鄯善縣韓吉坎兒井油氣水污染分析

沙特爾·買買提

(吐魯番地區水利水電勘測設計研究院，新疆 吐魯番 838000)

0 引言

吐魯番地區現有坎兒井1091條，有水坎兒井247條，總長度為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。改革開放后，為了加速社會經濟發展，過度開發水資源導致吐魯番地區地下水位嚴重下降，從而引起部分坎兒井干涸以及水污染。如何有效保護現有坎兒井水源不斷流淌，如何繼續保持坎兒井的經濟價值、社會價值和人文價值，已成為擺在現代人面前的一大課題。現以韓吉坎兒井水污染情況為例進行分析。

1 韓吉坎兒井現狀

韓吉坎兒井位于鄯善縣七克臺鎮七克臺村5隊，開挖于1751年，呈西北至東南向，屬于戈壁坎。總長度4500 m，其中明渠100 m。坎兒井首部坐標和尾部坐標之間的直線距離3870.7 m，豎井總數為120+15=135口。（其中15口豎井屬于分叉改道段），主要為七克臺村人畜飲水和少量農業灌溉。2002年10月調查時發現，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，有發展潛力，但缺少資金進行掏撈，水量也相應減少。該坎兒井分布情況見圖1。

1997年4月16日，鄯善縣七克臺鎮四大隊五小隊農民發現韓吉坎兒井出口水面上漂有油花，并伴有油氣味，隨后告知當時溫米作業區并報告油田有關部門。吐哈油田公司高度重視，立即組織開展污染調查治理工作。

圖1 坎兒井相對位置圖

2 水污染分析

2.1 2007年前水污染調查

1997年4月29日，吐哈油田公司挖出站內全部油氣外輸管線和污水管線，同時對聯合站外圍墻進行開挖檢查，無泄漏。1997年5月4日，對溫十計輸至聯合站的6條跨越坎兒井的管線（約120 m）全部開挖檢查，無泄漏。1997年5月29日，自治區環境保護局與吐魯番地區行署組成調查組，對七克臺鎮七克臺村韓吉坎兒井水污染事件進行調查。通過多次下坎兒井和對周圍管線分析，并把溫米油田自投入開發以來133眼油井和86眼水井資料進行了調查分析，未發現泄漏點，基本排除了油田生產設施污染的可能。

1997年6月19日，請物探局一處的山地隊圍繞溫米4井和坎兒井之間打觀察井。在溫4井西側打4眼深井（深度15 m左右），在溫4井東邊、坎兒井西側打井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往下打。同時，對坎兒井的油樣、土壤樣本和七克臺南山油、土壤樣本，溫米聯合站原油、輕烴、液化氣全樣進行了分析對比。得出結論：坎兒井井壁油砂從其殘余組分全烴色譜分析結果看，類似于凝析油；坎兒井井壁與七克臺1號井全烴色譜圖形形態差別較大，可判斷不是來自同一油源。

吐哈油田公司針對坎兒井污染問題雖然投入大量財力和人力，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，但最終還是沒有從根本上解決坎兒井水污染問題。

2.2 2007年水污染調查

2007年8月16日吐哈油田公司委托吐魯番水文水資源勘測局和吐魯番地區水利勘測設計院，對韓吉坎兒井水污染問題進行現場調查。本次水文調查為水量監測、取土、水樣和目估觀測同時進行，土樣共取67樣，水質共有22樣，水量監測分別在14號井、32號井和坎兒井出水口處進行3次，14號井暗渠流量11.0 L/s，32號井暗渠流量10.0 L/s，韓吉坎兒井出口流量11.2 L/s，其水量監測結果見表1。

表1 韓吉坎兒井水量監測成果表

土樣及水樣化驗均由吐哈石油技術監測中心分析，其方法采用GB/T16488—1996，紅外分光測油儀。實測水量測定采用LS10型流速儀測流，根據《河道測驗規范》進行計算和整編。

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

本次調查還對韓吉坎兒井東西兩側的托海坎和干帶坎進行了調查、訪問，收集了油田公司6年來對韓吉坎兒井附近5條坎兒井的水質檢測報告，均末發現被污染。吐哈油田公司有關工作人員對溫米聯合站南側下游260 m處的一家農戶進行訪問調查，該農戶家挖的17 m深的水井有濃度很高的油氣味。

2.3 調查結果分析

此次韓吉坎兒井調查從水質化驗結果來看，從10號井到出口水質都有不同程度的污染，從土樣化驗結果來看，坎兒井從首井1號井到81號井暗渠兩壁都有不同程度的油污染，其井水含油量見表2，水樣、土樣含油量變化見圖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

從以上調查結果分析來看，韓吉坎兒井10號井以下暗渠兩壁均被污染，中間存在漏油現象，還有暗渠廊道內油氣反污染兩壁。從土樣監測結果分析來看，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，但從井內暗渠兩壁的含油量來看，除了19號井和55號井暗渠兩壁相差比較大以外，其他大部分井內暗渠兩壁含油量大致相當，相差不大，因此初步確認污染段為從12號井開始，12號井附近區域可能有一漏氣污染段，19號井下游3.5 m處東側有漏油污染段，24號井～28號井之間可能有漏氣污染段，32號井～35號井之間可能有漏氣污染段，50號井西側和55號井東側區域有漏氣污染段，69號井附近從東、西兩側可能有漏氣污染段，結束點定在81號井。主要污染段為從12號井～81號井，全長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圖4。

本次通過韓吉坎兒井內全面調查與實測，以其坎兒井內部表層土壤及水質監測情況，得出的初步污染段結論，初步可以判定坎兒井區域石油類污染物污染了水質。

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

地下儲藏的石油，天然氣是導致此次韓吉坎兒井污染的原始污染體。長期進行的石油，天然氣開采活動，此類污染發生的概率是很高。從地質學的角度來看，原始的石油天然氣儲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，此地區開發的油，氣層主要分布在吐哈盆地臺北凹弧形構造帶，設計的油層位于中生界，侏羅系，中統，七克臺組和三間房組，其具體分布見圖5。

3.2 污染源的形成

韓吉坎兒井污染問題被發現后，油田公司采取了關閉輸油管道、挖探坑檢查等措施對坎兒井附近的油田設置進行了徹底的排查，根據所調查掌握的資料及油田公司坎兒井附近管道及設施布置情況來看，可以完全排除管道泄露原因引起坎兒井污染的可能性。從溫米油田地層結構和油氣層埋藏深度等情況分析，吐哈油田公司的石油開發管道跟韓吉坎兒井污染沒有直接關系。韓及坎兒井污染物的出現有兩個可能性：

圖5 坎兒井及石油天然氣地層分布

（1）該區域屬于坎兒井高度密度區，在溫4井以東3.5 km范圍內就有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坎兒井。在溫4井以西3.5 km范圍內就有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有出現污染現象。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了污染問題。

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

4 結論及建議

鄯善縣七克臺鎮韓吉坎兒井水污染問題作為一種地下水資源污染問題，屬于環境污染治理類工程項目。本次研究結合韓吉坎兒井現狀及兩次情況調查，充分分析污染原因，提出水污染來源于淺層油氣層或石油污染源斷層等。針對此，特提出以下建議：

（1）根據坎兒井工作原理，結合本工程特點在坎兒井廊道內每隔一定距離設置通氣拍沙井及沉砂池，將坎兒井水與污染物實行隔離。

（2）加大對管道出口的水質檢測力度，一旦出現水質嚴重超標現象后，對管道連接處及檢查井等部位進行檢查，及時處理污染物進入的途徑，以便保證水質的正常達標。