石油勘探過程土壤環(huán)境保護分析

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摘要：由于江蘇省大部分石油勘探井設在村莊農(nóng)田中，給當?shù)赝寥拉h(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)帶來壓力，結合實際探討了石油勘探過程中的土壤環(huán)境保護措施，針對現(xiàn)狀土壤環(huán)境保障、源頭防控、過程防控降低對土壤環(huán)境的影響，提出了相應的生態(tài)恢復措施，以期提供參考。

關鍵詞：石油勘探；鉆井；土壤環(huán)境

1引言

石油勘探會導致土壤污染，不但表現(xiàn)在石油勘探井場對土地的占用和對植被的破壞，還表現(xiàn)在鉆井施工中廢水與排放的各類固體廢棄物，這些污染物或直接或間接地對整個土壤的生態(tài)體系造成負面影響，破壞土壤的構造與性質，使土壤的肥力降低。石油勘探階段，例如修建井場路、平整井場都會改變當?shù)氐淖匀坏乇砻婷?，嚴重的更會造成地下水的污染以及植被大面積死亡［1，2］。江蘇省經(jīng)濟發(fā)達，人口密集，大部分勘探井設在村莊農(nóng)田中，給當?shù)赝寥拉h(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)帶來壓力，在石油勘探中所用到的各種重型機械，因為絕大多數(shù)都是以柴油作為主要燃料，如不采取風險防控措施，可能會對土壤造成石油烴污染［3］。本文擬結合實際分析石油勘探對土壤的影響并提出石油勘探過程中的土壤環(huán)境保護措施。

2石油勘探對土壤的影響

2．1臨時占地對土壤的影響

石油勘探臨時占地對土壤的影響主要來自施工便道及鉆井井場對土壤的臨時占壓，對植被的碾壓及泥漿池對表層土壤的破壞。鉆井過程中各種大型、重型機械的拖拽、碾壓、挖掘等活動，導致了地表破壞，土壤層次、結構發(fā)生了改變，破壞了原始植被，在短期內出現(xiàn)了局部裸地。施工便道采用鋪設鉆桿排的方式，井場用房均采用臨時工棚，井場設施底部鋪設防滲膜至外延1m，工程臨時占地大多屬于臨時占壓，只要工程在施工中做到盡量縮小影響范圍，受影響的土壤、植被在工程結束后就能夠在較短的時間內恢復，工程對土壤生態(tài)的影響是可接受的。

2．2鉆井泥漿及廢水對土壤的影響

石油勘探采用低毒的懸浮乳液潤滑防塌鉆井液，其主要成分是膨潤土、超細碳酸鈣及少量的化學助劑如加重劑、降濾失劑、抑制劑等，pH值為8～9。導致環(huán)境污染的有害成分為鹽類、化學添加劑，高分子有機化合物經(jīng)生物降解后產(chǎn)生的低分子有機化合物和堿性物質，主要污染物指標為pH值、SS、COD、石油烴［4］。由鉆井泥漿各主要成分其理化性質表可知，泥漿主要成分為低毒或無毒的助劑且用量較少。廢棄泥漿直接排放至泥漿回收罐，整個泥漿回收罐底部及外延1m范圍鋪設一層防滲膜，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。石油勘探井場作業(yè)廢水排入泥漿池沉淀后采用密閉罐車拉運的方式送至附近聯(lián)合站或中轉站的水處理回注系統(tǒng)處理后再回注油井地層，不外排。鉆井固廢臨時貯存于泥漿池中，池內鋪設厚度大于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，鉆探期通過廢水泄露污染可能性很小?？碧骄畧鐾寥拉h(huán)境影響源及影響因子見表1。

3土壤污染防治措施

石油勘探井場多為農(nóng)村區(qū)域，巖性主要為粘土，為避免石油勘探期間對土壤、地下水的污染，擬采取相應的污染防治措施。3．1土壤環(huán)境質量現(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，石油烴主要來源于鉆井泥漿、柴油及含油巖屑［6］，為保障土壤環(huán)境質量現(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，池內液面不得高出井場地平面，排污池內污染物量不應超過有效容積的80％，四周圍垣應平整夯實，臨靠井場的圍埋高度不應高出地面50cm，圍堤頂寬不小于50cm，坡度不大于60°，防滲膜鋪設完整，確保排污池不漏不滲不溢。（2）柴油儲罐下部法蘭滲漏處滲漏，柴油泄露進入罐區(qū)圍堰中，不會污染土壤、影響地下水水質。儲罐區(qū)設置圍堰，圍堰內應設置排水地漏，分類收集圍堰內的排水，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，四周設置20cm高的圍堰。（3）鉆井接近油藏地層時，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廢物，應單獨采用泥漿罐接收，不在場內暫存，由油泥專用罐車運至就近油泥油砂站處置，不得在井場排放，不會對環(huán)境造成破壞。含油巖屑采用危廢專用運輸車運輸，從而保證運輸過程中無拋、灑、滴、漏現(xiàn)象發(fā)生，運輸過程中基本可控制運輸車輛的臭氣泄漏。（4）鉆井施工單位應建立施工井環(huán)保檔案，內容應包括但不限于：鉆前工程環(huán)保驗收檢查表、鉆井井場環(huán)境保護交接書、泥漿池及完井后井場不同方位數(shù)碼照片等。（5）完井后井場應平整、無油污、無積水、無廢棄物、無化學藥品，無垃圾，做到工完料凈場地清［7～9］。

3．2源頭控制措施

對土壤可能造成污染的主要是井場廢水及固廢，因此需控制井場廢水及固廢的產(chǎn)生，鉆井施工源頭控制措施如下。（1）鉆井過程中應嚴格控制廢水產(chǎn)生量，落實節(jié)水減排清潔生產(chǎn)措施，每百米進尺新鮮水消耗不得低于Q／SH0454鉆井專業(yè)清潔生產(chǎn)技術指標二級水平。（2）鉆井過程中不得使用新鮮水沖洗設備，嚴格控制廢水的產(chǎn)生，污水應盡量回用，完井后鉆井廢水量和鉆井廢水回用率應符合Q／SH0454鉆井專業(yè)清潔生產(chǎn)技術指標二級要求。（3）鉆井過程中應嚴格控制廢棄泥漿產(chǎn)生量，鉆進時、完井后，應對泥漿進行回收再利用，廢棄泥漿量和泥漿回收利用率應滿足Q／SH0454鉆井專業(yè)清潔生產(chǎn)技術指標二級要求。（4）完井時排污池內污染物量不應超過有效容積的80％。（5）鉆井廢水、巖屑，廢棄泥漿等污染物的產(chǎn)生量，外運量，處理量等數(shù)據(jù)應有詳細記錄。

3．3過程防控措施

石油勘探鉆井過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)控池井場周邊應設置邊溝，排泄井場范圍內的雨水。邊溝的設置符合Q／SH0020－2007中4．7．3的規(guī)定。農(nóng)田內井場四周應挖邊溝或圍土堤，與毗鄰的農(nóng)田隔開。井場內的污水、廢鉆井液等不得外溢。坡面水、井場雨水等清凈下水，經(jīng)邊溝進入雨水監(jiān)控池可直接外排，受到污染時進入泥漿池。3．3．1．2污水溝井場鉆臺、機房、泵房、循環(huán)罐區(qū)應設置污水溝。發(fā)電房和油罐區(qū)四周設置環(huán)形排污溝，并配備應急儲備罐。排污溝建于填方區(qū)時，溝底應夯實。溝底有管涵時，溝底與管涵相距至少300mm。3．2．1．3泥漿池泥漿池應盡量選擇在挖方區(qū)，避讓填方區(qū)。在山區(qū)丘陵鉆井施工時，儲存池不應建在河床、洪水線以下，同時不得建在匯水、行水通道上。開挖泥漿池時，應將開挖的表土作為復耕回填土單獨堆存。

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

4生態(tài)恢復措施

（1）勘探施工區(qū)域內有植被分布，井場在整修道路施工時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）在開挖地表土壤時，執(zhí)行分層開挖、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，以恢復植被。為了盡快恢復土地的生產(chǎn)能力，施工結束后增施肥料，增加土壤有機質含量，恢復土壤團粒結構，減輕對土壤的壓實效應，從而改良土壤結果及理化性質，提高土壤的保肥保水能力。農(nóng)田施工回填時，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?shù)剞r(nóng)業(yè)活動特點組織施工，減輕對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)破壞造成的損失。勘探期選擇在一季作物生長期間完成，不占用兩季作物的生長時間。（4）運送設備、物料的車輛嚴格在設計道路上行行駛，不隨意增開便道，在保證施工的前提下，嚴格控制施工車輛、機械及施工人員活動范圍，以減少對地表的碾壓。（5）限制施工工具、車輛便道、堆料場等臨時性占地面積，并在施工結束后及時清理現(xiàn)場，清運各種污染物，盡可能恢復原狀。（6）加強對施工人員的教育，在施工區(qū)域外，不隨意砍伐、破壞樹木、灌木、農(nóng)作物，不亂挖、亂采野生植被。（7）嚴格執(zhí)行《土地復墾規(guī)定》，凡受到施工車輛、機械破壞的地方需及時修復，恢復原貌，被破壞的植被在施工結束后盡快恢復。（8）減少鉆井過程中的污染物排放，廢棄泥漿進泥漿池，做好井場污染雨水收集，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，泥漿池需滿足鉆井過程中循環(huán)污水和廢棄泥漿、巖屑存儲容量要求。開挖泥漿池時，需分層堆土，便于完井后回填復耕。做好上述措施，可最大程度地減少石油勘探對生態(tài)環(huán)境的影響。

5結論

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

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