和發展。盆地內已勘探開發的4套含油氣系統均屬地層-岩性油氣藏。

1.上三疊統延長組岩油藏含油系統

最早勘探開發的延長組含油系統烴源岩以延長組深湖相及淺湖相黑色泥岩、頁岩和油頁岩為主,生烴中心分布在盆地南部馬家灘—定邊—華池—直羅—彬縣范圍,油源岩最厚達300~400m,有利生油區面積達6萬km2(圖3-3),儲集岩圍繞生油凹陷分布,北翼緩坡帶有定邊、吳旗、志丹、安塞和延安等5個大型三角洲及三角洲前緣砂體,南翼較陡坡帶則發育環縣和西峰等堆積速率較快的河流相砂體及水下沉積砂體。儲滲條件靠裂縫及濁沸石次生孔隙改善,圈閉靠壓實構造,遮擋靠岩性在上傾方向的側變。

2.下侏羅統延安組砂岩油藏含油系統

延安組砂岩油藏以淡水—微鹹水湖相沉積的上三疊統延長組烴源岩為主要油源岩,屬混合型乾酪根;以沼澤相煤系沉積的侏羅系延安組為輔助烴源岩,屬腐殖型乾酪根,陝北南部的衣食村煤系更以含油率高為特徵。三疊紀末期,印支運動使鄂爾多斯盆地整體抬升。在三疊系頂部形成侵蝕地貌,以古河道形式切割延長組。規模最大的甘陝古河由西南向東北匯聚慶西古河、寧陝古河和直羅古河,開口向南延伸(圖3-4)。印支期侵蝕面的占河道切割了延長組,成為油氣下溢通道,溢出侵蝕面的油氣首先向古河床內的富縣組和延安組底砂岩運移和聚集,也向延安組上部各砂岩體及古河床兩側的邊灘砂體中運移、聚集,以壓實構造和大量岩性圈閉為其主要圈閉形式。

圖3-3 鄂爾多斯盆地晚三疊世延長組沉積期沉積相圖

3.奧陶系馬家溝組碳酸鹽岩含氣系統

鄂爾多斯盆地奧陶系陸表海淺海碳酸鹽岩的烴源岩主要為微晶及泥晶灰岩、泥質灰岩、泥質雲岩及膏雲岩,厚達600~700m。生烴中心:東部在榆林—延安一帶,西部在環縣—慶陽一帶,產生腐泥型裂解氣。加里東運動使鄂爾多斯盆地整體抬升,經受130Ma的風化剝蝕,導致奧陶系頂面形成準平原化的古岩溶地貌,盆地中部靖邊一帶分布有南北走向的寬闊潛台,周緣有潛溝和窪地,在上覆石炭系煤系鐵鋁土岩的封蓋和東側奧陶系鹽膏層的側向遮擋雙重作用下,古潛台成為天然氣運移聚集的大面積隱蔽圈閉(圖3-5)。

4.石炭-二疊系煤系含氣系統

鄂爾多斯盆地石炭系為河湖相和潮坪相沉積,二疊系為海陸過渡相和內陸河湖相沉積,以碎屑岩為主,僅石炭系有少量碳酸鹽岩。烴源岩主要為石炭系太原組和下二疊統山西組的煤系,顯微組成為鏡質體與絲質體,乾酪根屬腐殖型,煤層氣的組分以甲烷為主。北部東勝、榆林地區煤層厚20m,暗色泥岩厚50~90m,范圍約7萬km2;南部富縣、環縣地區煤層厚5~10m,暗色泥岩厚10~100m,范圍約6萬km2。儲集體以砂岩為主,主要物源區在北部大青山、鳥拉山一帶,各層砂體疊置,蔚為壯觀。山西組沉積中心位於盆地南部洛川—慶陽一帶,以盆地北部砂體最發育,共有6條大砂體向盆地內延伸,各條大砂體內部受古河網控制,呈現復雜的條帶狀。儲滲條件靠裂縫及後生成岩作用改善,圈閉靠壓實構造及上傾方向的岩性遮擋。

圖3-4 鄂爾多斯盆地早侏羅世甘陝古河示意圖

二、石油開發引起的主要地質環境問題

(一)石油類污染物的產生

在石油的勘探開發過程中,從地質勘探到鑽井及石油運輸的各個環節中,由於工作內容多,工序差別大,施工情況復雜,管理水平不一,以及設備配置和環境狀況的差異,使得污染源的情況比較復雜。石油開採的每一個環節都可能產生石油類污染物(圖3-6)。

石油開采不同作業期所產生的石油類污染物具體描述如下:

1.鑽井期

在油田進行鑽井作業時,會產生含有石油類污染物的鑽井廢水及含油泥漿。這是鑽井過程中,由沖洗地面和設備的油污、起下鑽作業時泥漿流失、泥漿循環系統滲漏而產生。廢水含抽濃度在50~1200mg/L之間,水量從幾噸至數十噸不等。另外,有些情況下,在達到高含油層前,要經過一定數量的低含油地層,從而引起油隨鑽井泥漿一起帶至地面。同時,一經到達高含油層,地壓較高時少量高濃度油可能噴出。

圖3-5 鄂爾多斯盆地奧陶系頂面古地貌圖(據范正平等,2000)

圖3-6 石油開采過程中石油類污染物的來源及污染途徑示意圖

2.採油期

採油期(包括正常作業和洗井),排污包括採油廢水和洗井廢水。在地下含油地層中,石油和水是同時存在的,在採油過程中,油水同時被抽到地面,這些油水混合物被送進原油集輸系統的選油站進行脫水,脫鹽處理。被脫出來的廢水即採油廢水,又稱「采出水」。由於採油廢水是隨原抽一起從油層中開采出來,經原油脫水處理而產生,因此,這部分廢水不僅含有在高溫高壓的油層中溶進了地層中的多種鹽類和氣體,還含有一些其他雜質。更為主要的是,由於選油站脫水效果的影響,這部分廢水中攜帶有原油———石油類污染物;另外,在研究流域范圍內,也存在採用重力分離等簡單的脫水方法,並多見於單井脫水的油井。一般地,油井採油廢水含抽濃度在數千mg/L,單井排放量平均為數十m3/d。洗井廢水是對注水井周期性沖洗產生的污水或由於油井在開采一段時間後,由於設備損壞、油層堵塞、管道腐蝕等原因需要進一步大修或洗井作業而產生的含油廢水。

3.原油貯運過程的滲漏

原油在貯存、裝運過程中由於滲漏而產生落地原油,以及原油在管道集中輸運過程的一些中間環節均有可能造成一定數量的原油泄漏或產生含油廢水。

4.事故污染

事故污染包括自然因素和人為因素兩種情況:自然事故包括井噴,設備故障和採用車輛運輸時山體滑坡引發的交通事故而造成原油泄漏。延安地區地表黃土結構鬆散、水力沖刷劇烈,由於山體滑坡而導致的污染事故更為頻繁。人為事故指各種人為因素造成採油設備、輸油管線被破壞及原油車輛運輸時,人為交通事故引起的翻車等污染事故。事故污染具有產污量大、危害嚴重,難以預測的特點。

(二)石油開采過程中對水土環境的影響

在石油的各個環節都可以產生污染,污染對象以土壤為主,其次為地表水體,地下水的污染以間接污染為主,在鄂爾多斯盆地沒有明顯指標顯示石油泄漏或滲透污染了地下水,即地下水中沒有檢測出有石油類污染物。但在石油開發過程中,地下水的水質發生了明顯變化,礦化度明顯增加,其他指標也發生了很大變化。

1.對土壤的影響

(1)落地原油對土壤環境的影響

大量的泄漏原油進入土壤中後,會影響土壤中微生物的生存,造成土壤鹽鹼化,破壞土壤結構,增加石油類污染物含量。原油泄漏後,原油在非滲透性基岩及黏重土壤中污染(擴展)面積較大,而疏鬆土質中影響擴展范圍較小。特別強調的是,黏重土壤多為耕作土,原油覆於地表會使土壤透氣性下降,土壤肥力降低。在最初發生泄漏事故時,原油在土壤中下滲至一定深度,隨泄漏歷時的延長,下滲深度增加不大,根據在隴東油田和陝北油田等實地調查表明,落地原油一般在土壤內部50cm以上深度內積聚,因此,原油泄漏後主要污染土壤的耕作層。

(2)石油類污染物在土壤中的垂直滲透規律

鄂爾多斯盆地氣候乾燥,降雨量少,地表多為戈壁砂礫覆蓋,土壤發育不良,含沙量高,因此,在該盆地進行油田開發,其產生的石油類污染物更容易沿土壤包氣帶下滲遷移,危害生態環境。其遷移速度決定於土壤對污染物的吸附能力。一般原油比重小於1,長期在土壤中既不是靜止不動,又不類似於可溶性物質上下迅速遷移。為了弄清油類物質在土壤中的遷移狀況,採用野外取樣分析的方法,對石油類污染物在油田區土壤中的遷移規律進行了研究。

分別對隴東西峰油田和慶城油田的井場附近土壤剖面中石油類物質的含量進行了測定,測定結果見表3-5至表3-7。

表3-5 慶城油田石油類污染物在土層中的縱向分布情況

表3-6 西峰油田石油類污染物在土層中的縱向分布情況

表3-7 陝北安塞杏2井放噴池附近石油類在土層中的縱向分布情況

由表3-5至表3-7可知,由於土壤的吸附等作用,石油類污染物隨土層縱向剖面距離的增大,其含量逐漸降低,尤其是50cm以內污染物降低得很快。石油類污染物主要積聚在土壤表層80cm以內,而且一般很難下滲到2m以下。長慶油田所在區域多為風沙土和灰棕漠土壤,顆粒較粗,結構較鬆散,孔隙率比較高,垂直滲透系數較一般土壤大。但由於西北各油田所在地氣候乾旱,降雨量少,土壤中含水率很低,使污染物的遷移滲透作用大大減弱,又很少有大量降水的淋濾作用,因此油田開發過程中產生的這些落地原油只積聚在土壤表層,滲透程度較淺,對深層土壤影響較小。

2.對地表水體的影響

鄂爾多斯油田地跨陝、甘、寧3省(區),境內主要水系有3個,即甘肅隴東馬蓮河水系、陝西延安延河水系、陝西靖邊無定河水系。石油開發過程中這三大水系都不同程度地受到了污染。

隴東石油開發區地表水最主要的污染物是COD和氯化物,其中COD污染最嚴重,14個樣品中全部超標,環江超標尤其嚴重;氯化物污染指數除葫蘆河、固城川及蒲河各樣點中的未超標之外,其餘均超標,也以環江為最。pH值均未超標;石油類除環江韓家灣斷面嚴重超標外,其餘樣品的石油類介於0.04~0.3mg/L;揮發酚除柔遠河華池悅樂斷面超標1倍之外,其餘未超標;環江洪德橋由於地質原因,TDS含量非常高,這部分苦水下泄影響了下游水質,但隨著下游水量增加,礦化度逐漸降低。

總體來看,在隴東地區環江和馬蓮河幹流的污染最為嚴重的,其次是柔遠河,蒲河污染最輕。環江與馬蓮河幹流已不能滿足Ⅲ類水體功能使用要求,柔遠河和蒲河已不能滿足Ⅱ類水體功能使用要求。

根據吳旗縣水文站從1987年至1992年的水文資料(表3-8),可以看出在石油資源大規模開發前北洛河上遊河水中的硫酸鹽,氯離子、六價鉻含量年均值已超過國家標准Ⅲ類標准,尤其是氯化物含量和硫酸鹽含量超過標准2~3倍,礦化度均大於1000,大部分為高TDS水,而且總硬度在500~600mg/L之間,超標嚴重。

表3-8 吳旗縣水文站水質監測數值統計單位:mg·L-1

洛河上游地區水質礦化度及各種鹽類含量超標與洛河上游地下水補給區的白堊系、第三系(古、新近系)地層含鹽有關,地下水本身礦化度或含鹽量高。吳起地區的白於山南緣存在吳起古湖,乾枯後形成含鹽地層,在地下水補給時將大量鹽分輸入洛河。吳起西北方向定邊地區存在大量鹽池及含鹽地層,鹽分進入地下水向東南方向補給也不容忽視。90年代以來,石油資源大規模開發之後,TDS、六價鉻、氨氮、氯化物、高錳酸鹽指數、硫酸鹽、總硬度等均呈明顯的上升趨勢,說明目前的洛河上游「高鹽、高礦化度(TDS)、高硬度」是在本地較高的基礎上進一步水質污染造成的。

陝北地區,石油開發區地表水體中六價鉻均超標,其他重金屬均未超標,揮發酚大部分都不超標,只有兩個樣品超標,超標分別為1.8,0.6倍,相對而言,化學需氧量和氨氮超標率大一點。氯化物超標最嚴重,超標率達到了63%,其次為硫酸鹽,硫酸鹽有一半多斷面超標,接下來是硝酸鹽和總磷,氟化物全部不超標。

表3-9是2006年、2007年長慶油田公司安塞油田開發區地面水中有害物監測結果。其中對環境污染最嚴重是石油類,最大超標32倍,硫化物最大超標120倍,揮發酚最大超標4.2倍,COD最大超標1.71倍,BOD5最大超標5.23倍。其中超標嚴重地點主要在王窯水庫、杏子河馮莊上游。從表3-9可以看出,2007年8月監測數據超標情況比2006年4月監測數據值高。

表3-9 長慶油田公司安塞油田區地面水中有害物監測結果表單位:mg·L-1

3.對地下水的影響

鄂爾多斯盆地地下水埋藏較深,結合上述土壤和地表水體污染特徵來看,落地原油和石油廢水對地下水沒有影響,石油開發對地下水的影響主要是注水井對地下水的影響,這主要在石油開發過程中,大量掠去地下水,改變了地下水環境。

(1)地下水污染狀況

在隴東油區,各主要油田區塊的地下水由於採油活動使得地下水中的指標超標嚴重(表3-10)。馬嶺油田地下水中氨氮超標最為嚴重,監測結果全部超標,六價鉻6個監測點位中有5個超標或接近標准值;氯化物也有超標現象。華池油田地下水有1個監測點位的大腸菌群指標嚴重超標;各點COD均超標或接近標准值。樊家川油田地下水中氨氮、六價鉻、氯化物、細菌總數、大腸菌群全部超標,其中,大腸菌群污染最為嚴重;另外,氟化物也有超標現象。總體上講,屬較差水質,不適合人類飲用。這些污染與石油開發有很大關系,但是也存在其他的污染因素。

表3-10 隴東油區地下水水質指標表單位:mg·L-1

總體來說,隴東油田地下水的主要污染物是COD,56.25%超過國家Ⅲ類標准,其次是氯化物,31.43mg/L;pH值未超過國家Ⅲ類標准;石油類全部未檢出;礦化度變化范圍為452.67~15736.00mg/L。

陝北地區石油類、六價鉻、氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽部分超標,其餘的測試項目均未超標;個別地區石油類超標十倍多,部分井水和泉水六價鉻超標,不是很嚴重;部分樣品氯化物超標較嚴重,最高超標500倍。硝酸鹽有1個井水樣超標。泉水的pH值較大,井水次之,油層水最小(表3-11)。

表3-11 陝北地區地層水與河水TDS、硬度、氯離子含量對比表

續表

將各地的地下水與其地表水的礦化度、硬度、氯離子進行對比分析,以揭示地下水的地表水的相互關系。表中選取的河水水樣是根據地層水的樣點位置選取的,在地層水的附近。選取井水、泉水與相應的河流水進行對比,可以看出井水的TDS、硬度、氯離子的含量都比河水低,從其他指標看來地下水的水質也優於同一地區的地表水,這與在調查中發現的當地居民基本飲用地下水的情況相一致。

陝西靖邊安塞油田位於大理河上游,從1990年到2006年,靖邊青陽岔215km2的范圍內先後打成近千口油井,致使這里的淺層地下水滲漏,深層高鹽水上溢,地下水資源衰竭,加之民采混亂,蜂窩式的濫采,使油層、水層相互滲透污染,80%的水井乾枯,部分能出水的水井水質苦澀,不能飲用。

(2)注水井對地下水的影響分析

以隴東地區為例,目前,隴東油田共有7座采出水處理廠,采出水經處理後回注地層,主要工藝流程為:沉降罐脫出水—除油罐除油—過濾—絮凝—殺菌—回注。

污水回注層位是直羅組(深度約1000m以下)。地層中夾有多層較厚的泥質粉砂岩與泥岩等弱透水層或不透水層,貫通上下岩層的導水構造極不發育,回注水不大可能突破不透水層向上部地層運移和滲透,更不可能進入潛水層與地表水。同時,直羅組砂岩層孔隙度大(19%~22%),納水容量大,以注水井為基點,影響半徑500m范圍內,僅按射孔段砂岩平均厚度30m(直羅組砂岩層厚達200~340m)計算,孔隙體積約為500萬m3時。可見,選擇直羅組作為回注層是合理可行的,在壓力驅使下采出水回注直羅組地層後,不大可能突破多層隔水層而污染地下水。

采出水在回注前必須處理達到《地下水質量標准》(GB/T14848—1993)Ⅲ類標准值,這樣與深層承壓水水質無明顯差異,某些組分還低於地下承壓水水質,故不可能對深部承壓水產生不良影響。此外注水的水體是隨原油的開采來自深層地層,經過原油脫水處理後,它的體積遠遠小於開采時含水原油體積,再返注於作業區深部地層,有利於原油采空區的填充,不大可能因此引起水文地質與工程地質條件的改變。

但是,采出水處理後一般含有較高的礦化度與硬度,並含有一定的DO,H2S,CO2,硫酸鹽還原菌和腐生菌。因此在回注過程中易產生沉澱而堵塞污水處理系統及地層孔隙,導致注水不暢,嚴重時易造成采出水迴流污染地表水及地下潛水。DO,H2S,CO2和厭氧菌還可能造成污水處理系統及管線的腐蝕穿孔,也有可能使采出水向非注水層滲漏,引起地下水污染。

通過野外調查,鄂爾多斯盆地在石油開采過程中,用處理後的污水作為回注水的量實際上很少,大部分回注水還是採油部門通過購買當地的淡水資源(TDS含量小於1.5mg/L)進行回注,該盆地需要回注水的量很大,這樣大量的佔用了當地極為寶貴的淡水資源。

4.對植被影響

石油勘探開發是對地層油藏不斷認識發展的過程,不僅擴大了人類活動的范圍,更使原先無人到達或難以進入的地區變的可達和易進入,尤其是生態環境脆弱地區,對於黃土丘陵溝壑區、戈壁風沙區來說,灌木、蒿草在維持該地區生態系統平衡方面具有很重要的作用,地表剝離引起的植被破壞,短時間內很難恢復。從用地構成看,井場、站(所)對植被是點狀影響,道路、集輸管道是線狀影響,線狀影響遠大於點狀影響;從用地方式看,臨時用地植被可採取人工和自然恢復,永久性用地則完全被人工生態系統代替,雖然經人工植樹種草,植被覆蓋率上升,但可能造成遺傳均化,生態系統功能減弱。

石油生產過程產生的污染物對生長在土壤上植被資源也同樣產生影響,污染物超過植物耐污臨界點和適應性,將導致局部脆弱生態系統的惡化。對於荒漠戈壁沙灘植被來講,自然更新很慢,及不易恢復。一般來說,採油、試油等過程中產生的落地原油在地表1m以內積聚,在1m以下土壤中含油量很少,一般不會污染地表水層,對區域地下水基本不產生影響。油田產生的廢水、含醇廢水經專門收集處理達標後,除部分生活污水用於綠化外,其餘全部回注奧陶系,不外排。

同樣,由於石油輸送是密閉式地下管道輸送,也不會對植被造成影響。當原油泄漏時,在管道壓力的作用下,原油噴發而出,加上自然風力影響,原油噴濺在周圍植物體表上,直接造成植物污染,情況嚴重的造成植物枯竭,死亡。輸油壓力越大,噴濺范圍越廣,污染越嚴重。

三、地質環境問題對石油開發的影響

石油開采破壞生產環境、增加了生產成本、引發所在生產地居民和生產單位的矛盾。油田道路與管線的修建,對山區方向來的洪水有一定的阻擋作用,水通過自然沖溝自流而下,而道路和管線則起到一定的阻擋和匯集作用,改變洪水流向,形成局部地段較大的洪水,會產生新的水蝕。而經污染的高礦化度的水必定會加速這種水蝕,縮短了石油管線等的使用壽命。

基於石油生產及運輸(管道)的特點,不會像煤炭開采一樣造成比較大的較明顯的地質問題(塌陷、滑坡、泥石流、荒漠化),不會形成嚴重的事故(如坍塌)而造成的人員及財產損失。它對地質環境的危害相對緩和(與煤炭資源開采相比)。然而其對水體、土壤、氣體、作物的影響,必定會危害原本和諧的生態環境,引起當地居民的強烈不滿。在沒有給當地政府和居民帶來良好經濟效益的時候,石油的開采及煉化過程必定會步履維艱,如建設征地、勞動力僱傭等。而這些會直接減緩甚或停止生產的順利進行,從而加大了生產成本;另外,石油開采和生產引起當地土地和水資源的損失,嚴重影響了當地居民的生存狀態,反過來,當地群眾為了奪回屬於自己的土地和水資源,阻礙石油部門的開采活動。

8. 鑽井過程中有哪些污染物這些污染物是如何產生的,如何有效防治 化工概括論文

鑽井廢棄物是鑽井污水、鑽井液(鑽井泥漿)、鑽井岩屑和污油的混合物,是一種相當穩定的膠態懸浮體系,含有粘土、加重材料、各種化學處理劑、污水、污油及鑽屑等,危害環境的主要化學成分有烴類、鹽類、各類聚合物、重金屬離子、重晶石中的雜物和瀝青等改性物,這些污染物具有高色度、高石油類、高COD、高懸浮物、高礦化度等特性,是石油勘探開發過程中產生的主要污染源之一。油氣田每鑽完一口井,都要在原地丟下一個廢棄的泥漿池。一個油氣田有成千上萬口井,就有成千上萬個廢棄泥漿池,每個泥漿池中的鑽井廢棄物少則有幾百方,多則有幾千方。這些廢棄物具有的可溶性的無機鹽類污染、重金屬污染、有機烴(油類物質)污染,若在井場堆放或掩埋,一旦被雨水浸泡、河流沖刷,就會對周圍的土壤、水源、農田和空氣造成嚴重的環境風險。
防治措施:
做好區域地質及水文地質調查工作,要對擬鑽探區域的地質構造和可能發生的地質災害有較好的預判。
要合理的進行工程設計,採用先進的鑽探工藝及有針對性的鑽探方式。如對擬避讓的地質災害高發區或者是敏感保護區採用定向井或者是叢式井鑽探,先探後采。
加強井口封閉及井壁維護,確保不發生井噴或者井壁坍塌(防止含油回注水竄入地下水含水層,污染地下水),對井壁破裂及時進行封堵。
使用優質高效的鑽井工藝泥漿(環境友好型),防止井下漏油,防止鑽井管和設備腐蝕。
重要的可能發生泄露事故的儲罐、裝置周邊要設置圍堰,基礎層進行防滲處理。
鑽井區域設置污染物處理設施,設置沉澱池、調節池、事故應急池,對鑽井岩屑、鑽井廢水、鑽井廢棄泥漿分開處理,能綜合利用的盡可能利用或者回注,不能利用的進行固化後衛生填埋,覆土後恢復生態。

9. 廢水中油類污染物的來源有哪些

石油開采、煉制、復儲存、運輸或制使用石油製品的過程中均會產生含有石油類污染物的廢水肉類加工、牛奶加工、洗衣房、汽車修理等過程排放的廢水中都含有油或油脂.一般的生活污水中油脂占總有機質的10%左右每人每天產生的油脂約15g左右.含油廢水的含油量及其特徵隨工業種類的不同而有很大差異同一種工業也會因為生產工藝流程、設備和操作條件的不同而相差很大.廢水中所含的油類除了重焦油的相對密度可達1.1以上外其餘都小於1污水處理含油廢水的重點就是去除其中相對密度小於1的油類.高濃度有機廢水就產生的污水量和對水體環境產生的污染程度來看油類污染物主要是石油類物質.

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