煤层气钻井施工中遇到环境问题与防治方法

科学技术创新2019.32
煤层气钻井施工中遇到环境问题与防治方法
杨欣欣
（黑龙江省煤田地质测试研究中心，
黑龙江哈尔滨150046）近年随着国际和国内能源消费结构和供给格局的不断发生改变，各国对煤层气和页岩气等新能源的消费需求呈不断上升趋势。

我国对煤层气等非常规能源的勘探开发也越来越重视，煤层气作为石油和煤炭等常规能源的补充资源，
勘查工作在各个含煤地区不断展开，煤层气钻井施工中的环境问题也陆续展现出来。

煤层气钻井施工中经常遇到的污染主要有固体废物、液体废物、气体污染和其他类污染。

固体废物主要是指在钻井施工过程中使用的废弃钻具、废弃用料、岩（心）屑和生活垃圾等；液体废物主要是指在钻井施工过程中使用的泥浆、
冲洗液等造成施工场地周边的土壤、水体以及地下水的污染；气体污染主要指钻井过程中各种机械动力设备产生的废气，
包括动力设备燃料燃烧产生硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物和烟尘等污染物；其他类污染主要是指机械噪声和气流噪声等噪声类污染。

虽然在施工过程中已经尽量避免，但是这些污染仍然是必然存在的，必须进行综合治理。

1施工准备阶段污染预防
在钻井施工过程中，泥浆池、废水池是造成污染的主要来源之一。

在实际施工使用过程中，
应严格按规程和技术规格2m ×2m ×2m 或5m ×5m ×2m 采用水泥密封内壁，也可采用混凝土浇筑全密封，减小对周边土壤、水体的污染。

在施工过程中使用的编织袋、塑料制品等白色污染物应集中处理。

生活区污染应尽量避免或减少。

施工钻机井位一般选择布置在距离居民居住
地区较远或周边无人生活区域，
交通一般离主干公路较远，生活相对不便。

钻机、地质和采样等技术人员的生活主要是就近搭建临时帐篷或吊装集装箱房。

提高全体技术人员的环保意识，从每个人的内心深处时刻提醒自己，让每一个人思想上和行动上一起动起来。

在钻井施工区和生活区需要制定规范且严格的工作区管理制度和生活区管理制度，
在严格规范的执行基础上，达到从产生的固体废物垃圾源头减少污染物来源，并做到专人负责和管理，及时回收并进行分类处理；对钻井施工作业中产生的木箱、纸箱、废弃部件等可以回收再利用的及时回收，不能利用的做到及时处理报废；帐篷或集装箱房一般应建在树木和草地等相对较少或容易恢复植被的地方，尽可能做到减少工作区和生活区规模，减轻对植被、水系等破坏；严格按规范、实施方案的要求并结合实际设计安排工序，
减少穿越河流等水体的次数；保护施工区附近的动植物，远离动植物保护区；钻井及测试工作完成时，应尽快拆除临时性建筑和附属设施；回收施工场地及周边各类废弃物，避免对周围环境造成持续性污染或破坏，同时增加植被种植并尽可能恢复原的面貌。

2钻井过程中主要污染物及防治
煤层气钻井过程中产生的固体废物类污染主要有废弃岩
（心）屑、废弃泥浆和生活区垃圾。

煤层气钻井过程从地下岩石地层中采集上来的岩心、岩屑等实物资料是研究地下岩石物性和煤层气储集层的最重要最直观的资料。

通常岩心全部送入岩心库保存；按规定足量采集岩屑用于描述、分析化验等。

废弃的岩（心）屑一般量不是很多，对井场及周围环境的破坏力和危害力
相对较低，一般深坑填埋后覆上1m 左右的厚土层并种植植被。

在国内煤层气钻井中通常会采用水基钻井液，产生的废弃泥浆添加剂和调好未用钻井液的治理，
通常采用国内通用的固化或不落地无害化处理等方法防治。

生活区垃圾的进行分类等预处理后采用集中收集送垃圾处理厂或卫生深埋处理。

煤层气钻井过程中产生的废水和废液的特性和危害性决定
于施工中所采用钻井液体系。

在不同的煤层气勘查区块，由于含煤构造和目的地层等条件的不同，产生的污水和废液的性质也各不相同。

根据具体的污染情况不同选择适合的方法，如国内比较常用的封闭法、化学法、微生物法和综合法等方法都比较实用。

煤层气钻井过程中产生的废气污染和常规油气钻井施工一样具有污染源相对分散的特点，一般分布在钻井施工的各个区域，对周围环境污染危害也较小。

目前主要是通过提高设备
摘要：近年随着国际能源消费结构和供给格局的不断发生改变，
各国对煤层气和页岩气等新能源的消费需求呈不断上升趋势。

我国对煤层气等非常规能源的勘探开发也越来越重视。

煤层气钻井施工中的环境问题也陆续展现出来。

通过分析国内煤层气钻井施工中遇到的主要环境问题，提出了相应的环境保护问题解决方法。

关键词：煤层气；钻井；环境污染；防治方法
Abstract:In recent years,with the changes in the international energy consumption pattern,the demand for new energy consumption in various countries has been rising.China is paying more and more attention to new energy exploration and development.Environmental problems in the coal -bed methane drilling are starting to show up.This paper proposes the corresponding solutions to environmental protection problems by analyzing the main environmental problems encountered in the construction of domestic CBM drilling.
Key words:Coalbed methane(CBM)；Drilling ；Environmental pollution ；Prevention and control methods 中图分类号:TE24,X820.3文献标识码:A 文章编号:2096-4390(2019)32-0144-02
作者简介：杨欣欣（1985,3-），男，工程师，毕业于东北石油大学，本科，主要从事煤田地质，煤层气、页岩气等非常规油气勘探与开发研究。

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性能、引进先进的环保设备和设施、提高燃料利用率和燃烧质量、更换更加环保燃料和配备废气净化装置等方法来减少对环境的污染。

噪声污染主要来自钻井设备撞击和碰撞，通常可以在设备安装调试阶段加装防震垫和防撞击装置加以预防；同时经常调校和保养设备提高精度和健康度，提高工作人员的操作熟练程度，严格执行操作规程和减少操作失误；对各种钻具和套管等金属材质做到轻提轻放来减少撞击碰撞。

做到从源头减少，从工作过程中减少。

3测井作业中的主要污染来源及防治
煤层气施工中根据钻井进度一般进行中途测井和完井测井。

煤层气根据储层特点一般会选择中子测井和自然伽马测；中子测井为了计算储层孔隙度，自然伽马测井是用来判断岩性和了解储集盖层性质。

在测井作业中除了常规的提拉探管及入井电缆时会携带的泥浆，用清水冲洗过程会污染井场地面和土壤外；其最主要污染源是放射性测井使用的放射源。

如：测井过程中放射源掉落井中又无法打捞造成地下水体和储集煤层的放射性污染，通常也只能报废封井。

放射性污染对周围环境的影响是非常深远和严酷的，实际施工中应尽量避免。

现在测井中也主要是进行预防，在施工中常通过严格执行操作规范和规程，制定严格的管理制度，做好定期的巡查、巡检等工作，杜绝操作员违规操作，制定放射性污染紧急应急预案等来杜绝放射性污染的发生。

4井下测试中的主要污染物来源及防治
煤层气井的井下测试工作主要包括试井、洗井、压裂等测试或作业。

进行上述测试的井下作业中经常使用泥浆，压裂液等会污染周围水体、地面或地层，产生的污染物一般成分比较复杂并且危害性较大。

井下作业中经常产生的主要污染物有废压裂液、洗井废水及废弃泥浆等。

废压裂液主要是经无害化处理后排放或回注到地层中。

洗井废水可以用作注水水源的一部分，用于再循环或外排。

通常根据废水最终去向而选择气浮、过滤、生化等适合的方法处理。

废泥浆一般采用固化处理或无害化深坑掩埋。

5抽采过程中的主要污染物来源及防治
在进入煤层气钻井施工后期，将布设煤层气抽采井网，进行煤层气抽采工程建设。

在抽采过程中污染物产生的主要来源有排采过程产生的污水、动力设备燃料燃烧产生的废气和抽采设施工艺缺陷产生的废气。

排采污水主要是来自煤层气储层和含煤地层上覆、下伏地层，排采产生的污水成分一般比较复杂。

在排采试验阶段排放量较大，最大量可达50t/d，排采中后期会减少，一般排放量约5t/d。

排采污水的pH为8左右，COD、悬浮物、矿化度、总P和重金属元素含量等较高，一般经处理达到污水排放环保标准后排放或回注到地层。

在煤层气勘探期和开发初期，由于参数井和试验井位分布较分散、设备供电设施未布设完全、开发井网未建成规模等原因，而使用采油机做动力或带动发电机产生的燃料废气。

在预防和控制上主要是通过选用新型的高新技术设备或选用清洁环保新能源来替代高污染燃料。

可选用煤层气发电设备等新型设备。

抽采工艺废气主要来源于施工井场和集输系统中煤层气的意外泄漏。

可加装传感监测系统快速发现泄漏，使用新密闭工艺技术替代较落后的工艺技术，采用有效的煤层气回收利用新工艺等来防治。

在煤层气钻井施工过程中，做到依照相关环保法律法规施工，合理选择井位和井网部署，使用先进的设备和工艺，建设齐全的环保设施，制定严格规范的管理制度，可以有效的避免和解决煤层气钻井施工中遇到的环保问题。

各施工队伍和开发方面都应该高度重视在煤层气勘探开发中产生的环保问题，并且是环境问题得到有效的预防和治理。

我们相信随着科学技术水平的不断提高和进步，新技术新方法的不断应用，在煤层气勘探和开发施工中会不断的减少对环境的污染，预防和恢复治理也会越来越好。

参考文献
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