新疆準(zhǔn)東地區(qū)油田生態(tài)環(huán)境修復(fù)分析

摘要：新疆準(zhǔn)東地區(qū)蘊(yùn)藏豐富的油氣資源，是我國(guó)重要的油氣產(chǎn)區(qū)。根據(jù)新疆準(zhǔn)東地區(qū)油田生態(tài)環(huán)境背景及典型區(qū)塊石油開(kāi)發(fā)利用方式，本文以吉17井區(qū)為例，深入分析油氣開(kāi)采形成的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，探索最佳修復(fù)方法，以推進(jìn)油田生態(tài)環(huán)境修復(fù)。

關(guān)鍵詞：新疆準(zhǔn)東地區(qū)；油田；生態(tài)環(huán)境修復(fù)；地質(zhì)環(huán)境

中圖分類號(hào)：X171.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2023）04-0-04

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.04.035

Analysis on Ecological Environmental remediation of Oilfields in Zhundong Area of Xinjiang

——Taking the Ji17 well area as an example

CHEN Yuguang1， HUANG Zhongde2， QIAO Liang1， GU Jiangfeng2， LIU Xiaoyi2

（1. Jiqing Operation Area of Xinjiang Oilfield Company of CNPC， Jimusar 831700， China;

2. CGC Mine Construction Co.， Ltd.， Beijing 101100， China）

Abstract： The Zhundong area of Xinjiang is rich in oil and gas resources， making it an important oil and gas producing area in China. According to the ecological environment background of oil fields in Zhundong area of Xinjiang， and the way of oil development and utilization in typical blocks， this paper takes Ji17 well area as an example to deeply analyze the ecological environment problems caused by oil and gas exploitation， and explore the best restoration method to promote the ecological environmental remediation of oil fields.

Keywords： Zhundong area of Xinjiang; oilfield; ecological environmental remediation; geological environment

新疆準(zhǔn)噶爾盆地東部地區(qū)（簡(jiǎn)稱新疆準(zhǔn)東地區(qū)）是天山北坡經(jīng)濟(jì)帶的重要組成部分，主要為昌吉回族自治州阜康市向東至木壘哈薩克自治縣一帶的綠洲平原。隨著三臺(tái)油田、北三臺(tái)油田西泉1井區(qū)、昌吉油田吉17井區(qū)等石油天然氣項(xiàng)目相繼投產(chǎn)，特別是我國(guó)首個(gè)國(guó)家級(jí)頁(yè)巖油示范區(qū)——新疆吉木薩爾國(guó)家級(jí)陸相頁(yè)巖油示范區(qū)的建立，該地區(qū)逐漸成為我國(guó)重要的能源資源戰(zhàn)略基地。周邊油氣勘探及大規(guī)模開(kāi)發(fā)促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，同時(shí)難免會(huì)影響生態(tài)環(huán)境[1]。本文以吉17井區(qū)為例，分析油氣勘探開(kāi)發(fā)形成的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題并提出修復(fù)措施，以構(gòu)建和諧油地關(guān)系，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，改善人居環(huán)境。

1 生態(tài)環(huán)境問(wèn)題

吉17井區(qū)油氣開(kāi)發(fā)活動(dòng)可能產(chǎn)生多種生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的固、液廢棄物可能伴隨降雨或地表徑流威脅周邊地表水，入滲至地下，進(jìn)而威脅地下水與土壤環(huán)境。地面鉆井和進(jìn)場(chǎng)道路修建存在局部開(kāi)挖、平整等，管道的鋪設(shè)、檢修以及大型場(chǎng)站建設(shè)主要呈點(diǎn)、線形式開(kāi)挖與平整等，影響土壤構(gòu)型和地表植被，對(duì)原始地形地貌景觀和土地資源造成不同程度的損毀。

1.1 含水層

鉆井過(guò)程中，鉆穿含水層會(huì)影響含水層結(jié)構(gòu)；鉆井巖屑、泥漿及廢水中的污染物隨雨水入滲或固封不嚴(yán)，造成地下水竄層，影響地下水水質(zhì)；生產(chǎn)期作業(yè)廢水回收至聯(lián)合站，存在入滲風(fēng)險(xiǎn)，可能影響地下水水質(zhì)。含水層鉆穿時(shí)采用環(huán)保鉆井液，完井過(guò)程中下入表層套管，套管外采用水泥固封地下含水層，加固上部疏松巖層的井壁，延緩上部巖層結(jié)構(gòu)變化、不同含水層串通。油氣開(kāi)采時(shí)，目標(biāo)層油氣通過(guò)套管被抽至地面，在上升過(guò)程中，油氣通過(guò)套管與周圍地層隔開(kāi)，不直接接觸；鉆井廢水排入泥漿罐循環(huán)使用，生活污水委托吉木薩爾縣污水處理廠處理；生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)期間的廢水管輸至聯(lián)合站污水處理系統(tǒng)凈化處理達(dá)標(biāo)后循環(huán)利用或回注吉17井區(qū)開(kāi)發(fā)地層。油氣開(kāi)發(fā)對(duì)含水層結(jié)構(gòu)的影響是點(diǎn)狀、短暫的，影響較小。

1.2 土地資源和地表植被

井區(qū)設(shè)施多布設(shè)在荒漠草場(chǎng)和林地，損毀土壤類型主要為灰漠土、灌溉灰漠土，損毀地表植被主要有新疆楊、紅柳、梭梭、絹蒿、駝絨藜和芨芨草等。井場(chǎng)連接周邊鄉(xiāng)村道路，損毀土地面積較大，損毀土地利用類型為灌木林地、其他林地、天然牧草地、其他草地和鹽堿地；場(chǎng)站（聯(lián)合站）損毀土地面積較大，損毀土地利用類型為灌木林地、天然牧草地和鹽堿地，土地?fù)p毀形式為占用、壓占和挖損，損毀土壤表層厚度為0.3～0.5 m，需要大量填挖方，永久用地需要長(zhǎng)期壓占，對(duì)土壤空間結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)的影響較大，對(duì)原有的土地資源和地表植被影響大；管線主要沿道路鋪設(shè)，管溝帶開(kāi)挖深度約為1.9 m，作業(yè)帶地表無(wú)須長(zhǎng)期壓占且管線鋪設(shè)完畢后分層回填，原土壤空間結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)發(fā)生改變，但后期植被恢復(fù)后影響較小，對(duì)原有的土地資源和地表植被影響較大。

1.3 地形地貌景觀

井區(qū)開(kāi)發(fā)建設(shè)工程包括修建道路與鉆井平臺(tái)、滾動(dòng)開(kāi)發(fā)、管線開(kāi)挖、場(chǎng)站建設(shè)等，都將不同程度擾動(dòng)原地形地貌景觀，挖損、壓占區(qū)內(nèi)土壤，改變土體結(jié)構(gòu)，同時(shí)損毀地表植被，改變地表坡度等原地貌形態(tài)，影響原有地表穩(wěn)定。采油設(shè)施、道路及場(chǎng)站的修建挖填深度為0.3～0.5 m，平整場(chǎng)地壓實(shí)土體同時(shí)損毀林草地，造成地表裸露，與周邊的地形地貌不協(xié)調(diào)且永久用地還需長(zhǎng)期壓占，對(duì)地形地貌景觀影響程度嚴(yán)重；管道鋪設(shè)需要開(kāi)挖管溝，深挖至凍土層以下，深度約為1.9 m，完畢后分層回填，致使表層土和深層土的土層松散，為防止后期土體陷落，回填土高出地面約0.3 m，管線作業(yè)呈條帶狀損毀土地和地表植被，造成帶狀地表裸露，與周邊的地形地貌不協(xié)調(diào)，但無(wú)須長(zhǎng)期壓占，后期可恢復(fù)植被與周邊地形地貌相協(xié)調(diào)，對(duì)地形地貌景觀影響較大；其他附屬配套設(shè)施僅需要零星小面積填挖方，損毀的土地和地表植被較少，對(duì)原有的地形地貌景觀影響較輕。

1.4 水土環(huán)境

1.4.1 地表水環(huán)境

地表水體主要為下新湖水庫(kù)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查取樣，參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)[2]進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果顯示，該地表水體監(jiān)測(cè)因子化學(xué)需氧量（COD）超標(biāo)，根據(jù)溯源分析，水中COD超標(biāo)的主要原因是水庫(kù)上游農(nóng)村生活污水無(wú)序排放、水庫(kù)內(nèi)漁業(yè)養(yǎng)殖以及湖濱蘆葦濕地底泥有機(jī)物釋放，其他監(jiān)測(cè)項(xiàng)目均符合標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)狀條件下，油氣開(kāi)采對(duì)區(qū)內(nèi)及周邊地表水的影響較小。

1.4.2 地下水環(huán)境

地下水環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查主要對(duì)周邊機(jī)井及油田水源井進(jìn)行取樣，參照《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2022）、《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848—2017）。檢測(cè)結(jié)果顯示，地下水總硬度、溶解性總固體、硝酸鹽超標(biāo)，根據(jù)溯源分析，這與該區(qū)域的水文地質(zhì)條件一致，地下水屬于高礦化度水，且夏季強(qiáng)烈蒸發(fā)等原因也會(huì)影響水質(zhì)，地下水凈化處理后，各項(xiàng)指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)限值的要求；石油類參照《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2022）進(jìn)行檢測(cè)，地下水中石油類低于限值。現(xiàn)狀條件下，油氣開(kāi)采對(duì)區(qū)內(nèi)及周邊地下水的影響較輕。

1.4.3 土壤環(huán)境

土壤環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查主要針對(duì)井場(chǎng)、場(chǎng)站及管線附近，重點(diǎn)在井場(chǎng)及管道沿線較易漏油的地段取樣，參照《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618—2018），石油類選用標(biāo)準(zhǔn)限值300 mg/kg[3]。檢測(cè)結(jié)果表明，聯(lián)合站及周邊屬于弱鹽化土，區(qū)內(nèi)中部地區(qū)及北部紅旗農(nóng)場(chǎng)耕地、林草地屬?gòu)?qiáng)鹽化土，土壤有機(jī)質(zhì)級(jí)別為4～6級(jí)，耕作區(qū)土壤肥力較高，林草地土壤肥力水平中等，鹽堿地區(qū)域總體土壤肥力水平較低。各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位土壤中石油類含量均小于300 mg/kg，可以滿足標(biāo)準(zhǔn)限值要求；土壤中鉻、鎘、鉛、砷等重金屬離子含量均滿足《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618—2018）的土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值要求。現(xiàn)狀條件下，油氣開(kāi)采對(duì)區(qū)內(nèi)及周邊土壤環(huán)境的影響較輕。

2 油田生態(tài)環(huán)境修復(fù)

吉17井區(qū)針對(duì)可能產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題做好事前預(yù)防、監(jiān)測(cè)，臨時(shí)用地使用完畢后進(jìn)行人工修復(fù)，輔以生態(tài)自我修復(fù)，將油氣勘探開(kāi)發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響降到最低，按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)加快建設(shè)綠色礦山，努力實(shí)現(xiàn)地方經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

2.1 含水層修復(fù)

含水層結(jié)構(gòu)受到破壞后，修復(fù)具有復(fù)雜性、隱蔽性與不可逆轉(zhuǎn)性，同時(shí)地下水受到污染后，修復(fù)難度大，周期長(zhǎng)，成本高。井區(qū)鉆井過(guò)程中，采取雙層套管和水泥固井、固廢不落地等措施，將井身與含水層充分隔離，生產(chǎn)過(guò)程中，廢水和污染物采取資源化管理、循環(huán)利用或無(wú)害化處理等措施，盡量保持含水層結(jié)構(gòu)完整性，降低對(duì)含水層的影響；后期含水層修復(fù)以防護(hù)為主，對(duì)廢棄井筒采取固井、封井等措施，防止地下水串層，阻斷地下水污染的通道，同時(shí)采取聲幅-變密度測(cè)井監(jiān)測(cè)；嚴(yán)格落實(shí)水污染防治及污水回用措施，加大環(huán)保管理力度，確保污水處理達(dá)標(biāo)和合理回用。

2.2 土地資源和地表植被修復(fù)

臨時(shí)用地使用完畢后，場(chǎng)地主要采取松土、平整措施，打破土壤板結(jié)，并簡(jiǎn)易開(kāi)溝，施用有機(jī)肥改良土壤結(jié)構(gòu)和理化環(huán)境，修復(fù)土地使用功能，最后進(jìn)行植被重建，修復(fù)地表植被，后期依靠生態(tài)自我修復(fù)。修復(fù)土地利用類型主要有灌木林地、其他林地、天然牧草地、其他草地及鹽堿地，其中林地主要采取林-草配植模式（見(jiàn)圖1），即栽植灌（林）木及撒播草籽，恢復(fù)地表植被；草地主要混合播種草籽，恢復(fù)地表植被。此外，還采用保水劑+滴灌形式提高植被成活率，提高水資源利用率。

在人工修復(fù)土地資源和地表植被的同時(shí)，土壤生態(tài)系統(tǒng)還可對(duì)植物或動(dòng)物殘?bào)w、排泄物等有機(jī)肥進(jìn)行自然腐熟，土壤通過(guò)自身調(diào)節(jié)和控制性狀，激發(fā)自凈能力，使土壤中的有機(jī)質(zhì)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，自發(fā)調(diào)節(jié)通透性，釋放有機(jī)質(zhì)中的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)微生物活動(dòng)和植物根系吸收營(yíng)養(yǎng)，誘導(dǎo)土壤自我修復(fù)，回歸其本身平衡狀態(tài)。

2.3 地形地貌景觀修復(fù)

地形地貌景觀修復(fù)主要采用人工修復(fù)和自然修復(fù)相結(jié)合的方式，如圖2所示。

2.3.1 人工修復(fù)

采油井無(wú)工業(yè)開(kāi)采價(jià)值后，采取報(bào)廢封井措施，拆除井口采油樹(shù)，割套管頭，水泥封井口，清除地面殘留的固廢，降低場(chǎng)地邊坡坡度，削高填低，平整后與周邊地形相協(xié)調(diào)；管線鋪設(shè)完畢，立即回覆開(kāi)挖的土壤，平整壓實(shí)，最后統(tǒng)一恢復(fù)地表植被，減少地表裸露，最終基本與周邊地形地貌景觀相協(xié)調(diào)。

2.3.2 自然修復(fù)

地形地貌景觀自我修復(fù)是一個(gè)植被群落自我演替的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，植被生長(zhǎng)只能依靠天然降水，參照準(zhǔn)噶爾盆地沙漠綠洲莫索灣地區(qū)梭梭柴林地蒸散量估算[4]，荒漠植被代表梭梭100%覆蓋度的散蒸量為3 637.5 m3/hm2，考慮到天然梭梭林的覆蓋度（10%～40%），以實(shí)際覆蓋度進(jìn)行修正，梭梭自然生存需要36.4～145.5 mm的降水量，井區(qū)所在地年平均降水量為159 mm，完全滿足其自然生存需求。同時(shí)，采取鐵絲圍欄封育3～5年，即可演替為較穩(wěn)定的灌（林）叢-草地群落，通過(guò)井區(qū)荒漠生態(tài)封禁區(qū)調(diào)查，采取封禁措施非常有利于梭梭灌木林的自我修復(fù)和天然更新[5]。

2.4 水土環(huán)境修復(fù)

勘探開(kāi)發(fā)產(chǎn)生的廢物均實(shí)現(xiàn)資源化管理，嚴(yán)格落實(shí)水污染防治及污水處理達(dá)標(biāo)后合理循環(huán)利用措施。廢物進(jìn)行及時(shí)回收，委托有資質(zhì)的第三方進(jìn)行無(wú)害化處理，并加強(qiáng)監(jiān)督，最大限度控制廢物的產(chǎn)生，井下作業(yè)時(shí)帶罐操作，使含油廢物回收率達(dá)到100%，減少水土環(huán)境污染。現(xiàn)場(chǎng)取樣檢測(cè)顯示，目前，井區(qū)水土環(huán)境良好。后期繼續(xù)對(duì)水土環(huán)境各因子進(jìn)行監(jiān)測(cè)，常態(tài)化監(jiān)測(cè)可以反映地表水受油氣污染的程度，為后續(xù)預(yù)防及修復(fù)提供數(shù)據(jù)支撐。

2.4.1 地表水與地下水環(huán)境修復(fù)

地表水環(huán)境監(jiān)測(cè)采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002），監(jiān)測(cè)因子有pH、揮發(fā)酚、高錳酸鹽指數(shù)、硝酸鹽、總硬度、石油類、細(xì)菌總數(shù)[6]等。地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848—2017）和《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2022），監(jiān)測(cè)因子有pH、總硬度、溶解性總固體、硫酸鹽、氯化物、氟化物、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、揮發(fā)酚、Cr6+、Cd、氰化物、石油類及As等。

2.4.2 土壤環(huán)境修復(fù)

土壤環(huán)境主要監(jiān)測(cè)土壤理化性狀及石油類含量，監(jiān)測(cè)因子有pH、石油烴總量、可溶性鹽、有機(jī)物、汞、銅、鎘、鉛、鋅、砷和總鉻等。最高允許含量采用《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618—2018），土壤中石油類最高允許含量為300 mg/kg。

3 結(jié)論

吉17井區(qū)油氣勘探開(kāi)發(fā)主要對(duì)含水層、土地資源和地表植被、地形地貌景觀和水土環(huán)境產(chǎn)生影響。在勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中，生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施均很到位，目前已產(chǎn)生的廢物均已得到資源化、減量化與無(wú)害化處置，減少生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。石油主要開(kāi)發(fā)區(qū)要加強(qiáng)地表水、地下水與土壤的環(huán)境監(jiān)測(cè)。井區(qū)生態(tài)環(huán)境較為脆弱，林草地原生土壤有效土層較薄，礫石含量較多，為減少水土流失及修復(fù)時(shí)二次土地?fù)p毀，表土剝離后要做好保存及防護(hù)，修復(fù)時(shí)對(duì)土壤性狀和結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良。林草地區(qū)域生態(tài)修復(fù)初期采取人工修復(fù)并管護(hù)3～5年，后期采取封禁措施依靠降雨（雪）加快生態(tài)環(huán)境自我修復(fù)[7]，實(shí)踐中自然恢復(fù)效果較好。井區(qū)要按照《陸上石油天然氣開(kāi)采業(yè)綠色礦山建設(shè)規(guī)范》（DZ/T 0317—2018）進(jìn)行建設(shè)，使油氣開(kāi)發(fā)與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)。

參考文獻(xiàn)

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