準(zhǔn)噶爾盆地古爾班通古特沙漠地區(qū)油田地質(zhì)環(huán)境問題分析

王才川+鐵文斌+厲良+周曉萌

摘要：根據(jù)古爾班通古特沙漠特征及區(qū)內(nèi)典型區(qū)塊石油開發(fā)利用方式，以夏鹽11井區(qū)為例深入分析石油開采形成的礦山地質(zhì)環(huán)境問題。

關(guān)鍵詞：古爾班通古特沙漠；地質(zhì)環(huán)境；油田

1.前言

古爾班通古特沙漠位于新疆準(zhǔn)噶爾盆地中央，是我國面積最大的固定、半固定沙漠，區(qū)內(nèi)蘊(yùn)藏著豐富的石油、天然氣等礦產(chǎn)資源，區(qū)內(nèi)分布有陸梁、石西等多個(gè)油氣田。區(qū)內(nèi)油田勘探、開發(fā)過程中對(duì)本已脆弱的生態(tài)環(huán)境及地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的影響，因此查明及分析區(qū)內(nèi)石油開采形成的礦山地質(zhì)環(huán)境問題顯得尤為重要。

2.自然地理及地質(zhì)環(huán)境條件

2.1地理位置及地形地貌

夏鹽11井區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地腹部、古爾班通古特沙漠的北端，行政區(qū)隸屬新疆維吾爾自治區(qū)和布克塞爾蒙古自治縣管轄。

項(xiàng)目區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地東部的古爾班通古特沙漠的北部邊緣，為第四系淺度的沙漠地貌，即風(fēng)力的作用下形成半固定沙丘和沙梁，地表沙漠化程度較輕。地表植被稀少，地貌類型單一。

2.2地層巖性及地質(zhì)構(gòu)造

根據(jù)鉆井揭露地層剖面，夏鹽11井區(qū)自下而上發(fā)育的地層為：石炭系，二疊系，三疊系，侏羅系，白堊系，古近系，新近系和第四系等地層。項(xiàng)目區(qū)在處于準(zhǔn)噶爾盆地北西緣，構(gòu)造屬于陸梁隆起的三個(gè)泉凸起、夏鹽凸起。

2.3水文地質(zhì)特征

項(xiàng)目區(qū)及其周圍分布的地下水類型為碎屑巖類孔隙裂隙層間水（圖1）。碎屑巖類孔隙裂隙層間水含水層主要分布整個(gè)項(xiàng)目區(qū)，含水層巖性為新-古近系粉砂巖、細(xì)砂巖和礫巖與泥巖組成雙層或多層結(jié)構(gòu)。在地表以下50m～100m為淺層承壓水，該層為微承壓，隔水頂板分布不連續(xù)，含水層結(jié)構(gòu)為單一的粉砂巖或細(xì)砂巖。深層承壓水分布深度一般在50m以下，含水層巖性主要為新一古近系粉砂巖、砂礫巖，含水層厚度5m～53m不等。有2-3個(gè)隔水層，隔水層較穩(wěn)定，巖性為泥巖，厚度一般在5m-25m。深層承壓水富水性中等，單井涌水量在700m3/d左右。

含水層水化學(xué)成份表現(xiàn)為上咸下淡，潛水含水層水化學(xué)類型以CLS0₄-NaCa型和CLS0₄-Na型為主，地下水礦化度一般在3g/L～10g/L，在項(xiàng)目區(qū)南部礦化度大于10g/L。

項(xiàng)目區(qū)內(nèi)地下水的補(bǔ)給途徑主要是側(cè)向補(bǔ)給和大氣降水的人滲補(bǔ)給。其中，大氣降水補(bǔ)給受季節(jié)性影響較大，側(cè)向補(bǔ)給主要來源于和布克河河水在礫質(zhì)平原區(qū)入滲補(bǔ)給，在項(xiàng)目區(qū)北側(cè)以地下徑流的方式補(bǔ)給，補(bǔ)給量比較穩(wěn)定。

項(xiàng)目區(qū)地下水徑流總體由北向南、由東往西徑流，地下水排泄主要是以越流方式向潛水含水層及人工開采排泄。

2.4油藏地質(zhì)特征

夏鹽11井區(qū)三工河組J1s21砂層組整體上為孔隙結(jié)構(gòu)較好的儲(chǔ)集層，具有中等偏低的排驅(qū)壓力、中值壓力的特征。夏鹽11井區(qū)三工河組油藏為受斷裂控制的巖性構(gòu)造油藏。夏鹽11井區(qū)三工河組油藏地層水分析資料統(tǒng)計(jì)表明，三工河組油藏地層水礦化度平均15188.65mg/L，C1-含量平均7906.87mg/L，地層水型為HC03-Na型。

3.開發(fā)利用方案概述

3.1鉆井工藝

夏鹽11井區(qū)采用的二開井深結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：一開采用311.2mm鉆頭鉆至井深500m，下人244.5mm表層套管，采用鉆桿插入法固井，水泥漿返至地面；二開采用215.9mm鉆頭鉆至目的層，下人139.7mm油層套管，采用單級(jí)有控固井，固井水泥返高至白堊系清水河組頂界以上100m。

3.2采油工藝

夏鹽11井區(qū)三工河組油藏采用280m井距不規(guī)則井網(wǎng)注水開采。

3.3原油集輸工藝

夏鹽11井區(qū)原油集輸工藝采用集中拉低含水油的三級(jí)布站工藝流程，即：采油井口計(jì)量配水站一預(yù)脫水站陸梁油田集中處理站。夏鹽11井區(qū)原油經(jīng)原油預(yù)脫水站脫水后，經(jīng)拉油站通過油罐車?yán)\(yùn)至陸梁油田處理站進(jìn)行處理。

夏鹽11井區(qū)采出水經(jīng)油水分離后，輸送至污水站凈化處理達(dá)標(biāo)后，回注地層不外排。

4.礦山地質(zhì)環(huán)境問題分析

結(jié)合夏鹽11井區(qū)的自然地理?xiàng)l件和開采工藝流程分析，夏鹽11井區(qū)主要是石油開采活動(dòng)，夏鹽11井區(qū)主要地質(zhì)環(huán)境問題有：生產(chǎn)過程中油藏水的外泄、落地原油，輸油管道的滲漏，可能隨著降雨人滲，威脅區(qū)內(nèi)含水層，進(jìn)而可能對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地的地下水資源造成影響；井場、道路、場站、管道的建設(shè)存在局部（點(diǎn)狀、線狀）開挖、平整等，對(duì)原始地形地貌造成一定的破壞；井場、道路、場站、管道等建設(shè)，不同程度的對(duì)區(qū)內(nèi)土地資源造成壓占、挖損等破壞，毀壞了地面植被，使松動(dòng)土體巖性物質(zhì)裸露地表，容易造成土地沙化。

4.1含水層影響分析

井區(qū)生產(chǎn)過程中可能對(duì)造成含水層破壞和污染的環(huán)節(jié)主要包括：鉆井過程中對(duì)含水層的擾動(dòng)破壞、廢棄泥漿及鉆井廢水人滲對(duì)含水層的污染；生產(chǎn)過程中生產(chǎn)廢水等的人滲對(duì)含水層的污染。

鉆井鉆穿含水層時(shí)采用鉀鈣基聚磺混油鉆井液完井液體系，直井選擇管射孔完井方式，固井措施為在井眼內(nèi)下入套管柱，在套管柱與井壁環(huán)形空間，注入水泥漿，進(jìn)行封固。采取2層套管和水泥固井措施，將井身與含水層充分隔離。夏鹽11井區(qū)鉆井過程對(duì)含水層結(jié)構(gòu)是點(diǎn)狀、短暫的影響，不會(huì)破壞含水層結(jié)構(gòu)完整。

夏鹽11井區(qū)采用注水開采，注水水源主要來源包括兩方面，一部分路梁油田地下水水源、一部分為源經(jīng)凈化處理的采出水。注水量將從2014年的564.38m3/d，上升至2016年的1057.53m3/d，至2023年總體趨于1050m3/d～1106m3/d。

現(xiàn)狀條件下，夏鹽11井區(qū)內(nèi)井場等采油設(shè)施均已經(jīng)建設(shè)完畢，鉆井過程中貫穿含水層歷時(shí)較短，且及時(shí)用水泥漿封隔含水層（一開500m水泥漿返地面），在鉆井過程中產(chǎn)生的廢水有鉆井廢水和生活廢水，均排人泥漿池自然干化處理后，進(jìn)行防滲掩埋；生產(chǎn)運(yùn)行中的作業(yè)廢水和油藏采出水，均通過管道集中輸送至原油脫水處理站的污水處理系統(tǒng)進(jìn)行凈化處理后回注地層，不外排。

4.2地形地貌景觀影響分析

夏鹽11井區(qū)內(nèi)已經(jīng)建成設(shè)施有井場以及相應(yīng)的管線網(wǎng)、道路等，形成了一定規(guī)模，夏鹽11井區(qū)內(nèi)采油設(shè)施挖填方量較少，管道鋪設(shè)完畢后，進(jìn)行回填平整后，可基本恢復(fù)原有地形，道路修建基本依原有地形布設(shè)，夏鹽11井區(qū)內(nèi)設(shè)施建設(shè)對(duì)原有的地形地貌景觀影響和破壞程度較輕。

4.3土地資源的影響分析

對(duì)土地資源的影響分析主要是井場、道路、管線、場站等占用破壞土地面積并結(jié)合占地類型并根據(jù)《礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理方案編制規(guī)范》DZ T-0223-2011，分析其對(duì)土地資源的影響程度。

道路建設(shè)對(duì)土地資源的影響程度為嚴(yán)重；井場建設(shè)對(duì)土地資源的影響程度為較嚴(yán)重；計(jì)量配水站、原油脫水處理站、管線等對(duì)土地資源的影響程度為較輕。

5.結(jié)論與建議

5.1夏鹽11井區(qū)石油開采主要的地質(zhì)環(huán)境問題是：含水層影響、地形地貌景觀影響及土地資源的影響。區(qū)內(nèi)油田勘探、開發(fā)建設(shè)過程，對(duì)環(huán)評(píng)保護(hù)意識(shí)已逐漸增強(qiáng)，目前生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢棄物、廢水等污染物，均得到了合理的處置和回收再利用，很大程度上避免和減緩了地質(zhì)環(huán)境問題的發(fā)生。

5.2夏鹽11井區(qū)主要礦山地質(zhì)環(huán)境問題是對(duì)區(qū)內(nèi)地形地貌景觀和土地資源的破壞，主要的工程措施是針對(duì)不同土地類型，對(duì)草地中的其他草地實(shí)施土地平整、草方格、植被工程并管護(hù)措施；對(duì)其他土地中的裸地實(shí)施土地平整并進(jìn)行壓實(shí)，以達(dá)到基本恢復(fù)原有地形地貌和土地類型，防止沙化。

5.3針對(duì)含水層的影響、地形地貌景觀和土地資源的破壞、土壤污染。建立地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)，開展含水層、地形地貌景觀和土地資源、土壤污染等監(jiān)測工作，為油田進(jìn)一步科學(xué)、合理的開展恢復(fù)治理工作提供依據(jù)。

5.4地下水作為古爾班通古特沙漠油田生產(chǎn)重要的用水水源，目前對(duì)該區(qū)內(nèi)地下水的調(diào)查較為零散、認(rèn)識(shí)程度較低。因此應(yīng)加強(qiáng)對(duì)古爾班通古特沙漠地下水資源系統(tǒng)性的再認(rèn)識(shí)，以便在保護(hù)區(qū)內(nèi)地下水資源的同時(shí)，更合理有效的利用地下水資源。endprint