鉆井井場(chǎng)建設(shè)選址原則及工作程序

劉國(guó)發(fā)

(中國(guó)石化西南油氣田，四川成都 610016)

0 引言

石油鉆井鉆前工程是石油勘探開(kāi)發(fā)中最重要的一項(xiàng)土建工程，也是鉆井工藝和建筑工程相結(jié)合的復(fù)合型工程。由于該工程自身的特殊性，除了要遵循建筑行業(yè)規(guī)范和管理程序外，還必須執(zhí)行石油行業(yè)技術(shù)規(guī)程［1］，如果由于前期選址、災(zāi)害評(píng)估及隱患治理不到位，輕者影響鉆井安全生產(chǎn)，重者導(dǎo)致井場(chǎng)報(bào)廢和人民生命財(cái)產(chǎn)受到嚴(yán)重威脅，建立西南油氣田井場(chǎng)選址、災(zāi)害隱患治理及井場(chǎng)建設(shè)規(guī)范化體系，完善鉆前工程建設(shè)管理，最大限度降低井場(chǎng)建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)和施工成本，促進(jìn)勘探開(kāi)發(fā)鉆井的安全實(shí)施有著重要意義。

1 鉆前工程井場(chǎng)選址規(guī)劃原則

井場(chǎng)工程選址，除了受社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件因素影響外，井場(chǎng)地貌條件、巖土體條件、構(gòu)造條件及其他環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題是進(jìn)行井場(chǎng)選址的必選條件，其選址的正確與否決定工程建設(shè)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果乃至工程建設(shè)的成敗，是工程建設(shè)在工程技術(shù)方面較為關(guān)鍵的工作。

1.1 地下為主、地面為輔的原則

鉆前工程地址的選擇，首先應(yīng)滿足地下地質(zhì)目標(biāo)的要求，當(dāng)井位的地理?xiàng)l件難以滿足施工要求時(shí)，要在地下地質(zhì)目標(biāo)允許的地面范圍內(nèi)移動(dòng)井口位置。同時(shí)要考慮井場(chǎng)大小滿足鉆井及附屬設(shè)備的擺放，水源條件或供水能力，返排液的排放和處理?xiàng)l件，周邊井及叢式井平臺(tái)布局方式等等。

1.2 安全第一、環(huán)保優(yōu)先的原則

鉆前工程選址體現(xiàn)“安全第一、環(huán)保優(yōu)先”的原則。井位選址應(yīng)綜合考慮周邊人口和永久性設(shè)施、水源性質(zhì)、地理地質(zhì)特點(diǎn)、季風(fēng)方向等，確保安全距離滿足應(yīng)急需要。礦區(qū)選址應(yīng)對(duì)礦井坑道分布、走向、長(zhǎng)度和深度等進(jìn)行勘察。井場(chǎng)應(yīng)避開(kāi)滑坡、泥石流、洪水淹沒(méi)區(qū)等不良地質(zhì)地段。應(yīng)避開(kāi)地下線纜、管線等埋設(shè)物。

1.3 方案優(yōu)化、降本增效的原則

鉆前工程井場(chǎng)選址，應(yīng)在滿足地下地質(zhì)目標(biāo)的地面范圍內(nèi)，作多點(diǎn)比選;井場(chǎng)布局、公路線路選擇應(yīng)進(jìn)行多方案比較，選優(yōu)舍劣，達(dá)到控制工作量、降低鉆前工程造價(jià)和降本增效，從而提高鉆井系列工程投資效益的目的［3］。

2 鉆前工程選址要求

1)在井位勘定工作前，地質(zhì)研究人員應(yīng)在1∶10 000(山區(qū)或1∶50 000)地形圖或高清晰的googie地圖上進(jìn)行室內(nèi)井位和線路初選;對(duì)于山區(qū)井在圖上初看鉆前工作量大，或估計(jì)工程難度大的井位，應(yīng)先期開(kāi)展井位踏勘工作，在踏勘基礎(chǔ)上協(xié)同地質(zhì)、鉆前、測(cè)繪、安全和造價(jià)等專業(yè)或管理部門(mén)人員參加進(jìn)行井位勘定［2］。2)鉆前工程進(jìn)場(chǎng)道路選址，應(yīng)在滿足地下地質(zhì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)和利于鉆井工程順利實(shí)施的前提下，應(yīng)盡量選擇現(xiàn)有公路或鄉(xiāng)村公路，進(jìn)場(chǎng)線路選擇應(yīng)盡量避免穿越河道、深溝和農(nóng)田，公路軸線應(yīng)盡量沿地形等高線布置。3)井場(chǎng)規(guī)劃應(yīng)注意的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。在選址階段論證，已經(jīng)認(rèn)為適宜或較適宜井場(chǎng)建設(shè)的場(chǎng)地，仍然還會(huì)不同程度地存在著一些地質(zhì)災(zāi)害敏感地段。為了防止井場(chǎng)建設(shè)過(guò)程中在上述地段遭受或誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，應(yīng)主動(dòng)避開(kāi)地質(zhì)災(zāi)害敏感地段。當(dāng)不得不利用地質(zhì)災(zāi)害敏感地段進(jìn)行井場(chǎng)建設(shè)時(shí)，必須嚴(yán)格限制巖土工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的擾動(dòng)，甚至需要有針對(duì)性地設(shè)置地質(zhì)災(zāi)害防治工程。4)在鉆前工程選址初步完成后，對(duì)于沒(méi)有進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)、環(huán)境評(píng)價(jià)的區(qū)域，首先要開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)、環(huán)境評(píng)價(jià)，若選址處于采煤、采鹵等礦井區(qū)域，還應(yīng)開(kāi)展對(duì)礦井及其坑道分布、走向、長(zhǎng)度和深度等進(jìn)行勘察。在地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)、環(huán)境評(píng)價(jià)后沒(méi)有危害的情況下，提交工程地質(zhì)勘查。

3 鉆前工程地質(zhì)勘查要求

3.1 鉆前工程地質(zhì)勘查目的任務(wù)

1)查明場(chǎng)地地層結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、均勻性及各土層的分布，并對(duì)各土層物理力學(xué)性質(zhì)、承載力及變形特征作出評(píng)價(jià);2)查明場(chǎng)地內(nèi)不良地質(zhì)作用，并對(duì)場(chǎng)地的穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià);3)對(duì)地基基礎(chǔ)方案進(jìn)行分析論證，提出地基基礎(chǔ)方案建議;4)對(duì)可能存在的巖土工程風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并提出防治建議方案。

3.2 工程地質(zhì)勘察方法

1)采用場(chǎng)地周邊地面地質(zhì)調(diào)查(地形、巖石露頭、環(huán)境等)與探孔鑒別相結(jié)合的方法。2)鉆孔采樣鑒別為主要勘察手段。對(duì)于地形平坦、巖層露頭好、巖層埋藏淺、巖層穩(wěn)定的鉆前工程，可采用挖掘和圓錐動(dòng)力觸探方法勘察。

3.3 鉆前工程地質(zhì)勘察勘探點(diǎn)布置

工程地質(zhì)勘察基本勘探點(diǎn)應(yīng)布于各類基礎(chǔ)的外框線、轉(zhuǎn)角點(diǎn)及交叉點(diǎn)處?；究碧近c(diǎn)布置要求是:

1)井架基礎(chǔ)4個(gè)～6個(gè)點(diǎn);2)泥漿泵基礎(chǔ)1個(gè)～2個(gè)點(diǎn);3)循環(huán)系統(tǒng)基礎(chǔ)2個(gè)～3個(gè)點(diǎn);4)廢水、巖屑池3個(gè)～6個(gè)點(diǎn);5)高大擋土墻基礎(chǔ)，每20 m～30 m一個(gè)點(diǎn);6)橋梁的每個(gè)墩臺(tái)中心1個(gè)點(diǎn)。

經(jīng)基本勘察點(diǎn)勘察后，現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況仍不確定時(shí)，應(yīng)補(bǔ)充加密勘探點(diǎn)。

3.4 鉆前工程地質(zhì)勘察鉆孔勘探基本要求

1)工程地質(zhì)勘察鉆孔取芯直徑應(yīng)不小于5 cm;2)對(duì)于控制孔鉆孔深度應(yīng)進(jìn)入基巖3 m～5 m，一般鉆孔應(yīng)進(jìn)入預(yù)計(jì)基巖以下

1 m～2 m。

3.5 鉆前工程地質(zhì)勘察樣品試驗(yàn)有關(guān)要求

1)工程地質(zhì)勘察應(yīng)據(jù)場(chǎng)地土層厚度及土(石)分布情況選取土和巖石樣品作室內(nèi)試驗(yàn)。2)土的室內(nèi)試驗(yàn)應(yīng)提出的主要物理力學(xué)指標(biāo):含水率、液限、塑限、液性指數(shù)、塑性指數(shù)、容重、內(nèi)摩擦角、內(nèi)聚力指標(biāo)。3)巖石的室內(nèi)試驗(yàn)應(yīng)提出的主要物理力學(xué)指標(biāo):巖石的含水率、容重及抗壓強(qiáng)度。對(duì)于樁基礎(chǔ)還應(yīng)提供樁的極限側(cè)阻力和極限端阻力。

3.6 鉆前工程地質(zhì)勘察成果報(bào)告有關(guān)要求

《鉆前工程地質(zhì)勘察報(bào)告》應(yīng)包括以下主要內(nèi)容:

1)勘察任務(wù)的由來(lái)、工程概況、勘察目的、勘察依據(jù)及勘察工作量;2)擬建工程所在地地理位置、地形地貌、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件;3)勘察方案和土(石)性質(zhì)指標(biāo)的分析選用及技術(shù)說(shuō)明;4)對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性、工程適宜性和擬建構(gòu)筑物地基穩(wěn)定性、土(巖)均勻性、承載力做出評(píng)價(jià);5)預(yù)測(cè)環(huán)境變化和施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的工程地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，并提出相應(yīng)的防止措施及施工方法的建議;6)各類基礎(chǔ)建議方案;7)勘察結(jié)論及建議;8)附圖、附表:勘察點(diǎn)平面布置圖、鉆孔地質(zhì)柱狀圖、工程地質(zhì)剖面圖、勘探點(diǎn)工作量表、原位測(cè)試成果數(shù)理統(tǒng)計(jì)表和樣品試驗(yàn)成果表等［4］。

3.7 鉆前工程測(cè)繪

1)鉆前工程井場(chǎng)測(cè)量范圍應(yīng)不小于井口周?chē)?00 m(或地貌突變轉(zhuǎn)折點(diǎn));公路測(cè)量范圍應(yīng)不小于公路中線兩側(cè)10 m(或地貌突變轉(zhuǎn)折點(diǎn))。2)在測(cè)量設(shè)計(jì)過(guò)程中，測(cè)設(shè)單位應(yīng)加強(qiáng)與地勘、地災(zāi)評(píng)估、環(huán)境評(píng)估單位溝通，響應(yīng)地勘、地災(zāi)評(píng)估、環(huán)境評(píng)估的評(píng)價(jià)和提示，充分利用地勘、地災(zāi)、環(huán)境評(píng)估的評(píng)價(jià)與提示，及時(shí)調(diào)整井場(chǎng)布局和公路走向，優(yōu)化布局，做出相應(yīng)的防護(hù)措施。

4 地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估

1)當(dāng)擬選井位點(diǎn)所在場(chǎng)地的環(huán)境地質(zhì)條件復(fù)雜、存在潛在地質(zhì)災(zāi)害影響或不能很好滿足相關(guān)安全環(huán)保等要求時(shí)，建設(shè)單位根據(jù)已收集基本資料和掌握情況進(jìn)行論證，并初步評(píng)價(jià)井場(chǎng)建設(shè)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，決定是否利用或放棄本井位。2)若所選井位位于地質(zhì)災(zāi)害高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)或存在其他不利條件，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定對(duì)井場(chǎng)及營(yíng)地區(qū)域開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估，根據(jù)評(píng)估結(jié)果評(píng)價(jià)本井位建設(shè)方案的適宜性和經(jīng)濟(jì)效果，決定進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害治理或放棄該井位。3)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估，必須對(duì)井場(chǎng)工程遭受地質(zhì)災(zāi)害的可能性和該工程建設(shè)中、建成投入使用后引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害的可能性做出評(píng)價(jià)，提出具體的預(yù)防治理措施。4)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估成果，應(yīng)按照有關(guān)規(guī)定組織專家審查。5)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作應(yīng)委托具有甲級(jí)資質(zhì)的專業(yè)地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估機(jī)構(gòu)實(shí)施。

5 井場(chǎng)選址工作流程

井場(chǎng)選址主要目的在于規(guī)避地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)對(duì)井場(chǎng)建設(shè)造成的威脅和優(yōu)化井場(chǎng)布局降低井場(chǎng)建設(shè)成本，在整個(gè)過(guò)程中應(yīng)遵循以下主要工作流程:

1)開(kāi)展災(zāi)前評(píng)估(井場(chǎng)選址階段)，是對(duì)一個(gè)地區(qū)或一個(gè)潛在的地質(zhì)災(zāi)害事件的危險(xiǎn)程度和可能造成的破壞損失程度的預(yù)測(cè)性評(píng)價(jià)。它的目的除了為減災(zāi)決策和防治工程提供依據(jù)外，還可以對(duì)井場(chǎng)選址規(guī)劃提供參考依據(jù)［5］。2)災(zāi)前評(píng)估按工作精細(xì)級(jí)別分為區(qū)域評(píng)估、面評(píng)估和點(diǎn)評(píng)估，各種類型災(zāi)情評(píng)估的基本內(nèi)容為危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)、易損性評(píng)價(jià)、破壞損失評(píng)價(jià)、防治工程評(píng)價(jià)，但各個(gè)級(jí)別評(píng)估內(nèi)容在精細(xì)程度上又有所不同。這些結(jié)合在一起，構(gòu)成了立體的地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情評(píng)估體系，它反映了地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情評(píng)估的總體構(gòu)成。3)區(qū)域評(píng)估主要依據(jù)國(guó)土資源部門(mén)在地質(zhì)災(zāi)害詳查過(guò)程中所進(jìn)行的災(zāi)害區(qū)域劃分圖，根據(jù)井場(chǎng)坐標(biāo)位置投影初步確定井場(chǎng)區(qū)所屬地段地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性，這里的危險(xiǎn)性主要是該區(qū)域的地形地貌、地質(zhì)條件、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等判定災(zāi)害發(fā)育機(jī)率。4)面評(píng)估在區(qū)域評(píng)估的基礎(chǔ)上進(jìn)一步縮小評(píng)估范圍，從井場(chǎng)建設(shè)角度講，具體到油氣勘探開(kāi)發(fā)區(qū)塊，區(qū)塊范圍的劃分也決定了在整個(gè)油氣勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中遭遇地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的可能性，同時(shí)具體的區(qū)塊、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等也基本決定了油氣區(qū)塊內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的類型。5)點(diǎn)評(píng)估在面評(píng)估的基礎(chǔ)上具體到各油氣井井場(chǎng)，由于具有特定的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等，井場(chǎng)進(jìn)行特定的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作，包括井場(chǎng)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)、易發(fā)程度評(píng)價(jià)以及井場(chǎng)建設(shè)的適宜性分區(qū)。6)根據(jù)點(diǎn)評(píng)估結(jié)論進(jìn)行下一步工作流程:a.點(diǎn)評(píng)估結(jié)論存在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，在遵循地下為主原則的基礎(chǔ)上考慮是否采取避讓地質(zhì)災(zāi)害措施，如無(wú)法避讓則進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害的勘查、治理工作，根據(jù)治理工程的難易程度最終確定是否棄井。b.點(diǎn)評(píng)估結(jié)論不存在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)優(yōu)化井場(chǎng)布局、開(kāi)展工程地質(zhì)測(cè)繪、勘查，最終以最小工程量完成井場(chǎng)建設(shè)。

6 結(jié)語(yǔ)

1)井場(chǎng)選址在整個(gè)鉆前工程實(shí)施過(guò)程中最為關(guān)鍵，選址論證恰當(dāng)可以降低井場(chǎng)建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)與鉆前工程投資。2)井場(chǎng)選址過(guò)程中應(yīng)當(dāng)充分注意環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，尤其是場(chǎng)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度，開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估是必要的。3)井場(chǎng)工程地質(zhì)勘查、測(cè)繪是為評(píng)估、后期設(shè)計(jì)提供依據(jù)，勘查測(cè)繪技術(shù)要求應(yīng)滿足土建專業(yè)相關(guān)規(guī)范要求。4)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作應(yīng)委托具有甲級(jí)資質(zhì)的專業(yè)地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估機(jī)構(gòu)實(shí)施，在地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估的基礎(chǔ)上，針對(duì)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)應(yīng)盡量采取避讓措施。5)井場(chǎng)選址工作流程:災(zāi)前評(píng)估→區(qū)域評(píng)估→面評(píng)估→點(diǎn)評(píng)估→地質(zhì)災(zāi)害避讓或地質(zhì)災(zāi)害治理→井場(chǎng)優(yōu)化布局→工程地質(zhì)測(cè)繪、勘查。

［1］王優(yōu)龍.石油工程減災(zāi)問(wèn)答100例［M］.北京:石油工業(yè)出版社，1993.

［2］湯文良.鉆前土建工程基本知識(shí)［M］.北京:石油工業(yè)出版社，2002:7.

［3］李明義.油氣田工程技術(shù)文集［M］.北京:石油工業(yè)出版社，2001.

［4］GB 50021-2002，巖土工程勘察規(guī)范［S］.

［5］金曉媚，劉金韜.地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情評(píng)估系統(tǒng)［J］.水文地質(zhì)工程地質(zhì)，1998(3):30-32.