鄯善縣韓吉坎兒井油氣水污染分析

沙特爾·買(mǎi)買(mǎi)提

(吐魯番地區(qū)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，新疆 吐魯番 838000)

0 引言

吐魯番地區(qū)現(xiàn)有坎兒井1091條，有水坎兒井247條，總長(zhǎng)度為3488.5 km（暗渠和明渠），總出水量7.353 m3/s、，年徑流量2.32×108m3，日灌溉面積7352畝。改革開(kāi)放后，為了加速社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，過(guò)度開(kāi)發(fā)水資源導(dǎo)致吐魯番地區(qū)地下水位嚴(yán)重下降，從而引起部分坎兒井干涸以及水污染。如何有效保護(hù)現(xiàn)有坎兒井水源不斷流淌，如何繼續(xù)保持坎兒井的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、社會(huì)價(jià)值和人文價(jià)值，已成為擺在現(xiàn)代人面前的一大課題?，F(xiàn)以韓吉坎兒井水污染情況為例進(jìn)行分析。

1 韓吉坎兒井現(xiàn)狀

韓吉坎兒井位于鄯善縣七克臺(tái)鎮(zhèn)七克臺(tái)村5隊(duì)，開(kāi)挖于1751年，呈西北至東南向，屬于戈壁坎?？傞L(zhǎng)度4500 m，其中明渠100 m?？矁壕撞孔鴺?biāo)和尾部坐標(biāo)之間的直線距離3870.7 m，豎井總數(shù)為120+15=135口。（其中15口豎井屬于分叉改道段），主要為七克臺(tái)村人畜飲水和少量農(nóng)業(yè)灌溉。2002年10月調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，該坎兒井流量已從最大流量25 L/s，降為14.4 L/s。韓吉坎兒井沿線三次穿越瀝青公路和三條沙石簡(jiǎn)易公路，三次穿越大小不等的渠道等交叉建筑物。在油田公路以南1475 m處（灌區(qū)以北葡萄涼房附近），兩條坎兒井的間距非常接近，僅為154.8 m。甚至有一條388 m長(zhǎng)的暗渠將兩條坎兒井連接在了一起。該坎兒井水量較大，有發(fā)展?jié)摿?，但缺少資金進(jìn)行掏撈，水量也相應(yīng)減少。該坎兒井分布情況見(jiàn)圖1。

1997年4月16日，鄯善縣七克臺(tái)鎮(zhèn)四大隊(duì)五小隊(duì)農(nóng)民發(fā)現(xiàn)韓吉坎兒井出口水面上漂有油花，并伴有油氣味，隨后告知當(dāng)時(shí)溫米作業(yè)區(qū)并報(bào)告油田有關(guān)部門(mén)。吐哈油田公司高度重視，立即組織開(kāi)展污染調(diào)查治理工作。

圖1 坎兒井相對(duì)位置圖

2 水污染分析

2.1 2007年前水污染調(diào)查

1997年4月29日，吐哈油田公司挖出站內(nèi)全部油氣外輸管線和污水管線，同時(shí)對(duì)聯(lián)合站外圍墻進(jìn)行開(kāi)挖檢查，無(wú)泄漏。1997年5月4日，對(duì)溫十計(jì)輸至聯(lián)合站的6條跨越坎兒井的管線（約120 m）全部開(kāi)挖檢查，無(wú)泄漏。1997年5月29日，自治區(qū)環(huán)境保護(hù)局與吐魯番地區(qū)行署組成調(diào)查組，對(duì)七克臺(tái)鎮(zhèn)七克臺(tái)村韓吉坎兒井水污染事件進(jìn)行調(diào)查。通過(guò)多次下坎兒井和對(duì)周圍管線分析，并把溫米油田自投入開(kāi)發(fā)以來(lái)133眼油井和86眼水井資料進(jìn)行了調(diào)查分析，未發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)，基本排除了油田生產(chǎn)設(shè)施污染的可能。

1997年6月19日，請(qǐng)物探局一處的山地隊(duì)圍繞溫米4井和坎兒井之間打觀察井。在溫4井西側(cè)打4眼深井（深度15 m左右），在溫4井東邊、坎兒井西側(cè)打井6眼（深度20 m左右）。10眼豎井均有油氣味，因地層垮塌而未能繼續(xù)往下打。同時(shí)，對(duì)坎兒井的油樣、土壤樣本和七克臺(tái)南山油、土壤樣本，溫米聯(lián)合站原油、輕烴、液化氣全樣進(jìn)行了分析對(duì)比。得出結(jié)論：坎兒井井壁油砂從其殘余組分全烴色譜分析結(jié)果看，類似于凝析油；坎兒井井壁與七克臺(tái)1號(hào)井全烴色譜圖形形態(tài)差別較大，可判斷不是來(lái)自同一油源。

吐哈油田公司針對(duì)坎兒井污染問(wèn)題雖然投入大量財(cái)力和人力，采取了一些必要和可行的處理措施，如：封堵溫4井、重新開(kāi)挖旁通坎兒井、定期清理坎兒井澇壩污染物等，但最終還是沒(méi)有從根本上解決坎兒井水污染問(wèn)題。

2.2 2007年水污染調(diào)查

2007年8月16日吐哈油田公司委托吐魯番水文水資源勘測(cè)局和吐魯番地區(qū)水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，對(duì)韓吉坎兒井水污染問(wèn)題進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。本次水文調(diào)查為水量監(jiān)測(cè)、取土、水樣和目估觀測(cè)同時(shí)進(jìn)行，土樣共取67樣，水質(zhì)共有22樣，水量監(jiān)測(cè)分別在14號(hào)井、32號(hào)井和坎兒井出水口處進(jìn)行3次，14號(hào)井暗渠流量11.0 L/s，32號(hào)井暗渠流量10.0 L/s，韓吉坎兒井出口流量11.2 L/s，其水量監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 韓吉坎兒井水量監(jiān)測(cè)成果表

土樣及水樣化驗(yàn)均由吐哈石油技術(shù)監(jiān)測(cè)中心分析，其方法采用GB/T16488—1996，紅外分光測(cè)油儀。實(shí)測(cè)水量測(cè)定采用LS10型流速儀測(cè)流，根據(jù)《河道測(cè)驗(yàn)規(guī)范》進(jìn)行計(jì)算和整編。

從實(shí)地調(diào)查結(jié)果來(lái)看，韓吉坎豎井總數(shù)135眼,其中有15眼豎井屬于改道段，首井（1號(hào)井）深度38 m，從井下調(diào)查發(fā)現(xiàn)1號(hào)井到9號(hào)井井口沒(méi)有油氣味，暗渠兩壁也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)油跡，但10號(hào)井下游所有井口都有不同程度的油氣味。10號(hào)井上、下暗渠內(nèi)有不同程度的塌方雍水，水深為0.90 m，11號(hào)井為新坎與舊坎的交匯井，井下兩壁沒(méi)有發(fā)現(xiàn)油跡。12號(hào)井為新開(kāi)挖改道坎兒井首井，暗渠兩壁均發(fā)現(xiàn)油跡，西側(cè)多于東側(cè)，下游發(fā)現(xiàn)有塌方并有雍水，12號(hào)井和13號(hào)井之間水深1.00 m，14號(hào)井下游暗渠10 m左右兩壁有明顯的黑色油跡，西側(cè)多于東側(cè)，水深為0.16 m，16號(hào)井至18號(hào)井暗渠兩壁均有油跡，19號(hào)井井口油氣味很濃，井下3.5 m處暗渠兩側(cè)發(fā)現(xiàn)大量油跡，西側(cè)水面線以上0.30 m高處有一條長(zhǎng)10 m×0.60 m左右的黑色油帶，有明顯的兩處漏油點(diǎn)，20號(hào)井暗渠兩壁有油跡，22號(hào)井至27號(hào)井暗渠兩壁沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯油跡，但是井口油氣味很濃，暗渠內(nèi)缺氧。27號(hào)井為改道坎兒井的尾井，新舊坎兒井交匯28號(hào)井，28號(hào)井～69號(hào)井暗渠兩壁未發(fā)現(xiàn)油跡，井口油氣味很濃，韓吉坎兒井出水口水面有油花，有較強(qiáng)的油氣味。

本次調(diào)查還對(duì)韓吉坎兒井東西兩側(cè)的托海坎和干帶坎進(jìn)行了調(diào)查、訪問(wèn)，收集了油田公司6年來(lái)對(duì)韓吉坎兒井附近5條坎兒井的水質(zhì)檢測(cè)報(bào)告，均末發(fā)現(xiàn)被污染。吐哈油田公司有關(guān)工作人員對(duì)溫米聯(lián)合站南側(cè)下游260 m處的一家農(nóng)戶進(jìn)行訪問(wèn)調(diào)查，該農(nóng)戶家挖的17 m深的水井有濃度很高的油氣味。

2.3 調(diào)查結(jié)果分析

此次韓吉坎兒井調(diào)查從水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，從10號(hào)井到出口水質(zhì)都有不同程度的污染，從土樣化驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，坎兒井從首井1號(hào)井到81號(hào)井暗渠兩壁都有不同程度的油污染，其井水含油量見(jiàn)表2，水樣、土樣含油量變化見(jiàn)圖2、圖3。

表2 韓吉坎兒井水含油量比較 單位：mg/L

圖2 韓吉坎兒井水樣含油量變化圖

圖3 韓吉坎兒井東西壁土壤含油量變化圖

2.4 污染段的確認(rèn)

從以上調(diào)查結(jié)果分析來(lái)看，韓吉坎兒井10號(hào)井以下暗渠兩壁均被污染，中間存在漏油現(xiàn)象，還有暗渠廊道內(nèi)油氣反污染兩壁。從土樣監(jiān)測(cè)結(jié)果分析來(lái)看，暗渠兩壁的含油量不相同，有漏油和漏氣的可能性比較大，漏氣反污染土壤含油量有高有低，但從井內(nèi)暗渠兩壁的含油量來(lái)看，除了19號(hào)井和55號(hào)井暗渠兩壁相差比較大以外，其他大部分井內(nèi)暗渠兩壁含油量大致相當(dāng)，相差不大，因此初步確認(rèn)污染段為從12號(hào)井開(kāi)始，12號(hào)井附近區(qū)域可能有一漏氣污染段，19號(hào)井下游3.5 m處東側(cè)有漏油污染段，24號(hào)井～28號(hào)井之間可能有漏氣污染段，32號(hào)井～35號(hào)井之間可能有漏氣污染段，50號(hào)井西側(cè)和55號(hào)井東側(cè)區(qū)域有漏氣污染段，69號(hào)井附近從東、西兩側(cè)可能有漏氣污染段，結(jié)束點(diǎn)定在81號(hào)井。主要污染段為從12號(hào)井～81號(hào)井，全長(zhǎng)2343 m，地理位置 E90°35′23.6″～90°36′31.2″、N43°01′33.7″～43°02′27.1″，其污染段油氣含量沿程變化見(jiàn)圖4。

本次通過(guò)韓吉坎兒井內(nèi)全面調(diào)查與實(shí)測(cè)，以其坎兒井內(nèi)部表層土壤及水質(zhì)監(jiān)測(cè)情況，得出的初步污染段結(jié)論，初步可以判定坎兒井區(qū)域石油類污染物污染了水質(zhì)。

圖4 石油含量≥100 mg/kg及污染段油氣含量沿程變化圖

3 坎兒井污染原因分析

3.1 污染源

地下儲(chǔ)藏的石油，天然氣是導(dǎo)致此次韓吉坎兒井污染的原始污染體。長(zhǎng)期進(jìn)行的石油，天然氣開(kāi)采活動(dòng)，此類污染發(fā)生的概率是很高。從地質(zhì)學(xué)的角度來(lái)看，原始的石油天然氣儲(chǔ)存在地下幾百米到幾千米深處。參考韓吉坎兒井附近的油井資料顯示，此地區(qū)開(kāi)發(fā)的油，氣層主要分布在吐哈盆地臺(tái)北凹弧形構(gòu)造帶，設(shè)計(jì)的油層位于中生界，侏羅系，中統(tǒng)，七克臺(tái)組和三間房組，其具體分布見(jiàn)圖5。

3.2 污染源的形成

韓吉坎兒井污染問(wèn)題被發(fā)現(xiàn)后，油田公司采取了關(guān)閉輸油管道、挖探坑檢查等措施對(duì)坎兒井附近的油田設(shè)置進(jìn)行了徹底的排查，根據(jù)所調(diào)查掌握的資料及油田公司坎兒井附近管道及設(shè)施布置情況來(lái)看，可以完全排除管道泄露原因引起坎兒井污染的可能性。從溫米油田地層結(jié)構(gòu)和油氣層埋藏深度等情況分析，吐哈油田公司的石油開(kāi)發(fā)管道跟韓吉坎兒井污染沒(méi)有直接關(guān)系。韓及坎兒井污染物的出現(xiàn)有兩個(gè)可能性：

圖5 坎兒井及石油天然氣地層分布

（1）該區(qū)域?qū)儆诳矁壕叨让芏葏^(qū)，在溫4井以東3.5 km范圍內(nèi)就有10條向坎兒井穿越油田公路，平均每360 m就有一條坎兒井穿越。其中就有四條坎兒井是串聯(lián)坎兒井。在溫4井以西3.5 km范圍內(nèi)就有12條向坎兒井穿越油田公路，平均每300 m就有一條坎兒井穿越，既然韓及坎兒井周邊的其他坎兒井沒(méi)有出現(xiàn)污染現(xiàn)象。從這些情況可以看出溫米油田韓吉坎兒井暗渠剛好接到了跟污染源冒出的地層斷層，所以韓吉坎兒井出現(xiàn)了污染問(wèn)題。

（2）參考韓吉坎兒井石油污染物的性質(zhì)來(lái)看，存在小面積淺層油氣層也是導(dǎo)致石油污染物溢出到了坎兒井暗渠里的重要原因之一。

4 結(jié)論及建議

鄯善縣七克臺(tái)鎮(zhèn)韓吉坎兒井水污染問(wèn)題作為一種地下水資源污染問(wèn)題，屬于環(huán)境污染治理類工程項(xiàng)目。本次研究結(jié)合韓吉坎兒井現(xiàn)狀及兩次情況調(diào)查，充分分析污染原因，提出水污染來(lái)源于淺層油氣層或石油污染源斷層等。針對(duì)此，特提出以下建議：

（1）根據(jù)坎兒井工作原理，結(jié)合本工程特點(diǎn)在坎兒井廊道內(nèi)每隔一定距離設(shè)置通氣拍沙井及沉砂池，將坎兒井水與污染物實(shí)行隔離。

（2）加大對(duì)管道出口的水質(zhì)檢測(cè)力度，一旦出現(xiàn)水質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)現(xiàn)象后，對(duì)管道連接處及檢查井等部位進(jìn)行檢查，及時(shí)處理污染物進(jìn)入的途徑，以便保證水質(zhì)的正常達(dá)標(biāo)。