水平井產(chǎn)能建設(shè)工程水土保持方案研究
---以乾安采油廠大情字井油田黑275、黑152區(qū)塊為例

葛秋成

(中煤科工集團沈陽設(shè)計研究院有限公司，遼寧 沈陽 110015)

前言

石油作為保障國家經(jīng)濟命脈和政治安全的重要戰(zhàn)略物資，隨著我國石油消費和進口量的逐年增長，石油供應(yīng)及能源戰(zhàn)略安全形勢非常嚴(yán)峻[1]。根據(jù)中國石油天然氣股份有限公司的整體部署，為擴大吉林省油田產(chǎn)能建設(shè)規(guī)模，有必要在當(dāng)?shù)亻_展相關(guān)的乾安油田開展大情字井油田黑275、黑152區(qū)塊4口井2022年產(chǎn)能建設(shè)工程。但由于項目區(qū)所在的吉林省松原市乾安縣、前郭縣地貌以平原為主，土壤類型為草甸土、鹽堿土為主，植被類型為草甸草原，受當(dāng)?shù)仫L(fēng)力侵蝕，隨著工程的開挖建設(shè)，不可避免地會對工程所在區(qū)域的土壤和植被造成破壞，加劇原地面的水土流失，如不采取有效的水土保持防護措施進行預(yù)防，將會對項目區(qū)周邊生態(tài)環(huán)境狀況造成嚴(yán)重的不良影響[2，3]。

本文以前人研究為基礎(chǔ)，結(jié)合本項目區(qū)的實際情況，提出了一套完整的，符合國家國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃綱要和吉林省能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃要求的水平井產(chǎn)能建設(shè)工程水土保持方案，該方案對保障石油供應(yīng)，促進地方經(jīng)濟發(fā)展具有十分重要的意義。

1 項目及項目區(qū)概況

如圖1所示，大情字井油田黑275、黑152區(qū)塊4口井位于吉林省松原市乾安縣和前郭縣境內(nèi)。其中黑275區(qū)塊位于吉林省松原市乾安縣嚴(yán)字鄉(xiāng)境內(nèi)，黑152區(qū)塊位于前郭縣烏蘭敖都鄉(xiāng)境內(nèi)。大情字井油田北距乾安縣城約30km，南距長嶺縣城約70km，附近有乾安縣鄉(xiāng)級公路、大廣高速(東南側(cè))、長白高速(西側(cè))以及西部穿過的長嶺至乾安縣級公路，四通八達，十分便利。本項目的建設(shè)性質(zhì)屬于新建建設(shè)類，新建油產(chǎn)能0.81×104t·a-1，工程總占地面積為17740m2，總進尺12340m，共規(guī)劃部署開發(fā)井4口(其中乾安縣3口，前郭縣1口)，均為采油井；共編制平臺1座；新建10kV高壓架空線路1.50km，柱上變壓器1座，位于乾安縣境內(nèi)[4]。

圖1 項目區(qū)地理位置圖

本項目所在的松原市地貌為平原，位于松嫩平原南部，地勢均較為平坦，屬溫帶季風(fēng)氣候，多年平均氣溫4.6～4.9℃，多年平均降水量415.6～420.6mm，多年平均蒸發(fā)量1478～1872mm，多年平均風(fēng)速3.4～3.7m·s-1，最大風(fēng)速25.4～25.9m·s-1，年≥10m·s-1風(fēng)速日數(shù)為17.2～40.5d，≥10℃積溫平均為2884.5～3094.1℃，無霜期145～151d，最大凍土深度1.80～2.0m[5]。該地區(qū)的土壤類型以草甸土和鹽堿土為主。

2 水土流失分析與調(diào)查

2.1 水土流失現(xiàn)狀

據(jù)《吉林省水土保持規(guī)劃(2016—2030年)》顯示，項目區(qū)屬于松嫩濕地草原省級水土流失重點預(yù)防區(qū)?！都质∷帘３止珗蟆?吉林省水利廳，2018年)中乾安縣、前郭縣侵蝕面積及比例見表1，從表中可知，項目區(qū)的乾安縣土壤侵蝕類型以風(fēng)力侵蝕為主，風(fēng)蝕面積占侵蝕總面積的78.87%，前郭縣土壤侵蝕類型以水力侵蝕為主，水蝕面積占侵蝕總面積的64.96%。

表1 乾安縣、前郭縣水土流失面積匯總表

根據(jù)《全國水土保持規(guī)劃(2015—2030年)》，本項目水土保持區(qū)劃為東北黑土區(qū)(東北山地丘陵區(qū))-松遼平原風(fēng)沙區(qū)-松遼平原防沙農(nóng)田防護區(qū)。根據(jù)水利部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)》(SL 190-2007)和《生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50434-2018)，容許土壤流失量為1000t·km-2·a-1。針對項目區(qū)域的地形、地貌、降雨、土壤、植被等水土流失影響因子的特性及預(yù)測對象受擾動的情況，通過對項目區(qū)的實地查勘，咨詢當(dāng)?shù)厮姓鞴懿块T和水土保持專家，對照侵蝕強度等級標(biāo)準(zhǔn)，綜合確定項目區(qū)原地貌土壤侵蝕模數(shù)為1200t·km-2·a-1。

2.2 水土流失影響因素分析

除了項目區(qū)地貌、土壤類型、植被類型和氣候等自然因素造成的水土流失外，隨著工程的開挖建設(shè)，不可避免地會由于人為因素造成水土流失，對周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成不良的影響。本工程建設(shè)中的人為影響因素主要為原地表遭到擾動破壞和局部地形變化兩部分。

原地表遭到擾動破壞主要指在工程建設(shè)過程中，進行建筑物基礎(chǔ)、管溝開挖及回填，場地平整，敷設(shè)管線，架設(shè)供電線路等施工活動，使地形地貌、地表植被遭受人為干擾和破壞，地表疏松裸露，從而使抗蝕力下降。根據(jù)主體工程設(shè)計資料，結(jié)合實地調(diào)查，本工程擾動地表和損毀植被情況如表2所示，從表2可知，本工程擾動地表總面積為17740m2，損壞農(nóng)田植被面積為17740m2。

表2 工程擾動地表、損毀植被統(tǒng)計表

局部地形變化主要指開挖、填筑等活動增大了局部地面坡度。再塑地貌的物質(zhì)組成與原地面物質(zhì)相比，結(jié)構(gòu)松散，坡度大，形成了發(fā)生侵蝕的地形條件。因此，在工程結(jié)束無新的擾動、損毀和占壓地表活動后，各施工場地土體結(jié)構(gòu)尚未恢復(fù)和形成穩(wěn)定狀態(tài)，仍將產(chǎn)生比工程擾動前大的水土流失，但水土流失強度會逐年減弱。

3 水土保持措施

3.1 防治區(qū)劃分

根據(jù)工程布局及建設(shè)特點，結(jié)合工程項目所在地水土流失特點、地貌類型等情況，將本工程分為井場防治區(qū)、供電線路防治區(qū)共2個防治分區(qū)。其中井場防治責(zé)任范圍17600m2，供電線路防治責(zé)任范圍140m2。

3.2 措施總體布局

根據(jù)工程所在地區(qū)生態(tài)環(huán)境條件及工程建設(shè)和生產(chǎn)特點，在分析主體工程資料中具有水土保持功能工程的基礎(chǔ)上，通過現(xiàn)場調(diào)查，提出本工程各防治分區(qū)的水土流失防治措施布局，加強預(yù)防保護措施，形成完整、科學(xué)的水土流失防治體系。本工程水土流失防治措施體系框圖詳見圖2。

圖2 水土流失防治措施體系框圖

在井場防治區(qū)，施工前，主體工程對井場區(qū)挖填擾動較大的區(qū)域進行表土剝離，與低位泥漿罐坑基挖方集中分層堆放于臨時堆土場，本方案新增對井場區(qū)擾動輕微的臨時生活區(qū)和臨時堆土場區(qū)進行鋪墊保護；施工過程中，對臨時堆土場周邊采取編織袋裝土擋護、表面采取密目網(wǎng)苫蓋防護；施工結(jié)束后，對編織袋攔擋進行拆除，將表土回覆至井場臨時占地區(qū)域，并進行土地整治，旱地交付復(fù)耕。

在供電線路防治區(qū)，施工前，主體工程對高壓電桿基礎(chǔ)開挖區(qū)域進行表土剝離，剝離的表土就近臨時堆放于施工場地；施工結(jié)束后，將表土全部回覆至表土剝離區(qū)域，對供電線路臨時用地區(qū)域進行土地整治，旱地交付復(fù)耕。

3.3 分區(qū)措施布設(shè)

按照《水土保持工程設(shè)計規(guī)范》(GB 51018-2014)，本工程植被恢復(fù)級別為3級，由于本項目占地類型均為旱地，施工結(jié)束后，所有臨時占地均進行復(fù)耕，無林草植被恢復(fù)措施，故根據(jù)項目區(qū)實際情況，植被恢復(fù)不做要求。

根據(jù)不同水土流失防治區(qū)的特點和水土流失狀況，確定各區(qū)的防治重點和措施配置。措施配置中，以工程措施控制大面積、高強度水土流失，為植物措施的實施創(chuàng)造條件；同時以植物措施與工程措施配套，提高水土保持效果，節(jié)省工程投資，改善生態(tài)環(huán)境。措施布置注重功效性，堅持工程措施、臨時措施和植物措施相結(jié)合，做到措施布設(shè)不重不漏、系統(tǒng)全面。

3.3.1 井場防治區(qū)措施布設(shè)

3.3.1.1 工程措施

表土剝離：施工前，主體工程對井場區(qū)挖填、占壓及擾動較大的區(qū)域(即臨時生活區(qū)及臨時堆土場以外的區(qū)域)耕作層表土采用74kW推土機進行剝離，可剝離面積11840m2，剝離厚度0.5m，表土剝離量5920m3。井場表土全部堆放在臨時堆土場，待施工結(jié)束后用于復(fù)耕及植被恢復(fù)。

表土回覆：施工結(jié)束后，在臨時用地剝離表土區(qū)域挖0.07m厚的底層土回填至井場區(qū)永久征地區(qū)域，再對臨時用地剝離表土區(qū)域進行表土回填，主體工程將井場剝離的表土全部回覆至井場臨時用地區(qū)域，表土回覆采用74kW推土機。表土回填面積為16000m2，回填量為5920m3，平均厚度為0.37m。

土地整治：施工結(jié)束后，將剝離表土回覆至挖填區(qū)域，然后對因施工人員和機具的踩踏和占壓使土壤變得密實的區(qū)域清理整平，最后人工施復(fù)合肥，按照300kg·hm-2標(biāo)準(zhǔn)施肥，機械或人工深翻土層，深度20～30cm。經(jīng)統(tǒng)計，土地整治面積為16000m2，土地整治后進行全面復(fù)耕，復(fù)耕面積為16000m2。

3.3.1.2 臨時防護措施

密目網(wǎng)苫蓋：施工過程中，為了防治回填土方造成風(fēng)蝕等水土流失，對臨時堆土頂部采用密目網(wǎng)進行苫蓋。單井平臺臨時堆土場規(guī)格長×寬為30m×23m，最大堆高為3m，邊坡比1∶1，容積1840.50m3，單井平臺施工期臨時堆土約1533m3，平臺每增加一口井臨時堆土場寬度增加3.5m，容積增加299.25m3，臨時堆土增加約268.50m3。表土與底層土采用分層堆放，共需密目網(wǎng)2226m2。

編織袋攔擋及拆除：施工過程中，對臨時堆土底部四周采取編織袋攔擋措施，編織袋擋護設(shè)3層，上下層互相錯縫，堆碼整齊，編織袋裝土攔擋高度為0.5m，底寬0.5m，頂寬0.2m，攔擋防護總長度為226m，共需編織袋填土量為39.55m3，施工結(jié)束后，對編織袋攔擋進行拆除。

3.3.2 供電線路防治區(qū)措施布設(shè)

3.3.2.1 表土剝離

施工前，主體工程對高壓電桿基礎(chǔ)開挖區(qū)域耕作層表土進行剝離，剝離厚度為0.3m，就近臨時堆放于施工場地。單個高壓電桿基礎(chǔ)開挖面直徑1m，表土剝離面積0.79m2，剝離量0.24m3；33個高壓電桿基礎(chǔ)開挖面表土剝離面積總計24.49m2，剝離總量7.92m3。

3.3.2.2 表土回覆

施工結(jié)束后，主體工程將剝離的表土平均回覆至土地整治區(qū)域，表土回覆面積為107m2，回覆總量7.92m3。

3.3.2.3 土地整治

施工結(jié)束后，將剝離表土回覆至挖填區(qū)域，然后對因施工人員和機具的踩踏和占壓使土壤變得密實的區(qū)域清理整平，最后人工施復(fù)合肥，按照300kg·hm-2標(biāo)準(zhǔn)施肥，機械或人工深翻土層，深度20～30cm。經(jīng)統(tǒng)計，土地整治面積為107m2，土地整治后進行全面復(fù)耕。

4 結(jié)語

水平井的產(chǎn)能建設(shè)工程水土保持措施主要為綜合考慮當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛?、氣候特點以及水土流失特點，進行防治區(qū)的劃分，措施總體布局以及井場防治區(qū)和供電線路防治區(qū)的措施布設(shè)。在進行水土保持措施后，能夠有效地控制因項目建設(shè)而引起的水土流失，將項目建設(shè)對區(qū)域產(chǎn)生的負面影響降低到最低，以實現(xiàn)工程建設(shè)和運行生產(chǎn)與水土保持環(huán)境建設(shè)的雙贏。