大慶油田鉆井對地下水環境的影響

門北方（大慶油田工程建設有限公司）

油田勘探開發過程中難以避免的會產生環境污染問題，尤其是隨著油田開發和地下水的大量開采，會產生地下水污染[1]。油田開發對地下水的污染，主要是由于原油在土壤中的轉移、油區污染情況以及原油泄漏地質狀況等因素導致[2]。鉆井施工作業容易破壞地下水層的封閉性，主要針對大慶油田鉆井對地下水環境的影響進行分析。油田鉆井可能對地下水產生影響的分為正常情況下和事故情況。

1 正常情況下地下水環境影響分析

1）鉆進過程地下水環境影響分析。結合大慶油田地質勘查的地層資料與目前鉆井采用的欠平衡技術，鉆井鉆遇地下水層，鉆井液基本不會漏失到地下水層，只是鉆井鉆遇地下水層時鉆頭研磨形成的巖屑以及擾動地下水將使井筒周圍一定范圍內的地下水中的SS和濁度有所增加，但隨著地下水流動，SS會被逐步過濾，地下水中的SS和濁度會逐步降低。

2）井場儲池對地下水環境影響分析。鉆井井場一般均設置泥漿池和生活污水池，泥漿池和生活污水池均進行防滲處理，池底用黏土進行壓實，然后在池底及池壁鋪設可降解防滲布，滲透系數小于1.0×10-7cm/s，因此正常情況下鉆井泥漿和生活污水不會滲漏，對地下水影響很小。施工結束后，生活污水清理后進行衛生填埋處理，廢鉆井泥漿采用罐車拉運至指定的鉆井液集中固化點進行固化處理。

3）柴油罐區對地下水影響分析。對于鉆井時使用柴油發電機提供動力的情況，井場設置柴油罐區，占地面積60 m2，柴油罐為地上式剛制臥式罐，在罐區底部鋪設防滲布，防滲層滲透系數小于或等于1.0×10-7cm/s，因此正常情況下柴油罐不會滲漏，對地下水影響很小。

2 事故情況下對地下水影響預測

非正常情況主要包括井場泥漿池或生活污水池防滲層破損導致污水下滲、柴油罐發生滲漏導致下滲和固井質量差套管破損導致油氣從井筒上返進入地下水含水層。

由于鉆井周期時間較短，泥漿池和生活污水池采取的防滲措施在鉆井周期內發生破損的可能性極小，同時由于池底部為黏土夯實層，因此發生因防滲層破損導致地下水污染事故的可能性極小。柴油罐區設置的柴油罐為地上式鋼制臥式罐，發生滲漏能及時發現且罐區底部鋪設防滲布，因此柴油罐區發生滲漏導致地下水污染事故的可能性也較小。因此選取因固井質量差及套管破損導致油氣進入地下水含水層進行評價

2.1 泄漏源強及預測因子

本工程只有在油井套管及固井水泥環同時發生破裂時，才會導致油氣進入地下水含水層，主要影響區域為承壓水層位。

以單口油井最大產油量為10.1 t/d，擬建油井集油管道發生泄漏，根據大慶油田多年統計數據，泄漏源強以單井每天的產油量10%計即1.01 t/d。由于套管破損不易被發現，所以按持續泄漏預測。預測因子選取油田特征污染物石油類。

2.2 預測模型及預測結果

預測模型選擇《環境影響評價技術導則地下水環境》（HJ610—2016）推薦的地下水溶質運移解析法中的一維穩定流動二維彌散點源模型進行預測。由于套管泄漏不易被發現，因此按連續注入示蹤劑連續點源計算。

式中：x,y——計算點處的位置坐標；

t——時間，d；

C(x ,y,t)——t時刻點x，y處的濃度，g/L；

M——含水層的厚度，m；

mt——單位時間注入的質量，kg/d；

u——水流速度，m/d；

n——有效孔隙度；

DL——縱向彌散系數，m2/d；

DT——橫向彌散系數，m2/d。

根據本地區的水文地質條件及地勘資料，選取承壓水含水層的滲透系數為87.64 m/d，水力坡度為5.13×10-5，地下水流速為0.004 5 m/d，含水層厚度取92 m，有效孔隙度為0.335；水流速度為0.1 m/d，縱向彌散系數0.5 m2/d，橫向彌散系數0.03 m2/d。預測結果見圖1、圖2。

圖1 油井套管泄漏100天對地下水的影響預測

圖2 油井套管泄漏1000天對地下水的影響預測

從預測結果可以看出，在油井套管破損后，也是隨著時間增加，污染范圍有所增加，油井套管泄漏后100天、1000天的石油類濃度超標范圍分別為60 m、130 m。即事故情況油井套管泄漏后對地下水的影響范圍為130 m。

3 結論

在油田開發建設中，不可避免的對自然生態系統造成影響[3]，特別是在石油勘探和開采過程中，解決區域地下水資源與環境的污染問題迫在眉睫，因此做好地下水環境影響評價與保護措施的規劃工作就顯得十分重要[4-5]。油田鉆井期正常情況下不會對地下水環境造成影響。如發生井漏事故，主要對承壓水層產生影響，根據預測，泄漏后1000天，污染物的影響距離為130 m。本文的預測結果對于大慶油田鉆井過程中制定保護地下水資源的政策具有一定的參考價值。

[1]劉榮芳，陳鴻漢，王延亮，等.某油田地下水污染特征分析[J].地下水，2007，29（3）：62-66.

[2]李麗.油田開發對盤錦濕地環境的影響及保護措施[J].綠色科技，2011（9）：143-144.

[3]張興儒，張士權.油氣田開發建設與環境影響[M].北京：石油工業出版社，1998：10-30.

[4]王延亮.石油天然氣開發項目地下水環境影響評價的幾點認識[J].長春工學學院學報（自然科學版），2002，3（3）：27-29.

[5]王洪濤，李光富.石油污染物在土壤中運移的數值模擬初探[J].環境科學學報，2000，20（6）：755-760.