长庆坪北油田取水方案探析

2016-04-07霍小梅安塞县水资源管理办公室陕西安塞717400

陕西水利 2016年2期

关键词：经理部含油油井

霍小梅（安塞县水资源管理办公室　陕西　安塞　717400）

长庆坪北油田取水方案探析

霍小梅
（安塞县水资源管理办公室陕西安塞717400）

为了更好地解决坪北油田要在水资源紧缺问题，文章通过分析坪北油田概况和区域水资源概况，对坪北油田的需水量和取水可行性、取水影响、退水影响等进行了探讨，提出坪北油田开采地下水进行项目建设科学可行。

坪北油田；取水；方案

1　概况

安塞县境内有延河、大理河、清涧河三条水系，地表水资源总量为15572万m3，地表水资源可利用量为6300万m3/a，仅占地表水资源总量的40.46%。地下水可开采量为204.9万 m3，占地下水综合补给总量的4.51%。坪北油田位于安塞县坪北镇，油田开发面积46km2，含油面积39km2。成立于1998年的长庆石油分公司坪北油田坪北经理部位于安塞县坪桥镇赵家湾村，职工480人，截止2007年底，坪北经理部在坪北油田已建成采油平台102个、油井351口、注水站4个，年产原油11万t，已经发展成为一个以油气生产、集办理为主的油田开发单位。

2　坪北油田用水及需水情况

坪北经理部石油开发项目正常工况下的用水主要包括生产用水和生活用水两部分，用水总量为36.8万m3/a，日平均用水量为1008m3/d。其中生产用水主要为地下含油层注水，地下含油层的水源井清水量以及处理达标后的生活污水量和含油污水量分别为600m3/d、48m3/d、300m3/d；生活用水主要为坪北经理部赵家湾基地、联合处理站和各采油井站等单位生活用水，生活用水量为60m3/d。

目前，坪北经理部在安塞县坪桥镇共有水源井11口，其中9口正常取水，其余2口已无法取水。为了确保项目生产生活用水的供水可靠性和稳定性，坪北经理部在每口水源井安装变频控制系统的基础上，建立了5个供水拉水站及其配套供水管网，实行单井采水、集中供水的供水方式。根据各水源井实测抽水流量资料可知，坪北经理部最大单井抽水量为132m3/d。由于项目生产用水需要，根据区块内油井分布范围、区域水资源开发利用状况，坪北经理部提出在安塞县坪桥镇坪北油田区块内就地开采白恶系洛河组砂岩裂隙孔隙潜水含水层地下水的取水方案，规划取水总量为693m3/d。

3　取用水合理性分析

石油资源是人类社会赖以存在的物质条件之一，也是经济发展和社会进步的重要资源。坪北油田开发建设对于增加国内石油供应量、缓解国内石油矛盾，确保国家石油安全具有一定的促进作用。另一方面，油井注水开发是实现油田科学、合理、高效开发的有效手段，对油层进行注水可以补充提高地层能量，增加油井石油采取率，增加油井产量。

坪北石油项目属延河水系，已纳入陕西省水资源开发利用规划和延安市水资源综合规划，没有富余水量向坪北经理部提供生产、生活用水。同时，在坪桥镇境内没有现成的具有较大库容的水库等水利工程可以利用，地表水水质较差且距离坪北经理部的赵家湾基地、联合处理站等用水单位较远。安塞县坪桥镇境内广泛分布第四系上更新统冲积层和下白恶系洛河组砂岩裂隙孔隙潜水含水层，地下水总储存量较大，地下水利用率低，可开采空间较大，同时区域内除了零星民用井外，没有大的地下水取水工程，适宜开采利用。

坪北经理部石油开发项目的取水主要用于油田地下含油层。生活污水在P73联合处理站经化粪池、沉降、加药、过滤等处理达到相应标准后，通过注水站注入埋深约1300m的长2含油层。各油井开采出来的含水原油，用汽车拉运至P73联合处理站后进行水处理，产生的含油污水经加药，过滤等处理后全部通过注水站注入埋深约1300m的长2含油层，而不外排，不会污染河流水。水源井的地下水首先经供水管网输送，贮存在散布于油田区块内的赵家湾基地等5个供水拉水站内的贮水罐内，再经汽车拉运至各生活用水点。

4　取水方案论证分析

4.1取水水源选择

（1）地表水。坪公经理部石油开发项目所在区域属延河水系，其水质现状条件下属于V类和劣V类，水质较差，无法满足坪北经理部的用水要求。同时，延河水系没有富余水量向坪北经理部提供。并且，坪桥镇境内没有现成的具有较大库容的水库等水利工程可以利用。因此，延河水系的地表水不适宜作为坪北经理部石油开发项目生产、生活用水的供水水源。

（2）地下水。根据安塞县水文地质普查报告，安塞县坪桥镇境内广泛分布第四系上更新统冲积层和下白恶系洛河组砂岩裂隙孔隙潜水含水层，地下水总储存量较大，地下水利用率低，可开采空间较大，同时区域内除了零星民用井外，没有大的地下水取水工程。因此，地下水取水具有一定优势。

（3）含油污水。坪北油田属于低压、特低渗、低丰度、低产的中型岩性边际油田，油井采出的原油综合含水量一般超过40%。含水原油在坪北经理部下设的联合处理站进行脱水处理过程中将产生大量的含油污水，可经过加药、过滤等处理并达到相应的水质要求后，回注到地下含油层。

通过上述取水方案的比较、分析，把白恶系洛河组砂岩裂隙孔隙潜水含水层地下水和含水原油脱水处理后产生的含油污水，作为坪北经理部石油开发项目生产、生活用水方案是最佳选择。

4.2地下水水文地质特征

坪北经理部所属的11口井所在区域的地下水，主要由第四系松散冲积层孔隙潜水和下白恶系洛河组砂岩裂隙孔隙潜水含水层地下水构成。根据现场实验资料可知，地下水位埋深为120～175m，含水层厚度214.7～240.6m，水位降深6.8～7.6m，渗透系数0.34～0.41m/d，矿化度0.196～1.34g/l，水化学类型HCO3—NA。地下水补给方式主要为大气降水和侧向地下径流补给。地下水流向受地形控制由高至低与现代地形吻合，局部受地层结构影响而流向有所改变，区内地下水的排泄主要以泄流的形式侧向排泄至下游河谷，再以潜流的形式向延河及其支流坪橋川排泄；其次为蒸发消耗、垂向渗透和人工开采。根据现场调查及实测结果，地下水含水层厚度230m，影响半径为130m。

4.3水资源质量评价

坪北经理部所属水源井抽取的地下水，水质属弱碱性、微硬水，PH值在7.1～8.1之间，总硬度7～22.6mol/l，矿化度0.196～1.34g/l，酸、氢、钾、氯等有毒物含量甚微或无色无味透明，绝大多数是好的饮用水和灌溉水，抽取的地下水经适当处理后，完全能够满足坪北经理部生活饮用水水质要求。

4.4取水可行性分析

经计算，下白恶系洛河组砂岩裂隙孔隙潜水含水层单井涌水量为530.5m3/d，远大于坪北经理部最大单井抽水量132m3/d，且水位降深远小于含水层厚度的2/3。收此可见，坪北经理部石油开发项目水平年水源井的涌水量均能满足供水要求，取水是有保证的。

根据计算，单井圆形补给区域在枯水年的最小大气降水入渗补给量为3.65m3/d，单井地下水侧向径流补给量为1872.5m3/d，则坪北经理部所属水源井单井圆形补给区域内地下水天然补给总量为1876.1m3/d。坪北经理部所属水源井最大单井抽水量132m3/d，仅约占单井圆形补给区域内地下水天然补给问量1876.1m3/d的7%，取水量是有保证的、可靠的。

4.5取水影响分析

坪北经理部所属水源井周围无大的地下水取水工程，仅有少量开采浅层地下水的民井，与水源井之间的距离远大于水源井的取水影响半径，因此，水源井取水对其它用水户取水基本没有影响。同时，因为取水量只占补给水理的7%，所以对区域地下水资源基本没有影响。水源井抽取地下水将在半径130m内引起一定的地下水位下降，但其量值与区域地下水水位年振幅相差不大。另外，由于坪北经理部所属水源井抽取的地下水水量有限，对开采区下游地下水的侧向径流补给量基本没有影响，所以取水是可行的。

4.6退水影响分析

（1）生活污水。为了节约水资源和保护环境，坪北经理部将赵家湾基地、联合站和职工人数较多的采油井站等用水单位产生的生活污水进行回收、就地沉降处理后用汽车拉运至P73联合处理站进行污水处理，生活污水回收48m3/d。而职工人数较少的采油井站、注水站产生的少量生活污水全部贮存在污水罐内，用于井站场地的绿化降尘用水，不允许外排至周边沟道内。生活污水排放规律为连续排放。

（2）含油污水。含油污水包括各油井开采出来的含水原油中的水量以及各井站在生产过程中产生的少量含油污水。北坪经理部在各采油井站内均建有防渗漏措施含油污水回收池，用于回收、贮存采油井站内产生的含油污水。各油井开采出来的含水原油和采油井站内含油污水用汽车拉运至P73联合处理站后进污水处理。含油污水排放规律为连续排放。

（3）注水站注水油田。注水站注水目的是保持油层能量，提高原油最终采收率，油田注水站注水量一般根据地质需要确定，需要多少，就注入多少，不外排。注水站注水采用连续注入形式。

（4）地面雨水。坪北经理部在联合处理站、注水站、各采油井站等场地内均修建雨水渠和雨水蒸发池，用于收集场地上的雨水，不外排。

从以上分析可以看出，为了节约水资源和保护区域生态环境，坪北经理部在生产过程中除了将部分职工人数较少的采油井站、注水站的生活污水用作绿化降尘用水外，将其余的生活污水以及全部的原油脱油污水经处理达标后注入地下含油层，基本实现了污废水的零排放。

4.7水资源保护措施

为实现区域水资源的有效保护和可持续利用，必须采取工程和非工程的水资源保护措施。

（1）工程措施。通过改造供水管网，降低管网供水的跑冒滴漏等损失，推广使用节水型生活器具，推行分系统供水管网。采取先进的节水消防、注水工艺和设备，通过技术改造，提高生产工艺水平，并厉行节水减污，积极推进污水资源化步伐，努力实行一水多用，重复利用。加强水源地、场站及周边地区水土保持生态环境建设，以形成大面积地表植被防护层，充分涵养水源。水源井建成后，要定期进行水量、水质、水位监测、化验，以便制定更加合理的水源地保护为方案。

（2）非工程措施。严格执行取水许可管理，加强生产过程中的水务管理，建立水源井水源地保护范围，建立水环境监测机构，加大水资源保护和节水宣传力度。