石油勘探過(guò)程土壤環(huán)境保護(hù)分析

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摘要：由于江蘇省大部分石油勘探井設(shè)在村莊農(nóng)田中，給當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)壓力，結(jié)合實(shí)際探討了石油勘探過(guò)程中的土壤環(huán)境保護(hù)措施，針對(duì)現(xiàn)狀土壤環(huán)境保障、源頭防控、過(guò)程防控降低對(duì)土壤環(huán)境的影響，提出了相應(yīng)的生態(tài)恢復(fù)措施，以期提供參考。

關(guān)鍵詞：石油勘探；鉆井；土壤環(huán)境

1引言

石油勘探會(huì)導(dǎo)致土壤污染，不但表現(xiàn)在石油勘探井場(chǎng)對(duì)土地的占用和對(duì)植被的破壞，還表現(xiàn)在鉆井施工中廢水與排放的各類(lèi)固體廢棄物，這些污染物或直接或間接地對(duì)整個(gè)土壤的生態(tài)體系造成負(fù)面影響，破壞土壤的構(gòu)造與性質(zhì)，使土壤的肥力降低。石油勘探階段，例如修建井場(chǎng)路、平整井場(chǎng)都會(huì)改變當(dāng)?shù)氐淖匀坏乇砻婷?，?yán)重的更會(huì)造成地下水的污染以及植被大面積死亡［1，2］。江蘇省經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，人口密集，大部分勘探井設(shè)在村莊農(nóng)田中，給當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)壓力，在石油勘探中所用到的各種重型機(jī)械，因?yàn)榻^大多數(shù)都是以柴油作為主要燃料，如不采取風(fēng)險(xiǎn)防控措施，可能會(huì)對(duì)土壤造成石油烴污染［3］。本文擬結(jié)合實(shí)際分析石油勘探對(duì)土壤的影響并提出石油勘探過(guò)程中的土壤環(huán)境保護(hù)措施。

2石油勘探對(duì)土壤的影響

2．1臨時(shí)占地對(duì)土壤的影響

石油勘探臨時(shí)占地對(duì)土壤的影響主要來(lái)自施工便道及鉆井井場(chǎng)對(duì)土壤的臨時(shí)占?jí)?，?duì)植被的碾壓及泥漿池對(duì)表層土壤的破壞。鉆井過(guò)程中各種大型、重型機(jī)械的拖拽、碾壓、挖掘等活動(dòng)，導(dǎo)致了地表破壞，土壤層次、結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，破壞了原始植被，在短期內(nèi)出現(xiàn)了局部裸地。施工便道采用鋪設(shè)鉆桿排的方式，井場(chǎng)用房均采用臨時(shí)工棚，井場(chǎng)設(shè)施底部鋪設(shè)防滲膜至外延1m，工程臨時(shí)占地大多屬于臨時(shí)占?jí)?，只要工程在施工中做到盡量縮小影響范圍，受影響的土壤、植被在工程結(jié)束后就能夠在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)，工程對(duì)土壤生態(tài)的影響是可接受的。

2．2鉆井泥漿及廢水對(duì)土壤的影響

石油勘探采用低毒的懸浮乳液潤(rùn)滑防塌鉆井液，其主要成分是膨潤(rùn)土、超細(xì)碳酸鈣及少量的化學(xué)助劑如加重劑、降濾失劑、抑制劑等，pH值為8～9。導(dǎo)致環(huán)境污染的有害成分為鹽類(lèi)、化學(xué)添加劑，高分子有機(jī)化合物經(jīng)生物降解后產(chǎn)生的低分子有機(jī)化合物和堿性物質(zhì)，主要污染物指標(biāo)為pH值、SS、COD、石油烴［4］。由鉆井泥漿各主要成分其理化性質(zhì)表可知，泥漿主要成分為低毒或無(wú)毒的助劑且用量較少。廢棄泥漿直接排放至泥漿回收罐，整個(gè)泥漿回收罐底部及外延1m范圍鋪設(shè)一層防滲膜，防止泥漿灑落到地面，然后用盛沙編織袋壓住防滲布四周，以增加防滲布的穩(wěn)固性。確保鉆井液不落地。石油勘探井場(chǎng)作業(yè)廢水排入泥漿池沉淀后采用密閉罐車(chē)?yán)\(yùn)的方式送至附近聯(lián)合站或中轉(zhuǎn)站的水處理回注系統(tǒng)處理后再回注油井地層，不外排。鉆井固廢臨時(shí)貯存于泥漿池中，池內(nèi)鋪設(shè)厚度大于0．75mm的防滲膜，完井后向泥漿池中加入固化劑固化后，就地覆土填埋處理［5］。因此，鉆探期通過(guò)廢水泄露污染可能性很小。勘探井場(chǎng)土壤環(huán)境影響源及影響因子見(jiàn)表1。

3土壤污染防治措施

石油勘探井場(chǎng)多為農(nóng)村區(qū)域，巖性主要為粘土，為避免石油勘探期間對(duì)土壤、地下水的污染，擬采取相應(yīng)的污染防治措施。3．1土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀保障措施勘探期土壤環(huán)境影響的主要特征因子為石油烴，石油烴主要來(lái)源于鉆井泥漿、柴油及含油巖屑［6］，為保障土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀，避免土壤受到石油烴污染，須采取如下污染防治措施。（1）泥漿池四周必須圍土夯實(shí)，池內(nèi)液面不得高出井場(chǎng)地平面，排污池內(nèi)污染物量不應(yīng)超過(guò)有效容積的80％，四周?chē)珣?yīng)平整夯實(shí)，臨靠井場(chǎng)的圍埋高度不應(yīng)高出地面50cm，圍堤頂寬不小于50cm，坡度不大于60°，防滲膜鋪設(shè)完整，確保排污池不漏不滲不溢。（2）柴油儲(chǔ)罐下部法蘭滲漏處滲漏，柴油泄露進(jìn)入罐區(qū)圍堰中，不會(huì)污染土壤、影響地下水水質(zhì)。儲(chǔ)罐區(qū)設(shè)置圍堰，圍堰內(nèi)應(yīng)設(shè)置排水地漏，分類(lèi)收集圍堰內(nèi)的排水，圍堰地面、事故池采用防腐防滲的材料鋪砌，防滲布鋪設(shè)面積不得小于柴油罐外邊30cm，可采用高密度聚乙烯（HDPE）膜，厚度0．75mm，四周設(shè)置20cm高的圍堰。（3）鉆井接近油藏地層時(shí)，巖屑中可能夾雜少量石油等污染物，這部分含油巖屑屬于危險(xiǎn)廢物，應(yīng)單獨(dú)采用泥漿罐接收，不在場(chǎng)內(nèi)暫存，由油泥專(zhuān)用罐車(chē)運(yùn)至就近油泥油砂站處置，不得在井場(chǎng)排放，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞。含油巖屑采用危廢專(zhuān)用運(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸，從而保證運(yùn)輸過(guò)程中無(wú)拋、灑、滴、漏現(xiàn)象發(fā)生，運(yùn)輸過(guò)程中基本可控制運(yùn)輸車(chē)輛的臭氣泄漏。（4）鉆井施工單位應(yīng)建立施工井環(huán)保檔案，內(nèi)容應(yīng)包括但不限于：鉆前工程環(huán)保驗(yàn)收檢查表、鉆井井場(chǎng)環(huán)境保護(hù)交接書(shū)、泥漿池及完井后井場(chǎng)不同方位數(shù)碼照片等。（5）完井后井場(chǎng)應(yīng)平整、無(wú)油污、無(wú)積水、無(wú)廢棄物、無(wú)化學(xué)藥品，無(wú)垃圾，做到工完料凈場(chǎng)地清［7～9］。

3．2源頭控制措施

對(duì)土壤可能造成污染的主要是井場(chǎng)廢水及固廢，因此需控制井場(chǎng)廢水及固廢的產(chǎn)生，鉆井施工源頭控制措施如下。（1）鉆井過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制廢水產(chǎn)生量，落實(shí)節(jié)水減排清潔生產(chǎn)措施，每百米進(jìn)尺新鮮水消耗不得低于Q／SH0454鉆井專(zhuān)業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)二級(jí)水平。（2）鉆井過(guò)程中不得使用新鮮水沖洗設(shè)備，嚴(yán)格控制廢水的產(chǎn)生，污水應(yīng)盡量回用，完井后鉆井廢水量和鉆井廢水回用率應(yīng)符合Q／SH0454鉆井專(zhuān)業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)二級(jí)要求。（3）鉆井過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制廢棄泥漿產(chǎn)生量，鉆進(jìn)時(shí)、完井后，應(yīng)對(duì)泥漿進(jìn)行回收再利用，廢棄泥漿量和泥漿回收利用率應(yīng)滿(mǎn)足Q／SH0454鉆井專(zhuān)業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)二級(jí)要求。（4）完井時(shí)排污池內(nèi)污染物量不應(yīng)超過(guò)有效容積的80％。（5）鉆井廢水、巖屑，廢棄泥漿等污染物的產(chǎn)生量，外運(yùn)量，處理量等數(shù)據(jù)應(yīng)有詳細(xì)記錄。

3．3過(guò)程防控措施

石油勘探鉆井過(guò)程主要涉及的污染影響為地面漫流及入滲影響。

3．3．1地面漫流污染防控措施3．3．1．1邊溝與雨水監(jiān)控池井場(chǎng)周邊應(yīng)設(shè)置邊溝，排泄井場(chǎng)范圍內(nèi)的雨水。邊溝的設(shè)置符合Q／SH0020－2007中4．7．3的規(guī)定。農(nóng)田內(nèi)井場(chǎng)四周應(yīng)挖邊溝或圍土堤，與毗鄰的農(nóng)田隔開(kāi)。井場(chǎng)內(nèi)的污水、廢鉆井液等不得外溢。坡面水、井場(chǎng)雨水等清凈下水，經(jīng)邊溝進(jìn)入雨水監(jiān)控池可直接外排，受到污染時(shí)進(jìn)入泥漿池。3．3．1．2污水溝井場(chǎng)鉆臺(tái)、機(jī)房、泵房、循環(huán)罐區(qū)應(yīng)設(shè)置污水溝。發(fā)電房和油罐區(qū)四周設(shè)置環(huán)形排污溝，并配備應(yīng)急儲(chǔ)備罐。排污溝建于填方區(qū)時(shí)，溝底應(yīng)夯實(shí)。溝底有管涵時(shí)，溝底與管涵相距至少300mm。3．2．1．3泥漿池泥漿池應(yīng)盡量選擇在挖方區(qū)，避讓填方區(qū)。在山區(qū)丘陵鉆井施工時(shí)，儲(chǔ)存池不應(yīng)建在河床、洪水線(xiàn)以下，同時(shí)不得建在匯水、行水通道上。開(kāi)挖泥漿池時(shí)，應(yīng)將開(kāi)挖的表土作為復(fù)耕回填土單獨(dú)堆存。

3．3．2入滲污染防控措施鉆井施工中應(yīng)采取防滲措施的區(qū)域主要為泥漿池、生活污水池、界溝、機(jī)房底座、發(fā)電機(jī)和柴油罐區(qū)域、鉆桿排區(qū)域等。根據(jù)中國(guó)石化《鉆井工程污染防治規(guī)范》（Q／SH0238－2009）等規(guī)范要求。施工現(xiàn)場(chǎng)采用玻璃鋼圍堰和防滲膜組合進(jìn)行防滲。防滲膜鋪設(shè)面積不得小于被防滲物體外邊30cm，防滲膜外邊須向內(nèi)折入玻璃鋼圍堰底部，玻璃鋼圍堰鋪設(shè)完整，不得出現(xiàn)缺口。3．3．2．1現(xiàn)場(chǎng)污染防滲技術(shù)要求根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)防滲要求將施工現(xiàn)場(chǎng)劃分為重點(diǎn)防滲區(qū)和一般防滲區(qū)（表2）。3．3．2．2防滲材料技術(shù)要求宜采用聚乙烯（HDPE，LLDPE）土工膜。防滲材料滲透系數(shù)不應(yīng)大于1．0×10－7cm／s。防滲材料應(yīng)具備無(wú)毒性、堅(jiān)固性、持久性、抗化學(xué)反應(yīng)性、抗穿透和抗斷裂性等性能特點(diǎn)，厚度應(yīng)小于0．5mm。（1）高密度聚乙烯（HDPE）膜滿(mǎn)足《垃圾填埋場(chǎng)高密度聚乙烯土工膜》（CJ／T234）、《土工合成材料聚乙烯土工膜》（GB／T17643－2011）中GH－2型土工膜的有關(guān)要求。（2）低密度聚乙烯（LLDPE）膜滿(mǎn)足《土工合成材料聚乙烯土工膜》（GB／T17643－2011）中GL－2型的有關(guān)要求［10］。（3）土工布除應(yīng)滿(mǎn)足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《土工合成材料長(zhǎng)絲紡粘針刺非織造土工布》（GB／T17639）的有關(guān)要求外，土工布纖維種類(lèi)宜采用PP－丙綸和PET－滌綸，土工布的標(biāo)稱(chēng)斷裂強(qiáng)度不宜小于30kN／m，單位面積質(zhì)量不宜小于450g／m2；用于盲溝的土工布標(biāo)稱(chēng)斷裂強(qiáng)度不宜小于20kN／m。3．3．2．3圍堰技術(shù)要求圍堰宜選用玻璃鋼材質(zhì)，具有強(qiáng)度高、耐腐蝕、電絕緣、穩(wěn)定性強(qiáng)、抗老化、可重復(fù)利用等要求。圍堰高度不低于20cm。

4生態(tài)恢復(fù)措施

（1）勘探施工區(qū)域內(nèi)有植被分布，井場(chǎng)在整修道路施工時(shí)可利用廢棄建筑混凝土和廢棄磚石，不得隨意取土和破壞地表植被［11］。（2）在開(kāi)挖地表土壤時(shí)，執(zhí)行分層開(kāi)挖、分層回填的操作規(guī)范，盡可能保持農(nóng)田原有的土壤環(huán)境，以恢復(fù)植被。為了盡快恢復(fù)土地的生產(chǎn)能力，施工結(jié)束后增施肥料，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，恢復(fù)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，減輕對(duì)土壤的壓實(shí)效應(yīng)，從而改良土壤結(jié)果及理化性質(zhì)，提高土壤的保肥保水能力。農(nóng)田施工回填時(shí)，留足適宜的堆積層，防止河水、徑流造成地表塌陷和水土流失。（3）施工的組織安排需根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)活動(dòng)特點(diǎn)組織施工，減輕對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)破壞造成的損失?？碧狡谶x擇在一季作物生長(zhǎng)期間完成，不占用兩季作物的生長(zhǎng)時(shí)間。（4）運(yùn)送設(shè)備、物料的車(chē)輛嚴(yán)格在設(shè)計(jì)道路上行行駛，不隨意增開(kāi)便道，在保證施工的前提下，嚴(yán)格控制施工車(chē)輛、機(jī)械及施工人員活動(dòng)范圍，以減少對(duì)地表的碾壓。（5）限制施工工具、車(chē)輛便道、堆料場(chǎng)等臨時(shí)性占地面積，并在施工結(jié)束后及時(shí)清理現(xiàn)場(chǎng)，清運(yùn)各種污染物，盡可能恢復(fù)原狀。（6）加強(qiáng)對(duì)施工人員的教育，在施工區(qū)域外，不隨意砍伐、破壞樹(shù)木、灌木、農(nóng)作物，不亂挖、亂采野生植被。（7）嚴(yán)格執(zhí)行《土地復(fù)墾規(guī)定》，凡受到施工車(chē)輛、機(jī)械破壞的地方需及時(shí)修復(fù)，恢復(fù)原貌，被破壞的植被在施工結(jié)束后盡快恢復(fù)。（8）減少鉆井過(guò)程中的污染物排放，廢棄泥漿進(jìn)泥漿池，做好井場(chǎng)污染雨水收集，防止廢水、廢棄泥漿等亂排。（9）做好勘探期泥漿池的防漏防滲措施，泥漿池需滿(mǎn)足鉆井過(guò)程中循環(huán)污水和廢棄泥漿、巖屑存儲(chǔ)容量要求。開(kāi)挖泥漿池時(shí)，需分層堆土，便于完井后回填復(fù)耕。做好上述措施，可最大程度地減少石油勘探對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

5結(jié)論

通過(guò)對(duì)鉆井巖屑、鉆井廢泥漿進(jìn)行固化處理后覆土掩埋，對(duì)施工廢料、生活垃圾進(jìn)行合理處置，含油巖屑送就近油泥油砂站干化處理暫存后委托有資質(zhì)單位處置，固體廢物對(duì)土壤環(huán)境的影響是可以接受的。在水泥固井及套管保護(hù)、采取防滲及圍堰等措施的基礎(chǔ)上，本項(xiàng)目勘探過(guò)程對(duì)土壤及地下水環(huán)境的影響較小?？碧骄畧?chǎng)作業(yè)占地為臨時(shí)占地，占地類(lèi)型均為耕地。臨時(shí)占地將破壞土地上的農(nóng)作物植被。在施工結(jié)束后將恢復(fù)原有土地使用功能，不會(huì)對(duì)土地利用產(chǎn)生影響。

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作者：丁霆 單位：江蘇環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院股份公司