準噶爾盆地古爾班通古特沙漠地區油田地質環境問題分析

王才川+鐵文斌+厲良+周曉萌

摘要：根據古爾班通古特沙漠特征及區內典型區塊石油開發利用方式，以夏鹽11井區為例深入分析石油開采形成的礦山地質環境問題。

關鍵詞：古爾班通古特沙漠；地質環境；油田

1.前言

古爾班通古特沙漠位于新疆準噶爾盆地中央，是我國面積最大的固定、半固定沙漠，區內蘊藏著豐富的石油、天然氣等礦產資源，區內分布有陸梁、石西等多個油氣田。區內油田勘探、開發過程中對本已脆弱的生態環境及地質環境產生了較為嚴重的影響，因此查明及分析區內石油開采形成的礦山地質環境問題顯得尤為重要。

2.自然地理及地質環境條件

2.1地理位置及地形地貌

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

項目區位于準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地層巖性及地質構造

根據鉆井揭露地層剖面，夏鹽11井區自下而上發育的地層為：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。項目區在處于準噶爾盆地北西緣，構造屬于陸梁隆起的三個泉凸起、夏鹽凸起。

2.3水文地質特征

項目區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項目區，含水層巖性為新-古近系粉砂巖、細砂巖和礫巖與泥巖組成雙層或多層結構。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，含水層結構為單一的粉砂巖或細砂巖。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個隔水層，隔水層較穩定，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。

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

項目區內地下水的補給途徑主要是側向補給和大氣降水的人滲補給。其中，大氣降水補給受季節性影響較大，側向補給主要來源于和布克河河水在礫質平原區入滲補給，在項目區北側以地下徑流的方式補給，補給量比較穩定。

項目區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油藏地質特征

夏鹽11井區三工河組J1s21砂層組整體上為孔隙結構較好的儲集層，具有中等偏低的排驅壓力、中值壓力的特征。夏鹽11井區三工河組油藏為受斷裂控制的巖性構造油藏。夏鹽11井區三工河組油藏地層水分析資料統計表明，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.開發利用方案概述

3.1鉆井工藝

夏鹽11井區采用的二開井深結構設計：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井區三工河組油藏采用280m井距不規則井網注水開采。

3.3原油集輸工藝

夏鹽11井區原油集輸工藝采用集中拉低含水油的三級布站工藝流程，即：采油井口計量配水站一預脫水站陸梁油田集中處理站。夏鹽11井區原油經原油預脫水站脫水后，經拉油站通過油罐車拉運至陸梁油田處理站進行處理。

夏鹽11井區采出水經油水分離后，輸送至污水站凈化處理達標后，回注地層不外排。

4.礦山地質環境問題分析

結合夏鹽11井區的自然地理條件和開采工藝流程分析，夏鹽11井區主要是石油開采活動，夏鹽11井區主要地質環境問題有：生產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，威脅區內含水層，進而可能對準噶爾盆地的地下水資源造成影響；井場、道路、場站、管道的建設存在局部（點狀、線狀）開挖、平整等，對原始地形地貌造成一定的破壞；井場、道路、場站、管道等建設，不同程度的對區內土地資源造成壓占、挖損等破壞，毀壞了地面植被，使松動土體巖性物質裸露地表，容易造成土地沙化。

4.1含水層影響分析

井區生產過程中可能對造成含水層破壞和污染的環節主要包括：鉆井過程中對含水層的擾動破壞、廢棄泥漿及鉆井廢水人滲對含水層的污染；生產過程中生產廢水等的人滲對含水層的污染。

鉆井鉆穿含水層時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下入套管柱，在套管柱與井壁環形空間，注入水泥漿，進行封固。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井區鉆井過程對含水層結構是點狀、短暫的影響，不會破壞含水層結構完整。

夏鹽11井區采用注水開采，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。

現狀條件下，夏鹽11井區內井場等采油設施均已經建設完畢，鉆井過程中貫穿含水層歷時較短，且及時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，進行防滲掩埋；生產運行中的作業廢水和油藏采出水，均通過管道集中輸送至原油脫水處理站的污水處理系統進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井區內已經建成設施有井場以及相應的管線網、道路等，形成了一定規模，夏鹽11井區內采油設施挖填方量較少，管道鋪設完畢后，進行回填平整后，可基本恢復原有地形，道路修建基本依原有地形布設，夏鹽11井區內設施建設對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合占地類型并根據《礦山地質環境保護與恢復治理方案編制規范》DZ T-0223-2011，分析其對土地資源的影響程度。

道路建設對土地資源的影響程度為嚴重；井場建設對土地資源的影響程度為較嚴重；計量配水站、原油脫水處理站、管線等對土地資源的影響程度為較輕。

5.結論與建議

5.1夏鹽11井區石油開采主要的地質環境問題是：含水層影響、地形地貌景觀影響及土地資源的影響。區內油田勘探、開發建設過程，對環評保護意識已逐漸增強，目前生產過程中產生的固體廢棄物、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環境問題的發生。

5.2夏鹽11井區主要礦山地質環境問題是對區內地形地貌景觀和土地資源的破壞，主要的工程措施是針對不同土地類型，對草地中的其他草地實施土地平整、草方格、植被工程并管護措施；對其他土地中的裸地實施土地平整并進行壓實，以達到基本恢復原有地形地貌和土地類型，防止沙化。

5.3針對含水層的影響、地形地貌景觀和土地資源的破壞、土壤污染。建立地質環境監測網，開展含水層、地形地貌景觀和土地資源、土壤污染等監測工作，為油田進一步科學、合理的開展恢復治理工作提供依據。

5.4地下水作為古爾班通古特沙漠油田生產重要的用水水源，目前對該區內地下水的調查較為零散、認識程度較低。因此應加強對古爾班通古特沙漠地下水資源系統性的再認識，以便在保護區內地下水資源的同時，更合理有效的利用地下水資源。endprint