“兩法”形勢(shì)下的沙漠地區(qū)鉆前工程施工工藝

李川江 鐘仕林 江 維

(四川蜀渝石油建筑安裝工程有限責(zé)任公司，四川 成都 610017)

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“兩法”形勢(shì)下的沙漠地區(qū)鉆前工程施工工藝

李川江 鐘仕林 江 維

(四川蜀渝石油建筑安裝工程有限責(zé)任公司，四川 成都 610017)

介紹了《安全生產(chǎn)法》和《環(huán)境保護(hù)法》實(shí)施后，塔克拉瑪干沙漠地區(qū)鉆前工程的創(chuàng)新工藝，并從場(chǎng)面工程和環(huán)保泥漿池兩方面，闡述了鉆前施工要點(diǎn)，提出了防滲膜鋪設(shè)與混凝土施工質(zhì)控措施，在符合安全環(huán)保要求的基礎(chǔ)上，滿足了鉆井生產(chǎn)使用需求。

沙漠地區(qū)，鉆前工程，環(huán)保泥漿池，防滲膜

0 引言

塔克拉瑪干沙漠位于塔里木盆地中心，石油和天然氣儲(chǔ)量豐富，動(dòng)植物資源極其稀少，幾乎整個(gè)地區(qū)都缺乏動(dòng)植物覆蓋，生態(tài)系統(tǒng)極其脆弱。因此在塔克拉瑪干沙漠開(kāi)展油田勘探開(kāi)發(fā)具有建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)高、施工難度高、投資費(fèi)用高等特點(diǎn)。2014年9月發(fā)生的騰格里沙漠污染事件[1]，2014年12實(shí)施的《安全生產(chǎn)法》和2015年1月實(shí)施的《環(huán)境保護(hù)法》，一系列污染事件的發(fā)生，新法律的頒布實(shí)施，進(jìn)一步明確了石油企業(yè)的安全環(huán)保責(zé)任，對(duì)新時(shí)期油氣田勘探開(kāi)發(fā)提出了更高的要求，工程建設(shè)管理面臨全新的挑戰(zhàn)，施工安全環(huán)保壓力劇增[2]。鉆前工程作為鉆井工程的前期工程，在新形勢(shì)下如何為后續(xù)的鉆試修作業(yè)提供安全環(huán)保可靠的施工作業(yè)平臺(tái)，做好油田地面建設(shè)項(xiàng)目管理[3,4]，成為當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。

1 沙漠地區(qū)鉆前工程施工工藝

1.1 傳統(tǒng)工藝

沙漠地區(qū)鉆前工程傳統(tǒng)施工工藝如下：

場(chǎng)面工程：定位放線→推沙→水墜→碾壓→戈壁料攤鋪→灑水碾壓→整修→人工修邊→養(yǎng)護(hù)→防護(hù)工程。

泥漿池：定位放線→推沙→水墜→邊坡整形→鋪設(shè)防滲膜。

傳統(tǒng)的場(chǎng)面工程施工操作簡(jiǎn)單，施工效率高。但實(shí)際施工中存在水墜深度不足，使用過(guò)程中道路超載，極易造成道路及井場(chǎng)的破壞，影響鉆井進(jìn)度及車輛通行安全。傳統(tǒng)泥漿池中防滲膜直接與鉆井污水接觸，并要經(jīng)歷高溫嚴(yán)寒氣候，使用環(huán)境惡劣，易發(fā)生污水池滲漏，造成環(huán)境污染。

1.2 創(chuàng)新工藝

《安全生產(chǎn)法》對(duì)作業(yè)人員提出了更高的安全保障要求；《環(huán)境保護(hù)法》中對(duì)環(huán)境污染明確了處罰條款。傳統(tǒng)的鉆前工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、施工工藝已不能滿足保護(hù)環(huán)境，保障作業(yè)人員安全的要求。因此需對(duì)鉆前工程場(chǎng)面工程(公路、井場(chǎng)、生活區(qū))、泥漿池工程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)[5-7]，公路、井場(chǎng)、生活區(qū)詳細(xì)做法見(jiàn)圖1，環(huán)保泥漿池的做法見(jiàn)圖2,圖3。

新的場(chǎng)面鋪筑設(shè)計(jì)做法增設(shè)土工布，土工布的施工過(guò)程中有效減緩了水墜水分的蒸發(fā)，提高了路基的整體性，延長(zhǎng)了場(chǎng)面工程的使用壽命。新的環(huán)保泥漿池增設(shè)兩層防滲混凝土，該做法避免了鉆井污水與防滲膜直接接觸，提高了防滲膜的耐候性。

2 施工工藝流程

2.1 場(chǎng)面工程

定位放線→推沙→水墜→碾壓→鋪土工布→戈壁料攤鋪→灑水碾壓→整修→人工修邊→養(yǎng)護(hù)→防護(hù)工程。

新的場(chǎng)面工程設(shè)計(jì)做法中增設(shè)了土工布，提高了路基、路面工程的整體性，延長(zhǎng)了鉆前道路的使用壽命。

2.2 環(huán)保泥漿池

定位放線→推沙→水墜→邊坡整形→鋪土工布→鋪鐵絲網(wǎng)→底層混凝土澆筑→鋪設(shè)防滲膜→面層混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)→磚砌導(dǎo)流槽→圍欄安裝。

環(huán)保泥漿池設(shè)計(jì)中，引入了土工布、鐵絲網(wǎng)，保證了池體的整體性。采用兩層混凝土夾防滲膜的設(shè)計(jì)，避免了鉆井廢棄物與防滲膜直接接觸，提高了池體的抗?jié)B性能。

3 施工要點(diǎn)

3.1 場(chǎng)面工程施工

1)推沙平場(chǎng)。塔里木油田公司《鉆前工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)于沙漠石子路設(shè)計(jì)路基坡度不大于6°，轉(zhuǎn)彎半徑不小于400 m～600 m，視距不小于80 m～120 m；路基上寬9 m，路基表面平整度不超過(guò)±3 cm。

根據(jù)上述要求定位放線，每隔20 m用竹竿標(biāo)示邊界，遇有植被(胡楊、紅柳等)應(yīng)繞行。選用D8N推土機(jī)推沙，控制好路基寬度、平整度指標(biāo)。

2)灑水碾壓。推沙過(guò)程中，及時(shí)進(jìn)行平面尺寸、坡度、平整度測(cè)量，便于及時(shí)進(jìn)行修正。達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，采用水車連續(xù)性放水[8]，邊水墜邊碾壓，水墜深度不小于50 cm，壓實(shí)度不小于0.95。

3)鋪設(shè)土工布。路基壓實(shí)度檢測(cè)合格后，為防止沙基水分蒸發(fā)導(dǎo)致路基壓實(shí)度降低，應(yīng)立即鋪設(shè)土工布。土工布不宜過(guò)緊，不得打皺，接縫重疊不少于30 cm，土工布周邊及接縫處用風(fēng)積沙袋臨時(shí)固定。

4)鋪設(shè)戈壁料。土工布鋪設(shè)后，應(yīng)立即進(jìn)行面層戈壁料鋪設(shè)。路面戈壁料壓實(shí)厚20 cm，井場(chǎng)生活區(qū)戈壁料壓實(shí)厚15 cm，路面石料要求攤鋪均勻，整平并灑水壓實(shí)，平均厚度偏差不大于1 cm。

5)養(yǎng)護(hù)。為保證公路井場(chǎng)生活區(qū)的使用壽命，應(yīng)根據(jù)天氣、使用情況及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)。

6)路基防護(hù)。因塔克拉瑪干沙漠風(fēng)沙活動(dòng)強(qiáng)烈，流動(dòng)性大，為防止風(fēng)沙對(duì)道路的損害，道路兩側(cè)沙丘采取防風(fēng)固沙措施[9]。在挖方路基兩側(cè)預(yù)留2 m積沙平臺(tái)，并且在道路挖填方路基路肩以外鋪設(shè)1 m×1 m草方格，外圍設(shè)置防沙障。草方格在道路兩側(cè)鋪設(shè)30 m寬，井場(chǎng)生活區(qū)周邊鋪設(shè)20 m寬，草方格1.0 kg/m。

蘆葦式沙障：為延長(zhǎng)草方格使用年限，建議在草方格外側(cè)設(shè)置蘆葦式防沙障，做法是鐵絲綁扎編制蘆葦，蘆葦把直徑8 cm，疏透度20%～30%，蘆葦長(zhǎng)度在1.5 m以上，埋入沙基30 cm，蘆葦用量大于1.0 kg/m。木樁長(zhǎng)度1.5 m，木樁底部30 cm加工成楔形，釘入沙中0.5 m后，兩側(cè)用鐵絲斜拉木樁加固。木樁間隔3 m設(shè)置1個(gè)，規(guī)格為5 cm×5 cm×150 cm，斜拉筋木樁2個(gè)，規(guī)格為5 cm×5 cm×50 cm。

3.2 環(huán)保泥漿池施工

1)基坑推沙水墜。按照設(shè)計(jì)要求，塔中探區(qū)環(huán)保泥漿池池邊坡要求為1∶2，正鉆井泥漿池容積為2 000 m3,完井測(cè)試泥漿池容積為1 500 m3。泥漿池應(yīng)根據(jù)井控安全需要進(jìn)行布置，并盡可能避開(kāi)植被(胡楊、紅柳等)。

根據(jù)上述要求定位放線，每隔20 m用竹竿標(biāo)示邊界。選用D8N推土機(jī)推沙，控制好基坑長(zhǎng)寬尺寸、坡度指標(biāo)。推沙完成后，按照道路水墜的施工方法進(jìn)行水墜修坡，做好壓實(shí)度檢測(cè)。

2)鋪設(shè)土工布、鐵絲網(wǎng)。壓實(shí)度檢測(cè)合格后，池底立即鋪設(shè)土工布(聚丙烯扁絲編織土工布，重量：120 g/m2)。池底、池壁鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)(用14號(hào)鐵絲編織直徑為10 cm的菱形網(wǎng)格)。土工布接縫寬度、鐵絲網(wǎng)搭接寬度均不小于20 cm。

3)底層混凝土澆筑。土工布、鋼絲網(wǎng)鋪設(shè)完成后，應(yīng)立即澆筑底層混凝土。因混凝土10 cm厚，建議選用平板振動(dòng)器配合人工進(jìn)行振搗。因塔中地區(qū)冬冷夏熱，現(xiàn)澆混凝土的池壁、池底在縱橫方向設(shè)置間距小于4 m的縮縫，縱向設(shè)置1道～2道脹縫，間距應(yīng)根據(jù)施工時(shí)濕度、區(qū)域最高溫度等控制在40 m～25 m之間。縮縫、脹縫構(gòu)造做法見(jiàn)圖4,圖5。為防止防滲膜破損，應(yīng)控制好底層混凝土的平整度，在混凝土初凝前、終凝前進(jìn)行“二次”抹面。

4)防滲膜鋪設(shè)。因工期原因，待底層混凝土的強(qiáng)度達(dá)到1.2 N/mm2后，就可在池底、池壁鋪設(shè)防滲膜。為滿足環(huán)保要求，防滲膜選用環(huán)保用雙糙面高密度聚乙烯土工膜，技術(shù)指標(biāo)滿足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17643土工合成材料聚乙烯土工膜。土工膜接縫寬度不小于20 cm，可采用熱熔焊接[10]或粘結(jié)，為保證粘結(jié)質(zhì)量，粘結(jié)劑建議購(gòu)買成品。

5)面層混凝土澆筑。待防滲膜鋪設(shè)搭接檢測(cè)合格后，可立即進(jìn)行面層混凝土澆筑。澆筑前做好防滲膜的防破損措施，混凝土振搗應(yīng)采用人工振搗，防止機(jī)械振搗導(dǎo)致防滲膜破損。面層混凝土的縮縫、脹縫設(shè)置與底層混凝土相同。

6)養(yǎng)護(hù)。因塔中地區(qū)冬冷夏熱，混凝土應(yīng)及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。夏季可選擇覆蓋薄膜或草簾、棉氈，灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)不少于7 d。冬季時(shí)應(yīng)搭設(shè)暖棚，防止混凝土發(fā)生凍傷。

7)附屬設(shè)施。為保證人員安全需要，在泥漿池周邊設(shè)置可拆卸圍欄，圍欄做法參照02(03)J401鋼梯LG5-12，圍欄基礎(chǔ)為C30混凝土，尺寸為30 cm×30 cm×60 cm，基礎(chǔ)居中內(nèi)設(shè)一根φ74×4長(zhǎng)30 cm鋼管，以便圍欄鋼管插入。

為了達(dá)到環(huán)保要求，需要做好鉆井泥漿及廢液的收集，在靠近循環(huán)罐的位置設(shè)置磚砌倒流槽，縱坡大于0.3%。導(dǎo)流槽做法為M7.5水泥砂漿砌筑MU10磚，1∶2水泥砂漿抹面，尺寸如圖6所示。

4 關(guān)鍵質(zhì)量控制措施

4.1 防滲膜鋪設(shè)質(zhì)量控制

施工氣溫以 5 ℃～40 ℃為宜，考慮到土工膜的熱脹冷縮性，天冷時(shí)，土工膜的鋪設(shè)應(yīng)緊一些；天熱時(shí)應(yīng)松弛。但要注意，在夏天應(yīng)避免中午時(shí)的高溫、風(fēng)力及雨天：風(fēng)力超過(guò)4級(jí)或雨天應(yīng)停止施工；風(fēng)小時(shí)，宜用砂袋壓住土工膜，以利施工。焊接邊坡時(shí)，焊縫長(zhǎng)度方向應(yīng)沿坡度延伸，不能橫穿。盡量減少邊腳和零星膜的焊接。在焊接操作時(shí)應(yīng)有一位焊接主管人員進(jìn)行監(jiān)督。HDPE土工膜表面應(yīng)清除油脂、水分、灰塵、垃圾和其他雜物。如果焊接在晚上操作，應(yīng)有充足的照明。在HDPE土工膜搭接處，應(yīng)去掉褶皺，當(dāng)褶皺不小于100 mm時(shí)，采用圓形或橢圓補(bǔ)丁，補(bǔ)丁大小應(yīng)超出切口周邊50 mm。當(dāng)環(huán)境溫度和不利的天氣條件嚴(yán)重影響HDPE土工膜焊接時(shí)，應(yīng)停止作業(yè)。應(yīng)對(duì)焊接機(jī)定時(shí)保養(yǎng)，要經(jīng)常清理焊接機(jī)設(shè)備中的殘留物。

4.2 混凝土質(zhì)量控制

塔中地區(qū)氣候惡劣，為保證污水池混凝土施工質(zhì)量，應(yīng)采取如下質(zhì)量控制措施：

1)配合比設(shè)計(jì)方面，嚴(yán)格控制用水量，引入抗裂組分，可選擇膨脹劑和抗裂纖維等。2)施工前應(yīng)進(jìn)行確保池底、池壁沉降穩(wěn)定，并對(duì)基層進(jìn)行檢查修復(fù)，防止由于沉降變形造成的混凝土產(chǎn)生早期開(kāi)裂與破碎。3)振搗要充分，不得在混凝土拌合物中平推或拖拉振搗，每處振動(dòng)時(shí)間不宜短于30 s。4)早期養(yǎng)護(hù)應(yīng)加強(qiáng)，應(yīng)在初凝后及時(shí)覆蓋保水養(yǎng)護(hù)，宜采用保水性好的覆蓋材料，可采用節(jié)水保濕養(yǎng)護(hù)膜、土工氈、土工布、麻袋、草袋、草簾等養(yǎng)生，并及時(shí)灑水保濕養(yǎng)生，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不應(yīng)少于7 d；終凝前不得在混凝土表面直接噴水。5)切縫時(shí)間要合理，由于夏季施工時(shí)晝夜溫差較大，建議使用軟切縫，即抗壓強(qiáng)度為1 MPa～1.5 MPa，人可行走時(shí)進(jìn)行軟切，軟切縫時(shí)間不應(yīng)超過(guò)6 h。

5 結(jié)語(yǔ)

該施工工藝已經(jīng)在塔克拉瑪干沙漠地區(qū)鉆前工程成功應(yīng)用。采用的路基水墜施工技術(shù)、路基防護(hù)措施以及環(huán)保泥漿池施工技術(shù)滿足鉆井生產(chǎn)的需要，達(dá)到了《安全生產(chǎn)法》和《環(huán)境保護(hù)法》的要求，取得了良好的工程應(yīng)用效果，可在沙漠地區(qū)推廣應(yīng)用。

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Pre-drilling engineering construction process in the desert area under the new situation of “two laws”

Li Chuanjiang Zhong Shilin Jiang Wei

(SichuanShuyuPetroleumConstruction&InstallationEngineeringCo.,Ltd,Chengdu610017,China)

This paper introduced the innovation process of pre drilling engineering in Taklimakan desert area afterSafetyProductionLawandEnvironmentalProtectionLawimplementation, and from the scene engineering and environmental protection mud area two aspects, elaborated the pre drilling construction key points, put forward the quality control measures of impermeable membrane laying and concrete construction, in accordance with the safety and environmental protection requirements, met the needs of drilling production using.

desert area, pre-drilling engineering, environmental protection mud pool, impermeable membrane

1009-6825(2017)07-0089-03

2016-12-22

李川江(1972- )，男，工程師; 鐘仕林(1983- )，男，碩士，工程師; 江 維(1973- )，男，工程師

P634

A