天然气钻井作业环境风险分析

天然气钻井作业环境风险分析天然气钻井作业环境风险分析 为了加快西部大开发战略 加快中西部地区经济的发展 为此 国家已确定将开发利用天然气作为国家重点基础设施建 设 近年来 钻井工程的环境风险已日益受到重视 尤其是高 含硫气井的钻进 其环境风险和安全更是首要问题 大型油气 开采企业的安全生产与公共安全密切相关 因此 进行安全评 估及完整的应急预案对于保障环境安全与周边居民的公共安全 具有特殊的重大意义 1 天然气钻井工程的环境风险识别 1 1 钻井工程主要的排污环节 正常生产时 钻井作业的主要污染有 1 废气 钻井阶段钻进机具产生的柴油机废气 主要污染 物是 nox co cnhm 放喷阶段的废气 主要污染物有 so2 和 h2s 钻至目的的层位后 为了掌握地层天然气的产量需要进 行天然气测试 测试时放出的天然气需要点火燃烧 在此过程 中会产生燃烧废气和高压气流噪声 燃烧废气中主要是 so2 测试放喷气量取决于所钻井的产气量和测试时的释放量 一般 产气量大放喷量亦大 测试放喷时间一般为 5 8h 2 废水 钻井废水主要产生于钻井中冲洗钻井平台 钻具 等 钻井废水的水质很差 主要污染物是 cod ss 石油类 cod 高达 4000 18000mg l 每进尺的产量约为 1 5 2 0m3 3 固体废弃物 钻井时通过钻机 转盘带动钻杆旋转钻头 切削岩层 同时 由泥浆经钻杆向井内注入泥浆 冲刷井底 并将切削下的岩屑不断带至地面 固体废弃物主要是剩余泥浆 和钻井岩屑 4 噪声 钻井机具通常为大功率设备 如泥浆泵 柴油机 等 噪声在 100db 以上 1 2 钻井中的环境风险因素 1 事故放喷 当需要检修或出现事故时 需要放喷天然气 事故放喷量一般大于测试放喷量 且时间一般为 1 2d 放喷 时的天然气燃烧 产生大量的 so2 该浓度值超过了农作物保 护限值 可能造成局部农作物急性伤害 2 发生井喷失控事故 井喷失控后 可能出现两种情况 释放的含硫天然气立即被点火燃烧排放 对环境空气的影响主 要是 so2 释放的含硫天然气未能立即点火 大量 h2s 释放到空 气中 若为高含硫化氢气田 将造成严重的人员中毒伤亡和严 重的污染后果 3 废水池泄漏 垮塌 钻井废水 cod ss 石油类含量非 常高 若废水池渗漏或垮塌 废水进入了土壤 农田和地表水 将严重污染土壤 影响农作物收成 4 固体废弃物污染 钻井岩屑来自地下几千米 成分不清 若含有放射性物质 对周边的人群将带来危害和威胁 5 热辐射 放喷时天然气大量燃烧 引起周围温度急剧升 高 放喷时的噪声和热辐射会对井场周围的人和动物带来影响 严重时热辐射可能引起植物被燃烧和森林火灾 2 环境风险影响分析 2 1 环境风险预测 天然气钻井工程带来的环境风险影响程度大 范围广 主 要是由天然气放喷和井喷失控所造成的危害 以重庆开县气田 为例 主要分析井喷失控环境风险影响 开县气井基本上属高 产气井 产气量 100 500 104m3 d h2s 含量 120 130g m3 考虑两种风险情况 释放的天然气立即点火 燃烧排放 释放的天然气未立即点火燃烧排放 以开县典型气井的释放量 300104m3 d 计算 预测条件为 h2s 含量 125g m3影响浓度大 范围广 大气越稳定 污染物达 标距离越远 表 1 so2放喷时最大落地浓度和出现的距离 稳定度 a d e 最大落地浓度 mg m3 13 8 5 3 2 6 最大落地浓度出 现的距离 m 287 635 1416 表 2 放喷时下风向影响值预测 稳定度 a 稳定度 d 稳定度 e 下 风向距 离 m so2 h2s so2 h2s so2 h2s 200 6 56 0 015 0 00 0 00 0 00 0 000 500 4 44 0 010 1 18 0 02 0 01 0 001 550 2 16 4 42 0 01 0 05 0 010 1200 0 50 2 13 2 00 2600 0 50 1 49 3500 0 50 表 3 放喷时静风影响值预测 稳定度 a 稳定度 d 稳定度 e 距 井口距 离 m so2 h2s so2 h2s so2 h2s 200 10 35 0 010 6 59 0 013 2 64 0 013 500 4 30 2 22 0 010 1 51 0 012 700 1 40 1 97 0 85 0 010 2100 0 50 0 65 0 69 3300 0 50 0 57 4500 0 50 风险情况 2 的预测结果见表 4 可以看出 天然气释放量 为 500104m3 d 情况下 h2s 最大落地浓度为 665 2mg m3 超 过了标准的 66520 倍 其污染非常严重 将带来人员与禽畜的 严重伤亡 表 4 未点火情况下 h2s 最大落地浓度及距离 放喷气量 104m3 d 大气稳定度 100 200 300 400 500 最大落地 浓度 mg m3 133 0 266 1 399 1 532 2 665 2 不 稳 定 距离 m