油田礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理方案探討
——以榮興屯太陽島油田為例

陸　陽，王　淼，鄭玉萍，韓　曄

(1.天津市控制地面沉降工作辦公室，天津 300061；2．天津華北地質(zhì)勘查局地質(zhì)研究所，天津 300170)

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油田礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理方案探討
——以榮興屯太陽島油田為例

陸陽1，王淼1，鄭玉萍1，韓曄2

(1.天津市控制地面沉降工作辦公室，天津 300061；2．天津華北地質(zhì)勘查局地質(zhì)研究所，天津 300170)

[摘要]油田企業(yè)的石油勘探、生產(chǎn)過程中，會(huì)對(duì)周邊地質(zhì)環(huán)境造成一定影響，需要開展地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理工作。油田由于其地理位置的特殊性，其礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)治理方案也有所不同。以榮興屯太陽島油田為例，油田生產(chǎn)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在對(duì)含水層的影響，對(duì)地形地貌的影響和對(duì)土地資源的影響三個(gè)方面。針對(duì)三種地質(zhì)環(huán)境影響，需要采取的保護(hù)及治理措施包括開展地下水資源監(jiān)測，根據(jù)土地利用歷史和現(xiàn)狀現(xiàn)狀開展土地資源恢復(fù)工程，土壤鹽漬化監(jiān)測等。通過本文論述，以求探討合理的油田地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理方案，為同類工作的開展提供一定的借鑒和參考。

[關(guān)鍵詞]油田；地質(zhì)環(huán)境影響；地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理

2009年3月國土資源部頒布了44號(hào)令(《礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)規(guī)定》)，要求礦山生產(chǎn)企業(yè)要對(duì)生產(chǎn)及影響范圍內(nèi)造成的地質(zhì)環(huán)境影響進(jìn)行保護(hù)、恢復(fù)以及治理。

油田生產(chǎn)企業(yè)在我國為數(shù)眾多。由于礦體特殊的賦存狀態(tài)，以及獨(dú)有的生產(chǎn)方式、開采工藝和對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響情況，其與其他諸如固體礦山等礦山開采具有較大差別。因此，探討針對(duì)于油田開采的地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理方式方法，具有重要意義。國內(nèi)對(duì)于油田的地質(zhì)環(huán)境影響及其治理措施的研究范例尚且不多。本文討論了位于沿海地帶的油田——榮興屯太陽島油田的礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理的方式方法，以求對(duì)同類工作起到一定的參考意義。

1油田情況簡介

榮興屯—太陽島油田地處渤海灣中部、遼河三角洲腹地，橫跨盤錦市大洼縣和營口市大石橋市兩個(gè)行政區(qū)域(圖1)。礦區(qū)面積86.648 km2。油田跨盤錦市與營口市的界河—大遼河，主要處于大遼河下游及入?？诓课?。

榮興屯太陽島油田于1965年開始鉆探，1991年4月榮興屯油田投入正式開發(fā)，太陽島油田則于1999年正式開發(fā)。油田總共經(jīng)歷了滾動(dòng)勘探開發(fā)、開發(fā)方案編制與實(shí)施、開發(fā)調(diào)整三個(gè)階段。截止2011年年底，榮興屯-太陽島油田累計(jì)開發(fā)井199口，生產(chǎn)井148口，注水井45口，其它井6口。年度石油產(chǎn)量6.238 5萬 t，天然氣產(chǎn)量0.207 6億 m3。

2地質(zhì)環(huán)境概況及影響

2.1地形地貌

本區(qū)地表地貌為遼河下游沖海積平原，地勢低洼平坦。地面海拔平均高度2～4 m左右。由于遼河水系將大量的泥沙帶入海中，潮間帶逐年增高，海水在相對(duì)逐年后退，每年形成近萬畝的退海灘涂。隨著潮間帶的淤進(jìn)與圍海造陸的發(fā)展，原先位于灘涂上的太陽2號(hào)、3號(hào)平臺(tái)已常年位于陸上。至此礦權(quán)范圍內(nèi)全為陸上部分。

圖1　榮興屯太陽島油田地理位置圖

系組代號(hào)巖性描述第四系新近系古近系平原組Qp厚度90～400m,巖性以粉砂、粘土、砂礫夾鈣質(zhì)結(jié)核為主。成因主要為沖積、沖洪積、沖湖積、沖海積、海積等。明化鎮(zhèn)組Nm厚度200～400m,分上下兩段。下部黃綠、灰綠、淺棕紅色泥巖、紫斑雜色泥巖與淺灰、灰白、黃綠色粉砂巖、砂巖、含礫砂巖互層,上部淺灰白色粗粒含砂礫巖、砂巖為主夾黃綠色砂質(zhì)泥巖。館陶組Ng厚度7～300m,巖性為灰白色厚層砂礫巖、含砂礫巖、礫巖為主,夾少量灰綠、黃綠色砂質(zhì)泥巖。底部礫巖富含燧石顆粒,歷史成分復(fù)雜。東營組Ed視厚度0～1828m。巖性以灰綠、綠灰、褐灰、棕紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖與淺灰、灰白色砂巖、長石砂巖、砂礫巖、含礫砂巖間互為特征。沙河街組Es共分為四段。沙河街組四段厚度0～813.5m,包含綠色泥巖夾玄武巖段、高升油層段、杜家臺(tái)油層段三個(gè)巖性段;三段厚度0～1861m,為大段灰黑、褐灰色泥巖;二段厚度0～380m,巖性以淺灰白、肉紅色砂礫巖,長石砂巖,鈣質(zhì)砂巖為主,局部地區(qū)見長石砂巖夾灰綠、棕紅、灰色泥巖;一段厚度0～945m,巖性以灰、深灰色泥巖為主,與灰白色砂巖、砂礫巖不等厚互層。

2.2地質(zhì)及石油地質(zhì)概況

2.2.1地質(zhì)概況

本區(qū)前新生界巖石地層屬華北地層區(qū)，發(fā)育有太古宇、中上元古界、古生界、中生界。與石油開采密切相關(guān)的新生界地層主要發(fā)育有古近系沙河街組、東營組；新近系館陶組、明華鎮(zhèn)組以及第四系平原組地層(表1)。

2.2.2石油地質(zhì)概況

榮興屯太陽島油氣田含油目的層為東營組、古近系沙河街組一段、三段。氣藏開發(fā)深度在1 250 m以下，油藏開采深度在1 600 m以下。具體油藏情況見表1。

2.3水文地質(zhì)概況

工作區(qū)主要含水層類型為：第四系松散巖類含水層、新近系碎屑巖孔隙—裂隙含水層。按照地下水賦存條件和含水巖組地質(zhì)時(shí)代，該區(qū)含水層劃分為第四系松散巖類含水層、明化鎮(zhèn)組碎屑巖類孔隙-裂隙含水層以及館陶組碎屑巖類孔隙—裂隙含水層(表2)。

2.4地質(zhì)環(huán)境影響

榮興屯太陽島油田對(duì)于礦山地質(zhì)環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在占用土地資源、對(duì)地下水環(huán)境的影響兩個(gè)方面。

2.4.1土地資源影響

榮興屯太陽島油田占用土地資源合計(jì)60.847 hm2。占用方式主要是油田道路、井場、場站、地下管線等，主要占用土地利用類型為水田、灘涂、耕地等(圖2)。

圖2　各土地利用類型所占比重餅圖

圖3　含水層與油井結(jié)構(gòu)相對(duì)位置示意圖

2.4.2地下水環(huán)境影響

由于油田開采的特殊性，在探井過程中不對(duì)地下水進(jìn)行大規(guī)模開采；在石油生產(chǎn)過程中也不依賴于地下水源，僅開采少量地下水用于維持礦區(qū)部分職工的生活需求。因此，油田生產(chǎn)對(duì)于地下水資源量的影響是微乎其微的，本文不再贅述。

在地下水環(huán)境影響方面，分為對(duì)淺層地下水的環(huán)境影響和對(duì)深層地下水的環(huán)境影響。深層地下水環(huán)境影響方面，由于油田鉆井、開采過程中，采用了有效的含水層封堵措施，且石油開采深度與含水層在空間上是分離的(圖3)，因此對(duì)深層地下水環(huán)境影響輕微。

對(duì)淺層地下水影響方面，在平臺(tái)周邊進(jìn)行了淺井施工，并進(jìn)行了水質(zhì)分析(表3)。

由監(jiān)測結(jié)果表顯示，深部承壓水各項(xiàng)監(jiān)測指標(biāo)均達(dá)到國家《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-93)中Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。潛水指標(biāo)也滿足Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

然而，在非正常生產(chǎn)條件下，如事故、泄漏以及大規(guī)模檢修等條件下，仍有可能發(fā)生對(duì)于地下水的污染。因此，仍需采取必要措施對(duì)地下水環(huán)境的改變進(jìn)行監(jiān)測，以避免地下水污染事故發(fā)生和擴(kuò)大。

2.4.3土壤環(huán)境影響

本次共布設(shè)深層地下水監(jiān)測點(diǎn)1個(gè)，利用現(xiàn)有油田榮水4號(hào)；淺層地下水監(jiān)測點(diǎn)2個(gè)，利用中央屯、海濱兩村莊中的民井；土樣采集自淺孔0～2 m深度處，位置在Q1、Q2附近。監(jiān)測結(jié)果見表4。

表2　榮興屯太陽島油田水文地質(zhì)特征簡表

表3　淺層地下水樣品分析結(jié)果一覽表　mg/L(pH除外)

表4　土壤樣品分析結(jié)果一覽表　mg/kg(pH除外)

由監(jiān)測結(jié)果表顯示，土質(zhì)各項(xiàng)監(jiān)測指標(biāo)均滿足《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。在正常生產(chǎn)條件下，平臺(tái)石油生產(chǎn)對(duì)于灘涂水土環(huán)境影響較輕。

與地下水環(huán)境影響一樣，在事故、泄漏、檢修等過程中，仍可能發(fā)生不可預(yù)料的水土環(huán)境污染情況。因此，需要采取必要措施進(jìn)行監(jiān)測，以避免大規(guī)模水土污染事件的發(fā)生。

3礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理方案探討

如上述章節(jié)所述及，榮興屯太陽島油田對(duì)周邊地質(zhì)環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在土地資源、地下水環(huán)境以及土壤環(huán)境改變?nèi)齻€(gè)方面。針對(duì)這三個(gè)方面，提出如下恢復(fù)與治理措施。

3.1土地資源恢復(fù)

根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定，礦山企業(yè)在開采結(jié)束時(shí)期，需要消除對(duì)周邊地質(zhì)環(huán)境的不良影響。因此，需要開展土地資源的恢復(fù)工作。結(jié)合本油田特點(diǎn)，對(duì)于占用土地資源的恢復(fù)，主要有以下恢復(fù)措施。

3.1.1農(nóng)用地恢復(fù)措施

工程措施：當(dāng)油井完全閉井后，首先進(jìn)行地表清理，使用碎渣填平井場內(nèi)的泥漿污水池，然后覆土平整，耕地覆土厚度為30 cm，田面設(shè)計(jì)高差±0.05 m以內(nèi)。

生物化學(xué)措施：土地資源恢復(fù)區(qū)由于機(jī)械和人工作業(yè)的緣故，井場土壤一般比較密實(shí)，可采用耙、深松翻等措施，調(diào)高土壤孔隙度，改良土壤結(jié)構(gòu)，增施有機(jī)肥225 m2/hm2，施肥時(shí)間為3 a。

共計(jì)清運(yùn)土方10.748 3×104m3，客土回填面積16.122 5×104m3，施用有機(jī)肥3.627 6×104m3。

3.1.2道路恢復(fù)措施

道路為永久占地，井場建成后由油田和當(dāng)?shù)厝罕姽餐褂茫虼送恋刭Y源恢復(fù)主要為路面修葺，設(shè)計(jì)泥結(jié)碎石路面，采用內(nèi)燃?jí)郝窓C(jī)6～8 t進(jìn)行路基壓實(shí)，人工鋪攤碎石路面。設(shè)計(jì)泥結(jié)碎石路面，路面寬6.00 m，路面厚0.1 m。設(shè)計(jì)路面剖面如下圖4。共計(jì)道路恢復(fù)面積3.907 6 hm2。

圖4　設(shè)計(jì)道路平面圖(mm)

3.2地下水監(jiān)測

上文已述及，雖然正常生產(chǎn)環(huán)境下，水樣分析測試結(jié)果表明，油田生產(chǎn)對(duì)周圍地下水環(huán)境造成的影響是輕微的，然是在事故狀態(tài)及特殊情況下，仍然有可能造成地下水污染事故。這就要求對(duì)地下水環(huán)境進(jìn)行長期動(dòng)態(tài)監(jiān)測。具體包含水位動(dòng)態(tài)監(jiān)測以及水質(zhì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測。

布置水位監(jiān)測及水質(zhì)監(jiān)測井位如表5所示。水位監(jiān)測頻率為6次/月。考慮油田污染物特征，監(jiān)測項(xiàng)目為pH、揮發(fā)酚、高錳酸鹽指數(shù)、硝酸鹽、總硬度、石油類、細(xì)菌總數(shù)共7個(gè)指標(biāo)作為監(jiān)測因子。監(jiān)測頻率3次/a，分別在枯水期、豐水期及平水期進(jìn)行監(jiān)測。油井檢修、油井事故時(shí)要及時(shí)進(jìn)行加密監(jiān)測。

表5　含水層及土壤監(jiān)測點(diǎn)一覽表

3.3土壤環(huán)境監(jiān)測

在石油生產(chǎn)發(fā)生事故、泄漏等非正常生產(chǎn)情況下，有可能對(duì)土壤環(huán)境造成破壞，因此需要開展土壤環(huán)境監(jiān)測。監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)原則為：重點(diǎn)監(jiān)測石油開采平臺(tái)、進(jìn)場道路、輸油管線等可能發(fā)生土壤污染的地段，整體控制礦區(qū)其他地段。根據(jù)礦山開采整體布置，在各平臺(tái)周邊、各條進(jìn)場道路沿途，各布設(shè)一組表層沉積物取樣點(diǎn)。根據(jù)工作區(qū)特點(diǎn)，布置土壤環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)如表6所示。

土壤監(jiān)測因子選擇：PH值，土壤中重金屬鉻(Cr)、砷(As)、鎘(Cd)、鉛(Pd)，最高允許含量采用《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；土壤中石油類最高允許含量(臨界含量)，選用國家《土壤環(huán)境容量研究》提出的土壤環(huán)境質(zhì)量建議標(biāo)準(zhǔn)(300 mg/kg)。監(jiān)測頻率1次/年，于枯水期進(jìn)行。

4結(jié)語

通過本文對(duì)于榮興屯太陽島油田的地質(zhì)環(huán)境影響與保護(hù)恢復(fù)方案的討論，可以得出如下結(jié)論：

(1)油田對(duì)于地質(zhì)環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在土地資源占用、地下水環(huán)境以及土壤環(huán)境影響三個(gè)方面；

(2)油田土地資源恢復(fù)措施根據(jù)原始用途的不同，包括土地平整、引入客土、增施有機(jī)肥、道路修葺等；

(3)油田地下水資源保護(hù)措施以地下水位、水質(zhì)監(jiān)測為主；

(4)油田土壤環(huán)境保護(hù)措施以土壤監(jiān)測為主要方式。

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Discussion on Geological Environment Protection and Treatment Scheme of Oilfield——A Case Study on Oilfield Rongxingtun&Taiyangdao

LUYang1，WANGMiao1，ZHENG Yu-ping1，HANYe2

(1.Tianjin Land Subsidence Controlling Office，Tianjin，300061；2.Geological Institute of Huakan，Tianjin，300170)

Abstract:Oilfield impacts the geological environment around during oil exploitation and production process. So it’s important to develop geological environment protection and management. Mine geological environment influence and protection scheme of oilfield is different from others according to its specificity. The main influence factors of geological environment caused by oil production are aquifers, topography and land resource occupied. The proper control measures are groundwater monitor, recovery project of land resources, soil salinization.monitor. The paper discussed the proper protection treatment scheme of geological environment of oilfield and we want to provide train of thought for similar work.

Key words:oilfield；geological environment influence；geological environment protection and treatment

[中圖分類號(hào)]P641.4+6

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1004-1184(2016)02-0167-04

[作者簡介]陸陽(1983-)，女，天津人，工程師，主要從事地面沉降規(guī)律、機(jī)理及與其相關(guān)的水文、環(huán)境地質(zhì)研究工作。

[收稿日期]2015-10-28