油田污染行业分析报告Word文档下载推荐.docx

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2015年，我国天然气产量、消费量分别达到1379.6、1973.2亿方，CAGR分别为10.5%、15.1%。

截至2015年，天然气累计探明地质储量3.92万亿方，较“十一五”增长27.7%，可支持30年开采。

“十二五”期间我国页岩气勘查开采取得重大突破，累计新增探明地质储量5441.29亿方。

自

2015年我国页岩气产量44.71亿方，同比增长258.5%。

图表1：

我国原油产量、储量及产量增速

图表2：

我国天然气产量、储量及产量增速

石油开采产业链较长，技术复杂，多个技术环节容易产生污染，每年对地表、地下生态环境造成严重污染。

受资源禀赋、石油勘探开采技术研究等影响，全球石油开采主要经历三个阶段：

第一阶段以利用天然能量开采为主，依靠油田自身的压力开采原油，钻井深度不

大，石油采收率平均为15%-20%。

第二阶段，随着地层能量下降与钻井工程技术的突破，以人工增补地层能量的注

水开采技术开始被广泛应用。

这一阶段，测井技术与钻井技术得到迅速发展，井深4500

米以上的超深钻井技术得以发展，石油采收率被提高至30%以上。

我国多数油田目前处于二次采油的后期，每百吨采出液体中含水率近90%，抽油机电力消耗主要用于抽水。

如何开采油田内剩余70%的石油是我国石油行业的面临的艰巨任务。

第三阶段，随着电子计算机与现代技术模型的应用，多种钻井、采油方式得以应用，包括酸化、蒸汽、聚合物压裂等方式开始逐步登上舞台。

海上油气开采也迅速发展，2014年我国海上原油产量0.46亿吨，占全国原油产量20%以上。

图表3：

目前原油开采以二次采油为主，技术升级将使采收率不断提升

通常来讲，石油开采需要经历地质勘探、钻井、测井、井下作业、采油五大阶段。

每个环节均对地表、地下生态环境造成严重污染。

其中钻井、采油环节需要消耗大量水资源，并加入多种化学物质用于协助钻井、采油等，产生大量高盐、含油废水、污泥，是对环境造成污染最为严重的两个环节。

勘探：

利用人工爆炸或其他方式激发地震波，根据地震波在岩石中传播规律来查明地下的地质构造。

勘探过程中因爆炸和地震波所产生的氧化氮等有毒气体、泥浆和其他废物对地表水、地下水会产生一定影响。

钻井：

利用机械设备，将地层钻成具有一定深度的圆柱形孔眼的工程。

根据用途、矿藏埋藏深度不同，采用的钻井技术以及钻井的直径、深度都有所不同。

钻井过程产生污染主要包括废弃泥浆、噪声、机械冲洗水、废钻井液等，其中钻井泥浆产量占过程泥浆总量70%以上。

测井：

在井中放入测量仪器，测量地层的各种物理参数，评价地层的岩层地质特

性、矿藏储积能力，用以确定油气层储量及开采情况。

测井过程中需要用到大量放射性物质，其中挥发至大气的放射性气体、跑冒滴漏的废水是主要污染物。

井下作业：

对油气水井进行油气勘探、维护、生产、增产、报废前后等井下作业

的总称，主要包括射孔、压裂、修井、改造等环节。

井下作业中污染物种类较多，固

体污染物包括废弃钻井泥浆、压裂过程中的油砂、蜡、盐等，液体污染物包括洗井、压井、冲砂过程中产生的废水、压裂施工后剩下的废液、酸化后的废酸液、渗漏的原油等，气体包括可挥发的烃类气体、洗井过程中产生的硫化氢气体、二氧化硫、一氧化碳、烟尘等。

采油：

把地下的油气资源从地层采出地面，将开采的气液混合物通过管道和计量站装入原油处理站，实施气液分离、脱水处理等，达到外输要求的过程。

采油过程产生的污染物包括采油污水、落地原油、废气等。

图表4：

油气开采主要环节污染情况概述

1.2、含油危废长期未得到有效处理，潜藏污染规模巨大

油田开采完成后产生大量废水、废渣，其中含汞废物、含油污泥与钻井液等均属

于易燃、有毒性的危险废物，需要具备专门资质的企业处理。

我们整理了主要油气生

产省份的生产用水定额等资料，估算每年油气生产耗水规模在12-15亿方左右，产生污泥超过1000万方。

自2008年全国颁布国家危废名录以来，油气开采、炼制过程中的含油废水、污泥便被划为易燃、有毒性的危险废物，根据环保部发布的《2016年全国大、中城市固体废物污染环境防治年报》，2015年全国共产生3976.1万吨工业危险废物，其中综合利用量2049.7万吨、处置量1174万吨、贮存量810.3万吨。

截至2015年，全国共颁发危险废物（含医疗废物）经营许可证共2034份，其中江苏省颁发最多，共327份。

全国危险废物核准经营规模达5263万吨/年，其中核准利用规模4155.1万吨/年，核准处置规模982.4万吨/年。

2015年危废实际经营规模1536万吨，实际利用量1096.8万吨，实际处置量426万吨。

依据我国原油与天然气开采用水限额推算，不考虑废水处理后回注，我们估计每年开采原油天然气用水12-15亿m3左右，产生废水10-12亿m3。

按出泥量0.5%估计，每年约有500-600万方含油污泥。

由于天然气产生废水与污泥较少，我们后文着重分析原油污染治理市场。

此外，据统计，2015年我国钻井数约为1.71万口，同比下降22%，2016年估算为

1.5万口左右。

假设每口井产生泥浆300万方，我们估计每年产生的钻井泥浆约为

400-500万方左右。

两者合计，保守看每年产生的污泥重量超过1000万方。

图表5：

部分省区石油与天然气开采用水限额情况一览

图表6：

对原油、天然气开采水耗与污泥产量的估算

通过对我国危险废物处理现状的分析，我们得出结论：

含油污泥在“十三五”以前并未按国家规定进行有效处理，潜藏污染规模巨大。

我国油田产量占比最高的省份包括黑龙江、天津、山东、陕西、新疆五省，其原油产量占全国比重61%，而这些省份危险废物处理许可证发放数量仅占全国总数14%。

由于我国危险废物禁止跨省运输，我们推测，油气开采、炼化过程中产生的各种危险废物在本地可能没有足够的处理能力，亦并未得到有效处理便直接排放，可能对环境造成了极大的污染。

换个思路比较：

假设上文提到的黑龙江等五省含油污泥产量与其原油产量比例匹配，则五省所产污泥重量约为600万方左右。

依据环保部的统计，上述五省2014年处置危废总量100.76万吨，占全国总量21.4%。

由于含油污泥压缩系数大，处置时体积缩小空间非常有限，我们认为，含油污泥在上述这些省份可能并未按危废处理规定进行处置。

我们推断，油气开采阶段的含油污泥很长时期内并未按照国家危废处置规定进行有效处理。

无论采取哪种简易方式对含油废水、污泥进行处理，都将不可避免的对环境造成一次或二次污染，潜藏污染规模巨大。

图表7：

2015年我国原油分省份产能分布

图表8：

我国油气田多位于西部、中部缺水地区

图表9：

我国排污许可证颁发数量江苏广东最多，五大产油省份总和仅为14%

图表10：

2014年我国危废实际处置量分省份一览，五大产油省份总和仅为21.4%

2、含油废水治理难、技术稀缺，千亿市场待开发

2.1、采油废水污染物成分复杂，理化性质决定其极难处理

含油废水污染物成分复杂，主要因其含有许多固体颗粒、油及各种残余助剂。

废

水中成分多样、产量巨大、水质变化快。

理化性质复杂使其非常难以处理。

含油废水中主要成分是油和水，废水中所含油类物质，有的比重小于1、有的大于

1，因而油水存在的状态在同一类废水中也可能不同。

油水状态越稳定，含油废水处理难度越大，如溶解油和乳化油。

图表11：

含油废水的四种主要状态

复杂的采油技术也是导致含油废水难以处理的另一种原因。

由于油气田的地质条件不同，所采用的驱油技术、加入的驱油物质各不相同，废水中含油的COD、BOD、重金属含量等均有所不同，处理工艺需因地制宜。

废水中含有的成分复杂。

原油开采过程中，除含原油外，还包括有机物、矿物盐、菌类、重金属离子、各种有害杂质，固、液、气三种凝聚态共混，浓度高、污染分布不均，很难处理。

从理化性质的角度分析，乳化状态是含油废水难以处理的主要原因。

●原油乳化液是在开采过程中形成的，由于原油和水经过强烈摩擦，在树脂、胶质、有机酸等天然表面活性剂催化作用和油泵桨叶的冲刷下，油水被强烈混合形成原油乳化液。

●对于常见的O-W胶束结构，水分子在油-水界面上定向吸附呈坚固的界面膜，双吸现象制止了油水液滴相互接触，无数个这样的胶束形成稳定的乳化液，极难破乳。

●有的天然表面活性剂电离时阳离子溶于水，有机阴离子吸附在油滴表面形成油

-水型双电层结构。

因为存在动电势结构，体系比较稳定，不易破乳。

●此外，很多废水中的固体粒子如CaCO3、SiO2等因具有油水双润性，在油水界

面与油水共同混合形成稳定结构，阻碍油粒或水珠聚并成大分子，形成的乳化

液不易破乳。

对于含油废水的处理，破乳絮凝是水处理的最关键技术之一。

在破乳絮凝同时，

要兼顾去除水中的有机物、悬浮物等，其目的最终是降低乳化液的稳定性，以便进入下一流程进行处理。

图表12：

含油废水乳化状态难分解的结构分析

含油污泥的主要来源包括采油废水处理后的污泥与油田集输过程中产生的污泥。

含油污泥中同样有极其稳定的悬浮乳状液体系，并含有大量高浓度的老化原油、固体悬浮物、腐蚀产物等，比一般污泥的压缩系数大了约20倍，属于难过滤性污泥，极难处理。

含油污泥对环境危害巨大，其来源主要包括钻井完井、原油开采、油田集输、储运过程产生的含油污泥。

不同来源的污泥，其中含油率有所不同。

原油开采与钻井完井过程是最主要的两大污泥生产源。

图表13：

含油污泥主要来源一览

图表14：

含油污泥压缩比阻大，持水力强，难以沉降

含油污泥会对周边大气、水环境、土壤造成全方位污染。

含油污泥中含大量烃类，挥发容易使空气中VOCs超标。

散落和堆放的油泥会污染周围区域的土壤。

油分、重金属渗入土壤后会使土壤板结并渗入地下水中污染水环境，植物与微生物难以生存，重金属也会通过食物链最终进入人体危害人类健康。

钻井泥浆中主要超标物质包括悬浮物、Cl-、COD、石油类，来源包括地质中的土壤颗粒、钻井液中的无机物、地质中有机质分解产物以及钻出油类物质。

由于钻井泥浆PH、COD偏高，不达标排放易使土壤盐碱化、板结，并危害动植物的生长。

超标的石油类与部分重金属离子容易渗入土壤，不容易随水迁移与被微生物降解，容易通过食物链累计不断向高等生物聚集危害人类健康。

图表15：

部分钻井泥浆的污染物浓度情况一览（钻井液体系与井口各不相同）

含油废水处理后形成的含油污泥，与采输过程中各种原油储存罐中累积的污泥是另外两大污泥主要来源。

含油废水处理后的污泥含水率较高，通常在90-95%之间；

原油储存罐中累积的污泥含油率通常在30%左右，多者可达50%以上。

含油污泥难处理的原因主要包括：

1.密度差小、充分乳化导致持水力强、难以沉降；

2.颗粒