劉 選，張永強(qiáng)

（1．中國石化集團(tuán)石油勘探開發(fā)研究院 北京 100083；2．國家海洋局第一海洋研究所 青島 266061）

鉆井泥漿和鉆屑對海洋環(huán)境的影響及管理對策研究

劉 選1，張永強(qiáng)2

（1．中國石化集團(tuán)石油勘探開發(fā)研究院 北京 100083；2．國家海洋局第一海洋研究所 青島 266061）

文章對海洋石油鉆井泥漿和鉆屑的分類、其中的污染源及其對海洋環(huán)境的影響進(jìn)行了分析探討，梳理了我國及世界其他國家對海上鉆井泥漿和鉆屑的管理規(guī)定，針對我國海洋石油平臺及鄰近水域污染現(xiàn)狀，從技術(shù)及管理角度提出幾點(diǎn)對策建議，以期改善或恢復(fù)海洋石油開發(fā)海域的海洋環(huán)境。

鉆井泥漿和鉆屑；海洋環(huán)境影響；管理對策

鉆井泥漿和鉆屑是油田建設(shè)階段主要的污染物，我國海上石油開采量和輸運(yùn)量逐年遞增，每年向海洋排放大量的鉆井廢棄物。據(jù)統(tǒng)計(jì)，北部灣油田自投產(chǎn)建設(shè)至2006年，共排放鉆屑12 261．2 t（其中含油鉆屑1 781．4 t），泥漿18 037．7 t［1］；潿洲油田2006－2009年共向海排放8．5×103m3的泥漿和2．4×103m3的鉆屑［2］；勝利油田每年新鉆井近2 000口［3］，產(chǎn)生的排海泥漿和鉆屑量巨大。鉆井泥漿和鉆屑中含有多種污染物，排海后不可避免對海洋環(huán)境造成污染，目前我國油田及外圍海域的環(huán)境污染問題已引起了廣泛重視，并逐漸加大了管理力度。每年大量鉆井廢棄物排海無疑是油田水域海洋環(huán)境變差的主要原因之一，本研究對海洋石油平臺鉆井液和鉆屑的污染源及產(chǎn)生環(huán)節(jié)等進(jìn)行了分析，對其之于海洋環(huán)境的影響進(jìn)行了探討，同時(shí)對相關(guān)法律法規(guī)進(jìn)行了梳理，在此基礎(chǔ)上從技術(shù)和管理角度對其排放及管理提出幾點(diǎn)建議，以期切實(shí)改善海上油田及鄰近海域的海洋環(huán)境。

1 鉆井液和鉆屑

1.1 鉆井液

1.1.1 鉆井液的類型

鉆井液是鉆探過程中的循環(huán)沖洗介質(zhì)，具有潤滑和冷卻鉆頭、攜帶鉆屑、穩(wěn)定井壁等重要作用。鉆井液按連續(xù)相的成分分為水基鉆井液、油基鉆井液和合成基鉆井液，其中后兩者又統(tǒng)稱為非水基鉆井液［4］。

鉆井液由連續(xù)相分散介質(zhì)以及各種化學(xué)添加劑組成，其中往往含有鈉、鈣、鉀等鹽離子及一些聚合物。水基鉆井液以水為分散介質(zhì)，混合乳化（水包油）的水基鉆井液，則含有3%～40%乳化油類。油基鉆井液以油（主要是柴油或原油）為分散介質(zhì)，目前多是以柴油（或原油）為連續(xù)相，以水為分散相呈小水滴分散在油中。合成基鉆井液系以人工合成化學(xué)品（如酯類、醚類、合成烴類）為基液取代柴油和礦物油作為連續(xù)相，鹽水為分散相，加入普通油基鉆井液中使用的添加劑組成的鉆井完井液體系［3－5］。

1.1.2 各類鉆井液的技術(shù)和環(huán)保性能比較

水基鉆井液、油基鉆井液及合成基鉆井液各有優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中多視具體條件而選用，誰也不能被取代［5］。水基鉆井液的優(yōu)點(diǎn)是其經(jīng)濟(jì)性，因而也是最常用的鉆井液，從環(huán)保角度而言可以就地排放。但是水基鉆井液穩(wěn)定井眼的能力較差、對儲層的損害較高，其高溫穩(wěn)定性也有待于提高；油基鉆井液的特點(diǎn)是潤滑性好、抑制性強(qiáng)、熱穩(wěn)定性高，適合鉆探大斜度井、水平井或復(fù)雜地層，當(dāng)使用水基鉆井液有技術(shù)缺陷時(shí)通常使用油基鉆井液。但油基鉆井液對環(huán)境污染嚴(yán)重，不能就地排放，環(huán)境處理費(fèi)用相對較高。合成基鉆井液既擁有油基鉆井液優(yōu)越的作業(yè)性能又擁有水基鉆井液污染低的特點(diǎn)。合成基鉆井液具有井眼穩(wěn)定，鉆速高，潤滑性強(qiáng)，利于排屑等優(yōu)點(diǎn)，所產(chǎn)生的鉆屑污染環(huán)境程度低，在國外可就地排放；但其價(jià)格遠(yuǎn)高于水基鉆井液和油基鉆井液，因而目前僅在海上油田鉆探中加以應(yīng)用。

1.2 鉆屑

鉆屑是鉆井過程中被鉆頭破壞、經(jīng)泥漿循環(huán)系統(tǒng)攜帶回地面的地層巖屑，是鉆井過程中主要的廢棄物。鉆屑的產(chǎn)生伴隨著廢棄鉆井液，因而其成分包括鉆井液和巖層組分。根據(jù)所使用的泥漿類型不同，鉆屑分為水基鉆屑、油基鉆屑以及合成基鉆屑，根據(jù)巖層組分則可分為油層鉆屑和非油層鉆屑［4］。

2 鉆井廢棄物中的環(huán)境污染源

廢棄鉆井液多對環(huán)境有一定的影響。油基鉆井液礦物油含量較高，對環(huán)境危害較大；水基鉆井液和合成基鉆井液，因?yàn)榛瘜W(xué)添加劑的存在也含有多種有毒有害物質(zhì)。各檢測數(shù)據(jù)和研究結(jié)果表明，鉆井液和鉆屑中的污染物主要為重金屬、有機(jī)物、石油類以及生物毒性。

石油類物質(zhì)是鉆井液中不可避免的組分。油基鉆井泥漿中油類作為主要成分其濃度一般為50%～100%［6］。水基鉆井液油類來源于人工添加的防塌封堵劑和潤滑劑等，此外鉆至油層時(shí)原油進(jìn)入到鉆井液中引起油量增大。在定向井的施工中，潤滑劑的加量通?？蛇_(dá)到2%以上，當(dāng)井下情況比較復(fù)雜時(shí)，可能達(dá)到8%～10%［7］。檢測結(jié)果表明，勝利油田海上鉆井常用的水基鉆井液和油基鉆井液中廢礦物油含量為3%～10%［3］。

鉆井廢棄物中的有機(jī)物、重金屬主要來自于加重劑（重晶石等）、降粘劑及其他人工合成物質(zhì)。油田廢棄鉆井液中有機(jī)物含量較高，不同鉆井液化學(xué)需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、油類等含量差別較大，海上油田鉆井液中化學(xué)需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）和油類含量約為439．5～2 742 mg／L，107 mg／L和118 mg／L，較陸地鉆井液略低（表1）［3，8］。但廢棄鉆井泥漿中重金屬含量并不高［4，8］，基本不超出《海洋沉積物質(zhì)量》（GB18668－2002）、疏浚物海洋傾倒分類標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。

表1 鉆井廢棄泥漿中有機(jī)污染物的分析結(jié)果

鉆井液和鉆屑具有生物毒性主要源于其中的添加劑。常用的很多處理劑屬生物難降解物質(zhì)［9］。王蓉沙等［7］對使用頻率較高的19種鉆井液添加劑進(jìn)行了分析，其中3種重金屬含量不合格，兩種具有生物毒性，15種為生物難降解的，只有4種是環(huán)境可接受的。閆學(xué)平等研究了勝利油田水基鉆井液的毒性效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)7個(gè)組分中1個(gè)為有毒組分，一個(gè)為微毒組分，均對藻類的生長具有抑制作用［10］。

3 鉆屑和鉆井泥漿對海洋環(huán)境的影響

鉆井廢棄物進(jìn)入到海洋環(huán)境中主要對海底沉積物造成污染，其次鉆井液和鉆屑中的污染物在海水中擴(kuò)散將污染水體，進(jìn)而對海洋生物和海洋生態(tài)環(huán)境造成危害。

3.1 鉆井廢棄物導(dǎo)致海水中營養(yǎng)鹽超標(biāo)，水體富營養(yǎng)化

由于鉆井液中常含有磷酸鹽及其他各種添加劑，鉆井廢棄物中化學(xué)需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）等有機(jī)物含量高，排放到海洋中將造成海水的有機(jī)污染。研究表明我國淺海油田鉆井平臺及鄰近海域超標(biāo)較為嚴(yán)重的水質(zhì)項(xiàng)目為化學(xué)需氧量、溶解氧、無機(jī)氮和磷酸鹽，如北部灣油田外圍溶解氧超標(biāo)率為88%［1］；埕島油田幾乎全部測站的無機(jī)氮含量都超標(biāo)，磷酸鹽平均含量為13．7μg／L，部分測站含量超標(biāo)，油田海域水體有富營養(yǎng)化趨勢，有機(jī)污染指數(shù)平均值為1．78［11］。鉆井平臺周圍水體有機(jī)污染一方面可能與平臺污水未達(dá)標(biāo)排放有關(guān)，但是大量鉆井廢棄物排海，其中有機(jī)污染物不斷向海水中擴(kuò)散無疑更為重要的原因。

3.2 鉆井廢棄物導(dǎo)致海底沉積物中重金屬累積富集

鉆井廢棄物中的重金屬是伴隨添加劑進(jìn)入體系的，也可能隨鉆屑由地層中攜帶而來，主要包括汞、鉻、鎘、鉛、砷等幾種。如前所述，鉆井廢棄物中的重金屬含量其實(shí)并不高，一般不超過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但是重金屬在海底具有累積富集效應(yīng)，因而導(dǎo)致油田水域海底沉積物重金屬含量增高，超過背景值甚至超標(biāo)。調(diào)查結(jié)果表明，埕北油田海底沉積物銅污染明顯，1996年其濃度從最初的背景值上升至15．05× 10－6，上升了近3倍，2003年其濃度與1996年相比又上升了3倍，且已超過海洋沉積物一類標(biāo)準(zhǔn)［12］。埕島油田海底沉積物中重金屬的累積增加效應(yīng)主要表現(xiàn)為鎘、砷、銅、鉛等重金屬含量在平臺附近出現(xiàn)高值區(qū)，距平臺越遠(yuǎn)含量越低；表層沉積物中銅、鉛、鉻、鋅的含量具有明顯升高的歷史變化趨勢，且已高于背景值；鋅、鉻、銅含量的整體變化趨勢與采油量趨勢一致等［11］。在北部灣油田W12－1平臺混合區(qū)500 m范圍內(nèi)總汞、砷和鉛等多項(xiàng)重金屬含量高于一類沉積物標(biāo)準(zhǔn)值，出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象［1］。

3.3 廢棄鉆井液和鉆屑中石油類物質(zhì)導(dǎo)致海底沉積物、水體污染

由于人為添加的潤滑劑以及鉆至油層時(shí)原油會進(jìn)入到鉆井液中，鉆井廢棄物的油類污染是必然存在的，只是輕重程度不同，含油排海鉆屑和泥漿是海洋油類污染長期穩(wěn)定的重要污染源。多項(xiàng)海上油田環(huán)境研究表明，石油平臺開采區(qū)水體中油類濃度較開采前上升［12］，較非石油開采區(qū)普遍增高［2］，平臺混合區(qū)（距平臺500 m）水體石油類含量高于混合區(qū)外圍［11］，部分水域出現(xiàn)石油類單項(xiàng)超標(biāo)現(xiàn)象［1］。相對于水體而言，海上油田海底沉積物中石油類污染則更為嚴(yán)重。在埕北油田，1996—2003年，海底沉積物受到石油類和重金屬等的污染，其中油類2003年時(shí)較背景值升高了20余倍，污染最為嚴(yán)重（圖1）［12］；北部灣潿洲油田海底沉積物中的油類較背景值升高了2～3倍［2］；埕島油田2009年海底沉積物中石油類超標(biāo)現(xiàn)象嚴(yán)重，其含量平均值為1 295 mg／kg，已超出二類沉積物標(biāo)準(zhǔn)；最高值達(dá)2 640 mg／kg，已超出三類沉積物標(biāo)準(zhǔn)，平臺附近海域沉積物中的石油類含量明顯高于外圍參考海域平均值96．68 mg／kg［11］。

圖1 海底表層沉積物中重金屬、油類和有機(jī)碳的變化［12］

3.4 鉆井廢棄物對海洋生物和生態(tài)環(huán)境的危害

鉆井廢棄物對水質(zhì)和海底沉積物造成污染，導(dǎo)致海洋生態(tài)環(huán)境惡化。在平臺或排污源附近，生物體受影響的程度比較嚴(yán)重，表現(xiàn)在生理代謝異常、組織生化改變等，從而擾亂物種的生物繁殖，改變生物群落的生活特性和生態(tài)結(jié)構(gòu)，石油污染則對海洋生物具有很強(qiáng)的殺傷力［13］。

學(xué)者們通過實(shí)測調(diào)查研究了我國海上油田污染對海洋生物的影響，發(fā)現(xiàn)大部分油田水域的生物群落受到輕微干擾，浮游植物、浮游動(dòng)物和底棲生物群落都有的變化。北部灣油田開發(fā)活動(dòng)對底棲生物環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在生物量和棲息密度分布不均勻，多樣性指數(shù)小，與歷史調(diào)查結(jié)果相比小個(gè)體生物多毛類梳鰓蟲變?yōu)橹饕獌?yōu)勢種，底棲生物環(huán)境穩(wěn)定性較差［1］；潿洲油田魚類和貝類體內(nèi)鉛和石油烴含量超標(biāo)，特別是貝類，超標(biāo)率100%［2］；埕島油田浮游植物、浮游動(dòng)物、底棲生物的物種數(shù)、浮游動(dòng)物的生物量和生物數(shù)量均有所下降，浮游植物多樣性指數(shù)和均勻度低于距平臺較遠(yuǎn)的海域；生物環(huán)境整體水平下降，生物種類減少，生物量下降，群落多樣性降低，浮游植物和底棲生物中耐污群種增加［11］。綜合來看，由于海上石油勘探活動(dòng)的影響，位于平臺混合區(qū)內(nèi)的底棲生物群落受到的干擾最為嚴(yán)重，對其影響最大的是表層沉積物中的石油類污染物，其次重金屬的累積效應(yīng)也可導(dǎo)致底棲生物體中重金屬含量升高甚至超標(biāo)。

4 鉆井巖屑和泥漿排放的法律法規(guī)及控制依據(jù)

世界各國均十分重視鉆井液及其廢棄物對環(huán)境的影響與危害，紛紛制定相關(guān)法律法規(guī)控制鉆井廢棄物的排放以減輕其環(huán)境影響［3，6，14］。各國排海鉆井廢棄物主要控制項(xiàng)目為含油量，一般都要求必須低于10%，甚至5%。美國、加拿大、英國和荷蘭等還要求對鉆井液及鉆屑進(jìn)行生物毒性和生物可降解性試驗(yàn)，英國還禁止含有某些金屬（如汞、鎘、有機(jī)錫）和有機(jī)物（如有機(jī)鹵素和氯酯類）的產(chǎn)品排放。

近一二十年來，我國十分重視海洋環(huán)境保護(hù)工作，對鉆井液及鉆屑的排放要求逐漸細(xì)化并趨于嚴(yán)格。1983年12月實(shí)施的《海洋石油勘探開發(fā)環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例》中規(guī)定：含油量超過10%的水基泥漿，禁止向海中排放。含油量低于10%的水基泥漿，回收確有困難、經(jīng)海區(qū)主管部門批準(zhǔn)，可以向海中排放，但應(yīng)交納排污費(fèi)。需使用油基泥漿時(shí)，應(yīng)使用低毒油基泥漿；采取有效的技術(shù)措施，使鉆屑與泥漿得到充分的分離；油基泥漿必須回收，不得排入海中；鉆屑中的油含量超過15%時(shí)，禁止排放入海。含油量低于15%的鉆屑，回收確有困難、經(jīng)海區(qū)主管部門批準(zhǔn)，可以向海中排放，但應(yīng)交納排污費(fèi)。1990年9月我國首次對鉆井液和鉆屑的排海要求進(jìn)行了具體限定：要求排海水基泥漿含油量不超過10%，油基泥漿、鉆屑中的含油量不超過15%，且應(yīng)繳納排污費(fèi)。2000年實(shí)施的《中華人民共和國海洋環(huán)境保護(hù)法》規(guī)定油基泥漿和其他有毒復(fù)合泥漿不得排放入海，水基泥漿和無毒復(fù)合泥漿及廢棄鉆屑的排放，必須符合國家環(huán)保規(guī)定。2009年5月《海洋石油勘探開發(fā)污染物排放濃度限值》對非水基鉆井液和鉆屑、水基鉆井液和鉆屑的排海限值按照不同海區(qū)做出了明確規(guī)定，將鉆井廢棄物的排海要求進(jìn)一步細(xì)化。2011年3月實(shí)施的《海洋石油勘探開發(fā)環(huán)境保護(hù)執(zhí)法檢查規(guī)范HY／T 138－2011》的規(guī)定，對鉆井泥漿和鉆屑的排放按GB4914－2008的相關(guān)要求進(jìn)行執(zhí)法檢查。

5 減輕和降低鉆井廢棄物對海洋環(huán)境影響的措施和建議

從現(xiàn)行的法律法規(guī)來看，我國對海洋石油平臺鉆井液和鉆屑排放的環(huán)保要求較高，控制較為嚴(yán)格。但是從目前開發(fā)程度較高的勝利油田埕島海區(qū)以及北部灣油田來看，油田水域水體和沉積物的污染切實(shí)存在，假設(shè)油田污水、跑冒滴漏等措施都控制得較好，單從鉆井泥漿和鉆屑的排放角度而言，認(rèn)為造成海洋污染有以下兩個(gè)原因：①我國對鉆井巖屑和泥漿的排放要求是逐漸增強(qiáng)的，2009年5月1日《海洋石油勘探開發(fā)排放限值》開始實(shí)施以前，鉆井液和鉆屑含油量的排海限值還控制在水基泥漿不超過10%，油基泥漿、鉆屑中的含油量不超過15%（《海洋石油勘探開發(fā)環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例實(shí)施辦法》）?！逗Ｑ笫涂碧介_發(fā)排放限值》實(shí)施后才將一級海區(qū)排海鉆屑和水基鉆井液的含油量控制在小于1%，并增加了生物毒性以及重晶石中汞、鎘的限值。因而可能以往由于法規(guī)控制不嚴(yán)，導(dǎo)致油田海域污染明顯。②環(huán)保檢測技術(shù)的欠缺、法律法規(guī)不夠完善或監(jiān)管不嚴(yán)導(dǎo)致我國油田海域出現(xiàn)油類、重金屬污染、水體富營養(yǎng)化等環(huán)境問題。根據(jù)廢棄鉆井液和鉆屑的類型、性能、污染特征及其對海洋環(huán)境造成的實(shí)際影響，結(jié)合我國現(xiàn)行的法律法規(guī)，認(rèn)為還可以從以下幾個(gè)技術(shù)和管理層面著手控制和減輕鉆井廢棄物對海洋環(huán)境的影響，并促進(jìn)我國海洋石油開采業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

5.1 對合成基鉆井液等的技術(shù)和環(huán)保性能進(jìn)行進(jìn)一步研究

為使油氣資源得到有效的開發(fā)，降低鉆井成本提高油氣產(chǎn)量，我國新建的淺海油井多為定向井和水平井，鉆井剖面為垂直段、傾斜段和水平段組合型。從技術(shù)角度而言，大斜度井、延伸井和水平井段使用水基鉆井液是有缺陷的，通常使用性能更穩(wěn)定的油基鉆井液或合成基鉆井液。從國外的應(yīng)用來看，因合成基鉆井液具有油基鉆井液的技術(shù)性能而又有水基鉆井液的環(huán)保性能，經(jīng)測試合格后可以現(xiàn)場排放，所以雖然鉆井液本身造價(jià)較高，但因大大節(jié)省環(huán)保處理的費(fèi)用，目前國外已在海上水平井或大位移井中推廣應(yīng)用。在我國，目前對合成基鉆井液的研究還比較少，特別是作用機(jī)理及現(xiàn)場應(yīng)用缺乏，對其環(huán)保性能認(rèn)識程度有限，在排放要求上將合成基鉆井液等同于油基鉆井液按非水基鉆井液處理禁止排海。而我國淺海油田大斜度井和水平井比例較高，產(chǎn)生的油基／合成基鉆屑的比例和鉆屑量較大，由于海上輸運(yùn)距離遠(yuǎn)，回收處置的難度大，環(huán)保處理的成本高。合成基鉆井液中有害物質(zhì)的含量特別是油類遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于油基鉆井液，按非水基鉆井液處置其環(huán)保優(yōu)勢難以體現(xiàn)，再加上成本較高，難以被海洋石油開采部門采用，從長遠(yuǎn)計(jì)，對我國海洋環(huán)境保護(hù)和海洋石油開采業(yè)的發(fā)展是不利的。由此認(rèn)為，應(yīng)加強(qiáng)合成基鉆井液的技術(shù)及環(huán)保性能的研究，對合成基鉆井液及鉆屑的環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測；尋求和改進(jìn)合成基鉆井液的基液、乳化劑和流型調(diào)節(jié)劑，進(jìn)一步提高其技術(shù)穩(wěn)定性，并在滿足環(huán)境要求的前提下降低成本；完善相關(guān)技術(shù)法規(guī)，鼓勵(lì)海上油田采用合成基鉆井液，促進(jìn)我國海上石油開采業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

此外，國內(nèi)外目前研制出高性能水基鉆井液，并已開始應(yīng)用［15］。高性能水基鉆井液是在基液中加入胺基聚醇（AP－1）、鋁基聚合物、聚合物彈性微球等處理劑提高鉆井液性能的新型鉆井液，也是一種技術(shù)性能和環(huán)保性能都比較好的鉆井液，但是造價(jià)比較高。目前在我國勝利油田及新疆油田累積100余口井中已加以應(yīng)用，在技術(shù)上取得了較好的使用效果［16］，但關(guān)于其海洋環(huán)保指標(biāo)及環(huán)保性能的研究成果目前較為缺乏，還應(yīng)進(jìn)一步研究作為技術(shù)推廣及管理控制的依據(jù)。

5.2 控制鉆井液和鉆屑中營養(yǎng)鹽和重金屬污染物的排放，制定相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)和限值

從我國海上油田環(huán)境現(xiàn)狀來看，除油類污染外，水體中的有機(jī)污染和富營養(yǎng)化程度也比較高，而海底沉積物中重金屬累積效應(yīng)明顯，導(dǎo)致一些底棲生物體中重金屬含量升高甚至超標(biāo)。油田水體富營養(yǎng)化除了與排放的鉆井液和鉆屑中磷酸鹽、化學(xué)需氧量和生化需氧量（COD和BOD）含量較高向水體擴(kuò)散有關(guān)外，還與油田污水排放等因素有關(guān)。而海底沉積物和底棲生物中重金屬污染則與廢棄鉆井液和鉆屑的排放有直接關(guān)系。從目前的法律法規(guī)看，世界各國中只有英國禁止含有某些金屬（如汞、鎘、有機(jī)錫）和有機(jī)物（如有機(jī)鹵素和氯酯類）的鉆井液和鉆屑排放，其他國家相關(guān)規(guī)定較少。我國《海洋石油勘探開發(fā)排放限值》中僅對鉆井液中重晶石的汞和鎘的含量進(jìn)行了限定，對其他重金屬和有機(jī)污染物均沒有排海含量限制，這很可能是我國油田海洋環(huán)境重金屬和營養(yǎng)鹽污染的重要原因。而我國海上油田多為淺海油田，距離陸地較近，油田海域功能較多，除石油開發(fā)功能外，還可能兼容漁業(yè)、旅游、交通等功能，油田水域距離養(yǎng)殖區(qū)、旅游區(qū)以及海洋保護(hù)區(qū)等較近，有的油井還建設(shè)在自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，油田廢棄物的排放更應(yīng)從嚴(yán)控制。由此認(rèn)為，為提高油田及鄰近水域的海洋環(huán)境質(zhì)量，應(yīng)采取措施對廢棄鉆井液和鉆屑中的有機(jī)物和營養(yǎng)鹽以及重金屬的含量加以限定。

5.3 將鉆井巖屑和泥漿排放造成的環(huán)境影響納入生態(tài)損失補(bǔ)償機(jī)制

鑒于海洋開發(fā)項(xiàng)目對海洋生態(tài)環(huán)境所造成的永久或暫時(shí)的影響，我國海洋管理部門已在海洋生態(tài)損害補(bǔ)償賠償方面作出探索。2010年山東省首次對海洋生態(tài)損害賠償和損失補(bǔ)償進(jìn)行規(guī)范［17］，并提出了海洋生態(tài)損害賠償和損失補(bǔ)償?shù)木唧w評估辦法。浙江、天津、廣東等沿海地區(qū)也對此進(jìn)行了嘗試。2013年8月國家海洋局發(fā)布了《海洋生態(tài)損害評估技術(shù)指南（試行）》［18］，對海洋生態(tài)損害補(bǔ)償和賠償?shù)姆椒ㄟM(jìn)行了規(guī)范。但在實(shí)際論證及管理過程中，對海洋石油鉆井項(xiàng)目，往往只考慮鉆井平臺等構(gòu)筑物造成的生態(tài)損失，鉆井液排放造成的生態(tài)損失則往往被忽略。而實(shí)際上如前所述，廢棄鉆井液和鉆屑中油類、營養(yǎng)鹽、有機(jī)物以及重金屬對海洋環(huán)境的影響是現(xiàn)實(shí)存在的，并影響了海洋生物的生長、發(fā)育、繁殖，導(dǎo)致生態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。且大量鉆井泥漿和鉆屑的排放占據(jù)海底面積較大，局部鉆井廢棄物較厚，大量底棲生物來不及逃離而被掩埋，即使不含污染物質(zhì)，鉆井泥漿和鉆屑排放區(qū)海底生態(tài)恢復(fù)也需要較長時(shí)間。因此，建議參照相關(guān)規(guī)范，并制定實(shí)施細(xì)則針對鉆井泥漿和鉆屑的排放進(jìn)行海洋生態(tài)損害補(bǔ)償，用于公共水域海洋生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)和修復(fù)。

5.4 對鉆井液和鉆屑的排放加強(qiáng)監(jiān)管并進(jìn)行環(huán)境影響后評價(jià)

和陸地石油開發(fā)項(xiàng)目相比，海洋石油開采污染物達(dá)標(biāo)排放監(jiān)管難度較大，針對廢棄鉆井泥漿和鉆屑而言，即使存在違規(guī)排放的情況，由于海水的掩蓋，監(jiān)管部門也很難發(fā)現(xiàn)，違規(guī)排放甚至可能成為海洋環(huán)境污染的主要原因，采取有效的監(jiān)管措施是防止鉆井泥漿和鉆屑污染物違規(guī)入海，改善海洋環(huán)境的必要手段之一。完善的監(jiān)管措施可以將海洋環(huán)境影響降至最低。針對海洋廢棄鉆井液和鉆屑污染物的產(chǎn)生環(huán)節(jié)和污染特征，筆者認(rèn)為可從以下幾個(gè)方面加強(qiáng)監(jiān)管。

5.4.1 從技術(shù)角度準(zhǔn)確估算各類廢棄鉆井泥漿和鉆屑源強(qiáng)，為監(jiān)管提供科學(xué)依據(jù)

（1）核實(shí)不同鉆井段采用的鉆井液類型。不同的鉆井剖面需采用不同的鉆井液，在確定廢棄鉆井液和鉆屑源強(qiáng)時(shí)，需根據(jù)鉆采地層特征和鉆井剖面類型按鉆井傾斜程度以及地層復(fù)雜程度核實(shí)鉆井液類型，重點(diǎn)核實(shí)需要采用油基鉆井液或合成基鉆井液的水平井、延伸井、大斜度井以及復(fù)雜地層及含油地層鉆井段及鉆采長度，準(zhǔn)確估算污染較為嚴(yán)重的非水基鉆井液及其鉆屑的排放量，準(zhǔn)確估算含又地層鉆井液和鉆屑的排放量。

（2）定量計(jì)算廢棄鉆屑和泥漿的體積和質(zhì)量。采用理論公式定量計(jì)算廢棄干鉆屑的體積：

式中：r為井徑，也即鉆頭直徑（m）；h為井深（m）。

然后按照不同鉆井液類型根據(jù)井眼擴(kuò)大率（%），固相清除率（%），以及鉆屑中基液質(zhì)量滯留率（%）、鉆屑密度等分別計(jì)算廢棄鉆屑和廢棄鉆井液的產(chǎn)生量［3］。

采用上述方法可較為準(zhǔn)確地估算各類廢棄鉆井泥漿和鉆屑源強(qiáng)，作為海洋管理部門的監(jiān)管依據(jù)。

5.4.2 完善執(zhí)法細(xì)則，加強(qiáng)施工監(jiān)測和定期匯報(bào)，建立環(huán)境影響后評價(jià)制度

在世界各國，關(guān)于廢棄鉆井液和鉆屑的排放不僅立法嚴(yán)格，而且執(zhí)法也十分嚴(yán)格。在美國，有關(guān)法律規(guī)定，在鉆井過程中，每月和完鉆時(shí)必須提供鉆井液生物毒性數(shù)據(jù)；鉆井液及其廢棄物達(dá)標(biāo)方可排放；對于超標(biāo)排放者，處以100美元／d的罰款；對于蓄意或無視規(guī)定者處以250～25 000美元／d的罰款，甚至處以監(jiān)禁［14］。我國目前對鉆井泥漿和鉆屑的執(zhí)法管理也逐漸完善，在相關(guān)細(xì)節(jié)上加強(qiáng)管理是進(jìn)一步防止鉆井液和鉆屑違規(guī)排放的有效途徑。首先，對鉆井廢棄物排放要進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)理，其次要定期檢查：根據(jù)鉆井進(jìn)度和源強(qiáng)估算結(jié)果核實(shí)各類鉆井泥漿和鉆屑處置量，要求提供鉆井液污染監(jiān)測數(shù)據(jù)，對需要回收的鉆井泥漿和鉆屑查驗(yàn)接收公司證明，核實(shí)接收量。再者，建議管理部門組織進(jìn)行鉆井巖屑和泥漿海洋環(huán)境影響后評價(jià)，對其有機(jī)污染、重金屬污染以及油類污染、占用海底以及生物影響情況進(jìn)行綜合評估，對其污染現(xiàn)狀形成清晰的認(rèn)識，以便采取措施減輕污染并逐步恢復(fù)油田及鄰近水域特別是我國淺海石油開采區(qū)的海洋環(huán)境。

［1］ 邱戈冰．海洋石油開發(fā)工程環(huán)境影響后評價(jià)研究［D］．青島：中國海洋大學(xué)，2006．

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［4］ 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會．GB4914－2008海洋石油勘探開發(fā)污染物排放濃度限值［S］．2008．

［5］ 何遠(yuǎn)信．鉆井液技術(shù)展望［J］．探礦工程，1999（1）：24－25．

［6］ 陳澈．論述含油鉆屑處理技術(shù)［J］．科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（12）．

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［18］ 國家海洋局．海洋生態(tài)損害評估技術(shù)指南（試行）［Z］．2013．