低孔低滲砂巖儲層廢棄鉆井液環境污染土壤深度研究

摘要：在油氣田勘探開采過程中，廢棄鉆井液的泄露會污染油氣田生態環境，造成土壤的理化性質改變、植物枯萎等現象，為便于控制污染，提出低孔低滲砂巖儲層廢棄鉆井液環境污染土壤深度研究。分析儲層廢棄鉆井液環境污染特性，根據廢棄鉆井液濾失量與時間的關系構建廢棄鉆井液濾失量計算模型，構造廢棄鉆井液污染土壤深度估算公式，實現了儲層廢棄鉆井液環境污染土壤深度的分析。實驗數據顯示：在不同實驗工況背景下，應用提出方法獲得的廢棄鉆井液污染土壤深度估算誤差最小值為2％，充分證實了提出方法應用性能佳。

關鍵詞：鉆井液；低孔低滲砂巖儲層；污染深度；環境污染

中圖分類號：X53 文獻標志碼：B

前言

在石油和天然氣的勘探和開發過程中，鉆井液被廣泛使用以維持井壁的穩定性和保護環境。然而，廢棄的鉆井液中含有多種化學物質，在環境中難以降解，對土壤、水體和生態系統產生負面影響。特別是在低孔低滲砂巖儲層中，由于儲層性質較為特殊，孔隙度和滲透率較低，鉆井液的侵人增加了鉆井液與儲層中的粘土礦物、有機質等發生反應的可能性，從而產生更多的污染物。其次，由于滲透率低，廢棄鉆井液在儲層中滯留的時間較長，這使得污染物更有可能在儲層中累積，降低儲層的滲透性，甚至對后續的油氣開采產生負面影響。另外，在低孔低滲砂巖儲層中，由于孔隙空間有限，廢棄鉆井液中的有害物質更容易進入微小的孔隙或裂縫中，對儲層造成更為嚴重的損害。同時，這些有害物質還可能通過擴散作用進入到周圍的土壤和地下水中，對生態環境造成長期的污染。因此，低孔低滲砂巖儲層的特殊性質使得廢棄鉆井液的污染問題更為突出。在進行石油和天然氣勘探開發時，需要特別關注這種儲層的特性，并采取有效的措施來減少廢棄鉆井液對環境和資源的污染。因此，對低孔低滲砂巖儲層廢棄鉆井液的環境污染土壤深度進行研究，對于保護環境和保障人類健康具有重要意義。

1儲層廢棄鉆井液環境污染土壤深度研究

1.1儲層廢棄鉆井液環境污染特性分析

廢棄鉆井液是一種復雜的混合物，其中包含了許多有機物、重金屬、鹽類等化學物質。這些化學物質在環境中難以分解，會對土壤、水體甚至生物多樣性產生不同程度的污染和影響。

1.1.1對土壤的污染

廢棄鉆井液中的化學物質會直接或間接地污染土壤。首先，這些化學物質可能會改變土壤的pH值，導致土壤酸化或堿化，從而破壞土壤的結構和肥力。其次，廢棄鉆井液中的重金屬元素，如銅、鋅、鉛等，會在土壤中積累，影響土壤的生物活性，進而對植物的生長和土壤動物的生存產生負面影響。此外，廢棄鉆井液中的有機物和鹽類也可能會改變土壤的水分保持能力和滲透性，從而影響土壤的生態功能。

在低孔低滲砂巖儲層中，由于土壤滲透性差，廢棄鉆井液更難滲透到地下水中，因此更容易在土壤中積累。這不僅增加了土壤污染的風險，還可能導致地下水的污染。

1.1.2對水體的污染

廢棄鉆井液中的有害物質可以通過多種途徑進入水體。在降雨過程中，這些有害物質可能會隨著雨水徑流流入河流、湖泊等水體中。此外，由于地下水流動緩慢，廢棄鉆井液中的有害物質更容易進入地下水，進而影響到周邊地區的水質。

進入水體中的廢棄鉆井液中的化學物質會對水生生物產生負面影響。重金屬元素可以積累在生物體內，影響其生長和繁殖；有機物則可能會破壞水生生物的神經系統；鹽類可能會改變水體的化學平衡，影響水生生物的生存。此外，廢棄鉆井液還可能會堵塞水體中的水生生物的棲息地，破壞生態環境。

1.1.3對生物多樣性的影響

廢棄鉆井液中的化學物質不僅會影響土壤和水體的質量，還會對生物多樣性產生影響。這些有害物質可能會改變土壤中微生物的種類和數量，破壞土壤的生態平衡；同時也會影響植物的生長和繁殖，改變植物的種類和分布。

在低孔低滲砂巖儲層中，由于該類儲層滲透率差，產生的廢棄鉆井液量較大，對周邊生態環境的破壞也更為顯著。這不僅會破壞該地區的植被和野生動物的棲息地，還可能會影響到該地區的農業和水產業的發展。

1.1.4生態恢復困難

由于低孔低滲砂巖儲層的特殊性質，廢棄鉆井液造成的環境污染可能需要更長時間和更高成本的生態恢復工作。由于儲層中的孔隙和滲透性較低，生態恢復的難度相對較大。

1.2廢棄鉆井液濾失量計算

濾失量是廢棄鉆井液的一個重要指標，它反映了廢棄鉆井液在儲存或處理過程中，能夠透過或濾出的液體的量。如果濾失量過大，意味著會有更多的有害物質如重金屬、有機物等滲透到地下水或土壤中，對地下水或土壤造成污染。這不僅會影響到周圍的環境質量，還可能對人類和動植物的生存環境造成威脅。分析廢棄鉆井液濾失量隨著時間的變化規律，以此為基礎，構建廢棄鉆井液濾失量計算模型，用于評估廢棄鉆井液對低孔低滲砂巖儲層環境的影響。

依據實際情況確定廢棄鉆井液濾失量與污染時間之間的關系，具體見圖1。