万淑乔（武汉理工大学交通学院430063）
易绍金（长江大学化学与环境工程学院434023）
加拿大近海钻完井废弃物处理处置技术规范
万淑乔（武汉理工大学交通学院430063）
易绍金（长江大学化学与环境工程学院434023）
在我国海上石油迅速发展、海洋环境保护日益严格、新《环境保护法》颁布实施（2015年1月1日起）的新形势下，海上钻完井废弃物处理处置问题日益突出，已成为发展的重要瓶颈之一。加拿大国家能源局等共同制定的《近海废物处理指南》，对于我国海上钻完井废弃物处理处置具有重要的参考借鉴意义,本文重点分析该指南的核心技术规范如钻井泥浆和钻屑等的处理处置技术。
近海钻完井废弃物技术规范
由加拿大国家能源局、加拿大-纽芬兰海洋石油局、加拿大-新斯科舍省海洋石油局共同制定的《近海废物处理指南》（Offshore Waste Treatment Guidelines）[1]，由引言、具体废弃物的要求（主要包括尽量减少废弃物、空气污染物排放、生产用水、钻井泥浆、钻屑、舱底和压舱水、甲板排水、采出砂、油井处理液、冷却水、海水脱盐污水和食物废料、自然产生的放射性物质及其他废物和残留物质）、混合污水的排放、排放地点、遵守监测及环境影响监测方案、参考文献以及附录I（摘录条例来自加拿大石油与天然气操作法规、加拿大石油和天然气行业的法规、加拿大石油和天然气钻探法规）、附录II（摘录条例来自大西洋加拿大-纽芬兰协议执行法、纽芬兰近海石油钻井法规、纽芬兰地区的海洋石油生产和保护规例）、附录III（摘录条例来自加拿大-新斯科舍省海洋石油资源的协议执行法、新斯科舍省海洋石油钻井规例、新斯科舍省海洋石油生产和保护规例）所组成。该指南为处理和处置加拿大近海地区的石油钻井生产中所产生的废物而制定的建议做法和标准纲要，以确保这些标准的遵守。所有的这些法案都要求进行任何涉及石油或天然气的勘探和生产工作的人员，必须先从适当的部门获得授权。
该指南对钻完井废弃物处理处置的主要内容如下。
一、尽量减少废物的产生量
1.海上操作员应尽量减少因其操作而产生的大量废弃物，并尽量减少这些废料中包含的含有潜在环境问题的物质数量。每一个申请钻探计划授权或生产行动的授权应该包含一个由经营者制定的关于污染预防措施的特定描述作为补充，以减少制造废物生成和排放。这些措施可能包括考虑工艺设计、采购、再利用和循环再造，以及材料替代。该计划应包括一项监察计划的进度及废物削减计划的规定，并在每年报告进展情况至少一次。
2.运营商应对他们操作中所用的化学物质进行评估，以确保所采用的是最安全环保的。所有化学物质的排放必须服从有关准则和相关法规。
二、大气污染物排放
钻完井过程中设备排放的空气污染物，对人们生活环境可能不会造成重大影响，但可能对国家承诺的“减少温室气体排放量”等可能造成累积的影响。
1.生产装置的操作人员，应提供每年从海上设备释放出来的温室气体的估计数量，并提供如何控制和减少这些排放物的计划。
2.每个钻探或生产装置的操作者应计算装置上的温室气体从安装设备上每一年的基础排放量，并将结果在次年的3月31日前提供给行政部门。
3.任何一个钻探或生产装置的工作人员应按照现有的最佳管理做法，确定挥发性有机化合物（VOC）的排放类型并向加拿大的石油与天然气机构报告。
三、钻井泥浆
钻井泥浆通常使用水、油或合成液体作为基液。近年来油基泥浆大部分被合成基钻井液泥浆（SBM）取代。合成基钻井泥浆，其连续相是由一种或一种以上的液体组成的，其主要成分由化学反应合成，而不是通过物理混配而成，要求其中的总多环芳烃浓度低于10mg/kg，且在海洋环境中相对无毒、在好氧条件下可生物降解[2]。
为了尽量减少排入海洋环境中原油的数量，操作者应优先使用水基或合成基泥浆。只有在某些特殊情况下如使用水基或合成基泥浆在技术上不可行时，使用油基泥浆才会获得批准。在任何情况下，都不能将整个油基泥浆排放到海中。如果可以提供矿物油基泥浆的环境效益和与安全有关的工作表现证明比合成基钻井泥浆更好或相等，环保负责人员就可批其使用。加强型矿物油基泥浆（EMOBM）是一种非水基流体，其中的连续相是高度纯化的石油，它的馏出物中多环芳烃含量小于10 mg/kg。
作业者在申请钻井权时，需确定每一井段的基本泥浆组分(包括添加剂和混合体系)，并提供根据加拿大环境试验方法（Biological Test Method:Acute Test for Sediment Toxicity Using Marine or Estuarine Amphipods）[3]所测定的毒性测试结果。
当使用水基泥浆在技术上不能满足钻井要求时，可考虑使用合成基钻井泥浆或加强型矿物油基泥浆，否则应予限制。但其基液按Laboratory Procedure for Determining the Acute Lethality of the Water Soluble Fraction of Mineral oil to Rainbow Trout[4]测定应是无毒的。合成基钻井泥浆或加强型矿物油基泥浆，无论从钻井泥浆中转接而来，还是钻井程序完成后余下的部分都应回收，并循环使用，然后或重新注入井下或转移到岸上，这一过程都应由环保部门负责人员批准后并由监管当局进行。但在任何情况下，都不能将整个合成基钻井泥浆或加强型矿物油基泥浆排放到海中。
废弃水基钻井液泥浆可不经处理直接排海。但经营者应制定程序，减少泥浆的产生量和排放量。
四、钻屑
钻屑是由钻探到地下地质结构，被钻井泥浆带到地表的固体颗粒。
1.油基钻井液泥浆携带的钻屑不得排放到大海，其处置方式都需事先获得环保部门的批准。
2.水基钻井液泥浆携带的钻屑可排放到海中。拟采用合成基泥浆或增强型矿物油基泥浆进行钻井作业时，作业者都应将相关钻屑重新注入开采现场的地下进行研究并提出报告。
3.含有合成基钻井泥浆或加强型矿物油基泥浆的钻屑重新回灌时，如果技术或经济上不可行，也可采用现有的最佳处理技术，然后在钻探现场就地排放。这些最佳的处理技术，能够使油在湿固体中的浓度达到6.9g/100克或更低。但在环境风险敏感地区或在特定钻井条件下，这一排放限制更为严格。
按照Procedure for Field Testing Oil Based Drilling Muds[5]要求,一切来源的钻探固形物中油浓度都应该每12h测量一次，并且以每100g湿固体为单位计算48h的加权平均值。其原始数据和平均数据都按时间顺序，以获准的附表形式报给环保部门。如有过量，必须在发生后的24h内以合适的方式报告给环保部门。
五、甲板排水
甲板排水是通过降水、浪花或日常行动如冲刷和消防演习等而到达海上设施甲板上的水。有可能被油污染的甲板水应予以处理，将其中油的浓度降到15mg/L以下。油浓度大于15mg/L时，必须在发生后的24h内以合适的方式报告给环保部门。没有被石油污染的可能的甲板排水，可直接排放到海中。
六、采出砂
采出砂来源于地层，在石油和天然气开采过程中与地层流体相分离而出。作业者应当将在生产过程中回收的采出砂进行检测并将其体积报告给环保部门，是否能够得到排放批准，在很大程度上取决于在采出砂中油及芳香烃浓度。在任何情况下，砂子都应该被处理到石油浓度达到最低水平的程度。
七、井下作业液
井下作业液是在修井、油水井增产增注措施、完井和地层压裂等作业过程中产生的液体。
1.回收的井下作业液应被处理到油的浓度等于或低于30mg/L。如果可行的话，井下作业液可直接注入产出水中，并且作为产出水的一部分进行处理。
2.从任何需要分析的内容得出的原始的和平均的测定数据，均应按获准的时间报告给环保负责人员。
3.含石油或其他高级芳香油类的井下作业液一般不应再使用，除非它们能就地回收并循环使用，或者经环保部门批准转移到岸上，并经监管当局准许进行弃置。
4.酸化残液在排放前应采用中和剂处理，其pH值在排放前不得低于为5.0。
八、排放地点
海上设施的废物排放地点，须经行政主管批准，并根据具体情况决定。作为一项规则，排放的所有地点均应低于水面或冰表面。
九、遵守监测及环境影响监测方案
作业者应遵守设计的监测方案，监测方案应该提供监控的程序，测量并报告排放物中油类的绝对量及其他污染物的排放量。其分析方法和结果应得到加拿大环境分析实验室的认可。
所遵守的环境影响监测方案需经行政主管部门批准。生产装置应按环境监测影响程序进行设计和实施，以便检测和记录在操作过程中的任何对环境不利的影响。
十、结语
加拿大是海上石油生产的重要国家，也是环境保护要求十分严格的国家。加拿大国家能源局等共同制定的《近海废物处理指南》，内容全面，要求具体，严格规范。目前，我国海上石油勘探开发正处于迅速发展时期，海洋环境保护日益严格，尤其是新的《环境保护法》的颁布实施（2015年1月1日起），对海上钻完井废弃物处理处置要求更高更严，海上石油勘探开发的环保压力更大，该指南对我国海上钻完井废弃物处理处置具有重要的参考借鉴意义。
[1]Canada Nation Energy Board,Canada-NewfoundlendOffshorePetroleumBoard, Canada-NovaScotiaOffshorePetroleum Board.Offshore Waste Treatment Guidelines[Z]. 2002.
[2]易绍金,佘跃惠.石油与环境微生物技术[M].武汉：中国地质大学出版社，2002:105-122.
[3]Biological Test Method:Acute Test for Sediment Toxicity Using Marine or Estuarine Amphipods[S],Environmental Protection Directorate Report No.EPS 1/RM/26,Environment Canada,December 1992.（加拿大标准）
[4]Laboratory Procedure for Determining the Acute Lethality of the Water Soluble Fraction of Mineral oil to Rainbow Trout[S],Environmental Protection Service,Atlantic Region, Environment Canada,June 1985.（加拿大地方标准）
[5]Procedure for Field Testing Oil Based Drilling Muds[S],API Recommended Practice RP13B-2,Appendix B,American Petroleum Institute,1991(or as amended or updated)（美国石油学会标准）
（责编 赵建荣）
长江大学油气田环境保护研究所创新基金项目（2015001）。
