油田矿山地质环境保护与恢复治理方案探讨——以荣兴屯太阳岛油田为例

陆　阳，王　淼，郑玉萍，韩　晔

(1.天津市控制地面沉降工作办公室，天津 300061；2．天津华北地质勘查局地质研究所，天津 300170)



油田矿山地质环境保护与恢复治理方案探讨
——以荣兴屯太阳岛油田为例

陆阳1，王淼1，郑玉萍1，韩晔2

(1.天津市控制地面沉降工作办公室，天津 300061；2．天津华北地质勘查局地质研究所，天津 300170)

[摘要]油田企业的石油勘探、生产过程中，会对周边地质环境造成一定影响，需要开展地质环境保护与恢复治理工作。油田由于其地理位置的特殊性，其矿山地质环境保护治理方案也有所不同。以荣兴屯太阳岛油田为例，油田生产对地质环境的影响主要体现在对含水层的影响，对地形地貌的影响和对土地资源的影响三个方面。针对三种地质环境影响，需要采取的保护及治理措施包括开展地下水资源监测，根据土地利用历史和现状现状开展土地资源恢复工程，土壤盐渍化监测等。通过本文论述，以求探讨合理的油田地质环境保护与治理方案，为同类工作的开展提供一定的借鉴和参考。

[关键词]油田；地质环境影响；地质环境保护与恢复治理

2009年3月国土资源部颁布了44号令(《矿山地质环境保护规定》)，要求矿山生产企业要对生产及影响范围内造成的地质环境影响进行保护、恢复以及治理。

油田生产企业在我国为数众多。由于矿体特殊的赋存状态，以及独有的生产方式、开采工艺和对地质环境的影响情况，其与其他诸如固体矿山等矿山开采具有较大差别。因此，探讨针对于油田开采的地质环境保护与恢复治理方式方法，具有重要意义。国内对于油田的地质环境影响及其治理措施的研究范例尚且不多。本文讨论了位于沿海地带的油田——荣兴屯太阳岛油田的矿山地质环境保护与恢复治理的方式方法，以求对同类工作起到一定的参考意义。

1油田情况简介

荣兴屯—太阳岛油田地处渤海湾中部、辽河三角洲腹地，横跨盘锦市大洼县和营口市大石桥市两个行政区域(图1)。矿区面积86.648 km2。油田跨盘锦市与营口市的界河—大辽河，主要处于大辽河下游及入海口部位。

荣兴屯太阳岛油田于1965年开始钻探，1991年4月荣兴屯油田投入正式开发，太阳岛油田则于1999年正式开发。油田总共经历了滚动勘探开发、开发方案编制与实施、开发调整三个阶段。截止2011年年底，荣兴屯-太阳岛油田累计开发井199口，生产井148口，注水井45口，其它井6口。年度石油产量6.238 5万 t，天然气产量0.207 6亿 m3。

2地质环境概况及影响

2.1地形地貌

本区地表地貌为辽河下游冲海积平原，地势低洼平坦。地面海拔平均高度2～4 m左右。由于辽河水系将大量的泥沙带入海中，潮间带逐年增高，海水在相对逐年后退，每年形成近万亩的退海滩涂。随着潮间带的淤进与围海造陆的发展，原先位于滩涂上的太阳2号、3号平台已常年位于陆上。至此矿权范围内全为陆上部分。

图1　荣兴屯太阳岛油田地理位置图

系组代号岩性描述第四系新近系古近系平原组Qp厚度90～400m,岩性以粉砂、粘土、砂砾夹钙质结核为主。成因主要为冲积、冲洪积、冲湖积、冲海积、海积等。明化镇组Nm厚度200～400m,分上下两段。下部黄绿、灰绿、浅棕红色泥岩、紫斑杂色泥岩与浅灰、灰白、黄绿色粉砂岩、砂岩、含砾砂岩互层,上部浅灰白色粗粒含砂砾岩、砂岩为主夹黄绿色砂质泥岩。馆陶组Ng厚度7～300m,岩性为灰白色厚层砂砾岩、含砂砾岩、砾岩为主,夹少量灰绿、黄绿色砂质泥岩。底部砾岩富含燧石颗粒,历史成分复杂。东营组Ed视厚度0～1828m。岩性以灰绿、绿灰、褐灰、棕红色泥岩、砂质泥岩与浅灰、灰白色砂岩、长石砂岩、砂砾岩、含砾砂岩间互为特征。沙河街组Es共分为四段。沙河街组四段厚度0～813.5m,包含绿色泥岩夹玄武岩段、高升油层段、杜家台油层段三个岩性段;三段厚度0～1861m,为大段灰黑、褐灰色泥岩;二段厚度0～380m,岩性以浅灰白、肉红色砂砾岩,长石砂岩,钙质砂岩为主,局部地区见长石砂岩夹灰绿、棕红、灰色泥岩;一段厚度0～945m,岩性以灰、深灰色泥岩为主,与灰白色砂岩、砂砾岩不等厚互层。

2.2地质及石油地质概况

2.2.1地质概况

本区前新生界岩石地层属华北地层区，发育有太古宇、中上元古界、古生界、中生界。与石油开采密切相关的新生界地层主要发育有古近系沙河街组、东营组；新近系馆陶组、明华镇组以及第四系平原组地层(表1)。

2.2.2石油地质概况

荣兴屯太阳岛油气田含油目的层为东营组、古近系沙河街组一段、三段。气藏开发深度在1 250 m以下，油藏开采深度在1 600 m以下。具体油藏情况见表1。

2.3水文地质概况

工作区主要含水层类型为：第四系松散岩类含水层、新近系碎屑岩孔隙—裂隙含水层。按照地下水赋存条件和含水岩组地质时代，该区含水层划分为第四系松散岩类含水层、明化镇组碎屑岩类孔隙-裂隙含水层以及馆陶组碎屑岩类孔隙—裂隙含水层(表2)。

2.4地质环境影响

荣兴屯太阳岛油田对于矿山地质环境的影响主要体现在占用土地资源、对地下水环境的影响两个方面。

2.4.1土地资源影响

荣兴屯太阳岛油田占用土地资源合计60.847 hm2。占用方式主要是油田道路、井场、场站、地下管线等，主要占用土地利用类型为水田、滩涂、耕地等(图2)。

图2　各土地利用类型所占比重饼图

图3　含水层与油井结构相对位置示意图

2.4.2地下水环境影响

由于油田开采的特殊性，在探井过程中不对地下水进行大规模开采；在石油生产过程中也不依赖于地下水源，仅开采少量地下水用于维持矿区部分职工的生活需求。因此，油田生产对于地下水资源量的影响是微乎其微的，本文不再赘述。

在地下水环境影响方面，分为对浅层地下水的环境影响和对深层地下水的环境影响。深层地下水环境影响方面，由于油田钻井、开采过程中，采用了有效的含水层封堵措施，且石油开采深度与含水层在空间上是分离的(图3)，因此对深层地下水环境影响轻微。

对浅层地下水影响方面，在平台周边进行了浅井施工，并进行了水质分析(表3)。

由监测结果表显示，深部承压水各项监测指标均达到国家《地下水质量标准》(GB/T14848-93)中Ⅲ类水质标准要求。潜水指标也满足Ⅲ类水质标准。

然而，在非正常生产条件下，如事故、泄漏以及大规模检修等条件下，仍有可能发生对于地下水的污染。因此，仍需采取必要措施对地下水环境的改变进行监测，以避免地下水污染事故发生和扩大。

2.4.3土壤环境影响

本次共布设深层地下水监测点1个，利用现有油田荣水4号；浅层地下水监测点2个，利用中央屯、海滨两村庄中的民井；土样采集自浅孔0～2 m深度处，位置在Q1、Q2附近。监测结果见表4。

表2　荣兴屯太阳岛油田水文地质特征简表

表3　浅层地下水样品分析结果一览表　mg/L(pH除外)

表4　土壤样品分析结果一览表　mg/kg(pH除外)

由监测结果表显示，土质各项监测指标均满足《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)三级标准。在正常生产条件下，平台石油生产对于滩涂水土环境影响较轻。

与地下水环境影响一样，在事故、泄漏、检修等过程中，仍可能发生不可预料的水土环境污染情况。因此，需要采取必要措施进行监测，以避免大规模水土污染事件的发生。

3矿山地质环境保护与治理方案探讨

如上述章节所述及，荣兴屯太阳岛油田对周边地质环境的影响主要体现在土地资源、地下水环境以及土壤环境改变三个方面。针对这三个方面，提出如下恢复与治理措施。

3.1土地资源恢复

根据国家相关规定，矿山企业在开采结束时期，需要消除对周边地质环境的不良影响。因此，需要开展土地资源的恢复工作。结合本油田特点，对于占用土地资源的恢复，主要有以下恢复措施。

3.1.1农用地恢复措施

工程措施：当油井完全闭井后，首先进行地表清理，使用碎渣填平井场内的泥浆污水池，然后覆土平整，耕地覆土厚度为30 cm，田面设计高差±0.05 m以内。

生物化学措施：土地资源恢复区由于机械和人工作业的缘故，井场土壤一般比较密实，可采用耙、深松翻等措施，调高土壤孔隙度，改良土壤结构，增施有机肥225 m2/hm2，施肥时间为3 a。

共计清运土方10.748 3×104m3，客土回填面积16.122 5×104m3，施用有机肥3.627 6×104m3。

3.1.2道路恢复措施

道路为永久占地，井场建成后由油田和当地群众共同使用，因此土地资源恢复主要为路面修葺，设计泥结碎石路面，采用内燃压路机6～8 t进行路基压实，人工铺摊碎石路面。设计泥结碎石路面，路面宽6.00 m，路面厚0.1 m。设计路面剖面如下图4。共计道路恢复面积3.907 6 hm2。

图4　设计道路平面图(mm)

3.2地下水监测

上文已述及，虽然正常生产环境下，水样分析测试结果表明，油田生产对周围地下水环境造成的影响是轻微的，然是在事故状态及特殊情况下，仍然有可能造成地下水污染事故。这就要求对地下水环境进行长期动态监测。具体包含水位动态监测以及水质动态监测。

布置水位监测及水质监测井位如表5所示。水位监测频率为6次/月。考虑油田污染物特征，监测项目为pH、挥发酚、高锰酸盐指数、硝酸盐、总硬度、石油类、细菌总数共7个指标作为监测因子。监测频率3次/a，分别在枯水期、丰水期及平水期进行监测。油井检修、油井事故时要及时进行加密监测。

表5　含水层及土壤监测点一览表

3.3土壤环境监测

在石油生产发生事故、泄漏等非正常生产情况下，有可能对土壤环境造成破坏，因此需要开展土壤环境监测。监测点布设原则为：重点监测石油开采平台、进场道路、输油管线等可能发生土壤污染的地段，整体控制矿区其他地段。根据矿山开采整体布置，在各平台周边、各条进场道路沿途，各布设一组表层沉积物取样点。根据工作区特点，布置土壤环境监测点如表6所示。

土壤监测因子选择：PH值，土壤中重金属铬(Cr)、砷(As)、镉(Cd)、铅(Pd)，最高允许含量采用《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)三级标准；土壤中石油类最高允许含量(临界含量)，选用国家《土壤环境容量研究》提出的土壤环境质量建议标准(300 mg/kg)。监测频率1次/年，于枯水期进行。

4结语

通过本文对于荣兴屯太阳岛油田的地质环境影响与保护恢复方案的讨论，可以得出如下结论：

(1)油田对于地质环境的影响主要体现在土地资源占用、地下水环境以及土壤环境影响三个方面；

(2)油田土地资源恢复措施根据原始用途的不同，包括土地平整、引入客土、增施有机肥、道路修葺等；

(3)油田地下水资源保护措施以地下水位、水质监测为主；

(4)油田土壤环境保护措施以土壤监测为主要方式。

参考文献

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[4]秦煜民，隋智慧，魏有权．应用生物修复技术处理石油污染土壤．石油与天然气化工.2002，31(6)：333-335.

Discussion on Geological Environment Protection and Treatment Scheme of Oilfield——A Case Study on Oilfield Rongxingtun&Taiyangdao

LUYang1，WANGMiao1，ZHENG Yu-ping1，HANYe2

(1.Tianjin Land Subsidence Controlling Office，Tianjin，300061；2.Geological Institute of Huakan，Tianjin，300170)

Abstract:Oilfield impacts the geological environment around during oil exploitation and production process. So it’s important to develop geological environment protection and management. Mine geological environment influence and protection scheme of oilfield is different from others according to its specificity. The main influence factors of geological environment caused by oil production are aquifers, topography and land resource occupied. The proper control measures are groundwater monitor, recovery project of land resources, soil salinization.monitor. The paper discussed the proper protection treatment scheme of geological environment of oilfield and we want to provide train of thought for similar work.

Key words:oilfield；geological environment influence；geological environment protection and treatment

[中图分类号]P641.4+6

[文献标识码]A

[文章编号]1004-1184(2016)02-0167-04

[作者简介]陆阳(1983-)，女，天津人，工程师，主要从事地面沉降规律、机理及与其相关的水文、环境地质研究工作。

[收稿日期]2015-10-28