鉆井井場建設選址原則及工作程序

劉國發

(中國石化西南油氣田，四川成都 610016)

0 引言

石油鉆井鉆前工程是石油勘探開發中最重要的一項土建工程，也是鉆井工藝和建筑工程相結合的復合型工程。由于該工程自身的特殊性，除了要遵循建筑行業規范和管理程序外，還必須執行石油行業技術規程［1］，如果由于前期選址、災害評估及隱患治理不到位，輕者影響鉆井安全生產，重者導致井場報廢和人民生命財產受到嚴重威脅，建立西南油氣田井場選址、災害隱患治理及井場建設規范化體系，完善鉆前工程建設管理，最大限度降低井場建設風險和施工成本，促進勘探開發鉆井的安全實施有著重要意義。

1 鉆前工程井場選址規劃原則

井場工程選址，除了受社會經濟條件因素影響外，井場地貌條件、巖土體條件、構造條件及其他環境地質問題是進行井場選址的必選條件，其選址的正確與否決定工程建設的技術經濟效果乃至工程建設的成敗，是工程建設在工程技術方面較為關鍵的工作。

1.1 地下為主、地面為輔的原則

鉆前工程地址的選擇，首先應滿足地下地質目標的要求，當井位的地理條件難以滿足施工要求時，要在地下地質目標允許的地面范圍內移動井口位置。同時要考慮井場大小滿足鉆井及附屬設備的擺放，水源條件或供水能力，返排液的排放和處理條件，周邊井及叢式井平臺布局方式等等。

1.2 安全第一、環保優先的原則

鉆前工程選址體現“安全第一、環保優先”的原則。井位選址應綜合考慮周邊人口和永久性設施、水源性質、地理地質特點、季風方向等，確保安全距離滿足應急需要。礦區選址應對礦井坑道分布、走向、長度和深度等進行勘察。井場應避開滑坡、泥石流、洪水淹沒區等不良地質地段。應避開地下線纜、管線等埋設物。

1.3 方案優化、降本增效的原則

鉆前工程井場選址，應在滿足地下地質目標的地面范圍內，作多點比選;井場布局、公路線路選擇應進行多方案比較，選優舍劣，達到控制工作量、降低鉆前工程造價和降本增效，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，地質研究人員應在1∶10 000(山區或1∶50 000)地形圖或高清晰的googie地圖上進行室內井位和線路初選;對于山區井在圖上初看鉆前工作量大，或估計工程難度大的井位，應先期開展井位踏勘工作，在踏勘基礎上協同地質、鉆前、測繪、安全和造價等專業或管理部門人員參加進行井位勘定［2］。2)鉆前工程進場道路選址，應在滿足地下地質目標實現和利于鉆井工程順利實施的前提下，應盡量選擇現有公路或鄉村公路，進場線路選擇應盡量避免穿越河道、深溝和農田，公路軸線應盡量沿地形等高線布置。3)井場規劃應注意的環境地質問題。在選址階段論證，已經認為適宜或較適宜井場建設的場地，仍然還會不同程度地存在著一些地質災害敏感地段。為了防止井場建設過程中在上述地段遭受或誘發地質災害，應主動避開地質災害敏感地段。當不得不利用地質災害敏感地段進行井場建設時，必須嚴格限制巖土工程活動對地質環境的擾動，甚至需要有針對性地設置地質災害防治工程。4)在鉆前工程選址初步完成后，對于沒有進行地質災害評價、環境評價的區域，首先要開展地質災害評價、環境評價，若選址處于采煤、采鹵等礦井區域，還應開展對礦井及其坑道分布、走向、長度和深度等進行勘察。在地質災害評價、環境評價后沒有危害的情況下，提交工程地質勘查。

3 鉆前工程地質勘查要求

3.1 鉆前工程地質勘查目的任務

1)查明場地地層結構、性質、均勻性及各土層的分布，并對各土層物理力學性質、承載力及變形特征作出評價;2)查明場地內不良地質作用，并對場地的穩定性作出評價;3)對地基基礎方案進行分析論證，提出地基基礎方案建議;4)對可能存在的巖土工程風險進行評價，并提出防治建議方案。

3.2 工程地質勘察方法

1)采用場地周邊地面地質調查(地形、巖石露頭、環境等)與探孔鑒別相結合的方法。2)鉆孔采樣鑒別為主要勘察手段。對于地形平坦、巖層露頭好、巖層埋藏淺、巖層穩定的鉆前工程，可采用挖掘和圓錐動力觸探方法勘察。

3.3 鉆前工程地質勘察勘探點布置

工程地質勘察基本勘探點應布于各類基礎的外框線、轉角點及交叉點處。基本勘探點布置要求是:

1)井架基礎4個～6個點;2)泥漿泵基礎1個～2個點;3)循環系統基礎2個～3個點;4)廢水、巖屑池3個～6個點;5)高大擋土墻基礎，每20 m～30 m一個點;6)橋梁的每個墩臺中心1個點。

經基本勘察點勘察后，現場地質情況仍不確定時，應補充加密勘探點。

3.4 鉆前工程地質勘察鉆孔勘探基本要求

1)工程地質勘察鉆孔取芯直徑應不小于5 cm;2)對于控制孔鉆孔深度應進入基巖3 m～5 m，一般鉆孔應進入預計基巖以下

1 m～2 m。

3.5 鉆前工程地質勘察樣品試驗有關要求

1)工程地質勘察應據場地土層厚度及土(石)分布情況選取土和巖石樣品作室內試驗。2)土的室內試驗應提出的主要物理力學指標:含水率、液限、塑限、液性指數、塑性指數、容重、內摩擦角、內聚力指標。3)巖石的室內試驗應提出的主要物理力學指標:巖石的含水率、容重及抗壓強度。對于樁基礎還應提供樁的極限側阻力和極限端阻力。

3.6 鉆前工程地質勘察成果報告有關要求

《鉆前工程地質勘察報告》應包括以下主要內容:

1)勘察任務的由來、工程概況、勘察目的、勘察依據及勘察工作量;2)擬建工程所在地地理位置、地形地貌、水文地質、工程地質條件;3)勘察方案和土(石)性質指標的分析選用及技術說明;4)對場地穩定性、工程適宜性和擬建構筑物地基穩定性、土(巖)均勻性、承載力做出評價;5)預測環境變化和施工過程中可能出現的工程地質風險，并提出相應的防止措施及施工方法的建議;6)各類基礎建議方案;7)勘察結論及建議;8)附圖、附表:勘察點平面布置圖、鉆孔地質柱狀圖、工程地質剖面圖、勘探點工作量表、原位測試成果數理統計表和樣品試驗成果表等［4］。

3.7 鉆前工程測繪

1)鉆前工程井場測量范圍應不小于井口周圍100 m(或地貌突變轉折點);公路測量范圍應不小于公路中線兩側10 m(或地貌突變轉折點)。2)在測量設計過程中，測設單位應加強與地勘、地災評估、環境評估單位溝通，響應地勘、地災評估、環境評估的評價和提示，充分利用地勘、地災、環境評估的評價與提示，及時調整井場布局和公路走向，優化布局，做出相應的防護措施。

4 地質災害評估

1)當擬選井位點所在場地的環境地質條件復雜、存在潛在地質災害影響或不能很好滿足相關安全環保等要求時，建設單位根據已收集基本資料和掌握情況進行論證，并初步評價井場建設的技術經濟性，決定是否利用或放棄本井位。2)若所選井位位于地質災害高風險區或存在其他不利條件，應按有關規定對井場及營地區域開展地質災害危險性評估，根據評估結果評價本井位建設方案的適宜性和經濟效果，決定進行地質災害治理或放棄該井位。3)地質災害危險性評估，必須對井場工程遭受地質災害的可能性和該工程建設中、建成投入使用后引發的地質災害的可能性做出評價，提出具體的預防治理措施。4)地質災害危險性評估成果，應按照有關規定組織專家審查。5)地質災害危險性評估工作應委托具有甲級資質的專業地質災害評估機構實施。

5 井場選址工作流程

井場選址主要目的在于規避地質災害風險對井場建設造成的威脅和優化井場布局降低井場建設成本，在整個過程中應遵循以下主要工作流程:

1)開展災前評估(井場選址階段)，是對一個地區或一個潛在的地質災害事件的危險程度和可能造成的破壞損失程度的預測性評價。它的目的除了為減災決策和防治工程提供依據外，還可以對井場選址規劃提供參考依據［5］。2)災前評估按工作精細級別分為區域評估、面評估和點評估，各種類型災情評估的基本內容為危險性評價、易損性評價、破壞損失評價、防治工程評價，但各個級別評估內容在精細程度上又有所不同。這些結合在一起，構成了立體的地質災害災情評估體系，它反映了地質災害災情評估的總體構成。3)區域評估主要依據國土資源部門在地質災害詳查過程中所進行的災害區域劃分圖，根據井場坐標位置投影初步確定井場區所屬地段地質災害危險性，這里的危險性主要是該區域的地形地貌、地質條件、地層巖性、地質構造等判定災害發育機率。4)面評估在區域評估的基礎上進一步縮小評估范圍，從井場建設角度講，具體到油氣勘探開發區塊，區塊范圍的劃分也決定了在整個油氣勘探開發過程中遭遇地質災害風險的可能性，同時具體的區塊、地層巖性、地質構造等也基本決定了油氣區塊內地質災害發育的類型。5)點評估在面評估的基礎上具體到各油氣井井場，由于具有特定的地形地貌、地層巖性、地質構造等，井場進行特定的風險評估工作，包括井場區地質災害風險性評價、易發程度評價以及井場建設的適宜性分區。6)根據點評估結論進行下一步工作流程:a.點評估結論存在地質災害風險，在遵循地下為主原則的基礎上考慮是否采取避讓地質災害措施，如無法避讓則進行地質災害的勘查、治理工作，根據治理工程的難易程度最終確定是否棄井。b.點評估結論不存在地質災害風險，通過優化井場布局、開展工程地質測繪、勘查，最終以最小工程量完成井場建設。

6 結語

1)井場選址在整個鉆前工程實施過程中最為關鍵，選址論證恰當可以降低井場建設風險與鉆前工程投資。2)井場選址過程中應當充分注意環境地質問題，尤其是場區地質災害發育程度，開展地質災害評估是必要的。3)井場工程地質勘查、測繪是為評估、后期設計提供依據，勘查測繪技術要求應滿足土建專業相關規范要求。4)地質災害危險性評估工作應委托具有甲級資質的專業地質災害評估機構實施，在地質災害評估的基礎上，針對地質災害易發區應盡量采取避讓措施。5)井場選址工作流程:災前評估→區域評估→面評估→點評估→地質災害避讓或地質災害治理→井場優化布局→工程地質測繪、勘查。

［1］王優龍.石油工程減災問答100例［M］.北京:石油工業出版社，1993.

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

［3］李明義.油氣田工程技術文集［M］.北京:石油工業出版社，2001.

［4］GB 50021-2002，巖土工程勘察規范［S］.

［5］金曉媚，劉金韜.地質災害災情評估系統［J］.水文地質工程地質，1998(3):30-32.