為了加快西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略，加快中西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為此，國(guó)家已確定將開(kāi)發(fā)利用天然氣作為國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。近年來(lái)，鉆井工程的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)已日益受到重視，尤其是高含硫氣井的鉆進(jìn)，其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和安全更是首要問(wèn)題。大型油氣開(kāi)采企業(yè)的安全生產(chǎn)與公共安全密切相關(guān)，因此，進(jìn)行安全評(píng)估及完整的應(yīng)急預(yù)案對(duì)于保障環(huán)境安全與周邊居民的公共安全具有特殊的重大意義。

　　1 天然氣鉆井工程的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

　　1.1 鉆井工程主要的排污環(huán)節(jié)

　　正常生產(chǎn)時(shí)，鉆井作業(yè)的主要污染有：

　　1）廢氣 鉆井階段鉆進(jìn)機(jī)具產(chǎn)生的柴油機(jī)廢氣，主要污染物是NOx，CO，CnHm；放噴階段的廢氣，主要污染物有SO₂和H₂S。鉆至目的的層位后，為了掌握地層天然氣的產(chǎn)量需要進(jìn)行天然氣測(cè)試，測(cè)試時(shí)放出的天然氣需要點(diǎn)火燃燒，在此過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生燃燒廢氣和高壓氣流噪聲，燃燒廢氣中主要是SO₂。測(cè)試放噴氣量取決于所鉆井的產(chǎn)氣量和測(cè)試時(shí)的釋放量，一般產(chǎn)氣量大放噴量亦大，測(cè)試放噴時(shí)間一般為5～8h。

　　2）廢水 鉆井廢水主要產(chǎn)生于鉆井中沖洗鉆井平臺(tái)、鉆具等。鉆井廢水的水質(zhì)很差，主要污染物是COD，SS，石油類(lèi)。COD高達(dá)4000～18000mg/L。每進(jìn)尺的產(chǎn)量約為1.5～2.0m³。

　　3）固體廢棄物 鉆井時(shí)通過(guò)鉆機(jī)、轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)鉆頭、切削巖層，同時(shí)，由泥漿經(jīng)鉆桿向井內(nèi)注入泥漿，沖刷井底，并將切削下的巖屑不斷帶至地面。固體廢棄物主要是剩余泥漿和鉆井巖屑。

　　4）噪聲 鉆井機(jī)具通常為大功率設(shè)備，如泥漿泵、柴油機(jī)等，噪聲在100dB以上。

　　1.2鉆井中的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素

　　1）事故放噴 當(dāng)需要檢修或出現(xiàn)事故時(shí)，需要放噴天然氣，事故放噴量一般大于測(cè)試放噴量，且時(shí)間一般為1～2d。放噴時(shí)的天然氣燃燒，產(chǎn)生大量的SO₂，該濃度值超過(guò)了農(nóng)作物保護(hù)限值，可能造成局部農(nóng)作物急性傷害。

　　2）發(fā)生井噴失控事故 井噴失控后，可能出現(xiàn)兩種情況：釋放的含硫天然氣立即被點(diǎn)火燃燒排放，對(duì)環(huán)境空氣的影響主要是SO₂；釋放的含硫天然氣未能立即點(diǎn)火，大量H₂S釋放到空氣中。若為高含硫化氫氣田，將造成嚴(yán)重的人員中毒傷亡和嚴(yán)重的污染后果。

　　3）廢水池泄漏、垮塌 鉆井廢水COD，SS，石油類(lèi)含量非常高，若廢水池滲漏或垮塌，廢水進(jìn)入了土壤、農(nóng)田和地表水，將嚴(yán)重污染土壤，影響農(nóng)作物收成。

　　4）固體廢棄物污染 鉆井巖屑來(lái)自地下幾千米，成分不清，若含有放射性物質(zhì)，對(duì)周邊的人群將帶來(lái)危害和威脅。

　　5）熱輻射 放噴時(shí)天然氣大量燃燒，引起周?chē)鷾囟燃眲∩?，放噴時(shí)的噪聲和熱輻射會(huì)對(duì)井場(chǎng)周?chē)娜撕蛣?dòng)物帶來(lái)影響，嚴(yán)重時(shí)熱輻射可能引起植物被燃燒和森林火災(zāi)。

　　2 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)影響分析

　　2.1 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)

　　天然氣鉆井工程帶來(lái)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)影響程度大、范圍廣，主要是由天然氣放噴和井噴失控所造成的危害。以重慶開(kāi)縣氣田為例，主要分析井噴失控環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)影響。開(kāi)縣氣井基本上屬高產(chǎn)氣井，產(chǎn)氣量（100～500）×104m³/d，H₂S含量120～130g/m³?？紤]兩種風(fēng)險(xiǎn)情況：①釋放的天然氣立即點(diǎn)火燃燒排放；②釋放的天然氣未立即點(diǎn)火燃燒排放。

　　以開(kāi)縣典型氣井的釋放量300×104m³/d計(jì)算，預(yù)測(cè)條件為：H₂S含量125g/m³影響濃度大，范圍廣。大氣越穩(wěn)定，污染物達(dá)標(biāo)距離越遠(yuǎn)。

　　表1 SO₂放噴時(shí)最大落地濃度和出現(xiàn)的距離

 

穩(wěn)定度	A	D	E
最大落地濃度（mg/m3）	13.8	5.3	2.6
最大落地濃度出現(xiàn)的距離/m	287	635	1416

 

　　表2 放噴時(shí)下風(fēng)向影響值預(yù)測(cè)

 

下風(fēng)向距離/m	穩(wěn)定度A		穩(wěn)定度D		穩(wěn)定度E
	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 放噴時(shí)靜風(fēng)影響值預(yù)測(cè)

 

距井口距離/m	穩(wěn)定度A		穩(wěn)定度D		穩(wěn)定度E
	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

 

　　風(fēng)險(xiǎn)情況2的預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4。可以看出，天然氣釋放量為500×104m³/d情況下，H2S最大落地濃度為665.2mg/m³，超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)的66520倍，其污染非常嚴(yán)重，將帶來(lái)人員與禽畜的嚴(yán)重傷亡。

　　表4 未點(diǎn)火情況下H2S最大落地濃度及距離

 

大氣穩(wěn)定度		放噴氣量（104m3/d）
		100	200	300	400	500
不穩(wěn)定	最大落地濃度（mg/m3）	133.0	266.1	399.1	532.2	665.2
	距離/m	287	287	287	287	287
中性	最大落地濃度（mg/m3）	120.9	241.9	362.8	453.7	604.7
	距離/m	635	635	635	635	635
穩(wěn)定	最大落地濃度（mg/m3）