鄯善县韩吉坎儿井油气水污染分析

沙特尔·买买提

(吐鲁番地区水利水电勘测设计研究院，新疆 吐鲁番 838000)

0 引言

吐鲁番地区现有坎儿井1091条，有水坎儿井247条，总长度为3488.5 km（暗渠和明渠），总出水量7.353 m3/s、，年径流量2.32×108m3，日灌溉面积7352亩。改革开放后，为了加速社会经济发展，过度开发水资源导致吐鲁番地区地下水位严重下降，从而引起部分坎儿井干涸以及水污染。如何有效保护现有坎儿井水源不断流淌，如何继续保持坎儿井的经济价值、社会价值和人文价值，已成为摆在现代人面前的一大课题。现以韩吉坎儿井水污染情况为例进行分析。

1 韩吉坎儿井现状

韩吉坎儿井位于鄯善县七克台镇七克台村5队，开挖于1751年，呈西北至东南向，属于戈壁坎。总长度4500 m，其中明渠100 m。坎儿井首部坐标和尾部坐标之间的直线距离3870.7 m，竖井总数为120+15=135口。（其中15口竖井属于分叉改道段），主要为七克台村人畜饮水和少量农业灌溉。2002年10月调查时发现，该坎儿井流量已从最大流量25 L/s，降为14.4 L/s。韩吉坎儿井沿线三次穿越沥青公路和三条沙石简易公路，三次穿越大小不等的渠道等交叉建筑物。在油田公路以南1475 m处（灌区以北葡萄凉房附近），两条坎儿井的间距非常接近，仅为154.8 m。甚至有一条388 m长的暗渠将两条坎儿井连接在了一起。该坎儿井水量较大，有发展潜力，但缺少资金进行掏捞，水量也相应减少。该坎儿井分布情况见图1。

1997年4月16日，鄯善县七克台镇四大队五小队农民发现韩吉坎儿井出口水面上漂有油花，并伴有油气味，随后告知当时温米作业区并报告油田有关部门。吐哈油田公司高度重视，立即组织开展污染调查治理工作。

图1 坎儿井相对位置图

2 水污染分析

2.1 2007年前水污染调查

1997年4月29日，吐哈油田公司挖出站内全部油气外输管线和污水管线，同时对联合站外围墙进行开挖检查，无泄漏。1997年5月4日，对温十计输至联合站的6条跨越坎儿井的管线（约120 m）全部开挖检查，无泄漏。1997年5月29日，自治区环境保护局与吐鲁番地区行署组成调查组，对七克台镇七克台村韩吉坎儿井水污染事件进行调查。通过多次下坎儿井和对周围管线分析，并把温米油田自投入开发以来133眼油井和86眼水井资料进行了调查分析，未发现泄漏点，基本排除了油田生产设施污染的可能。

1997年6月19日，请物探局一处的山地队围绕温米4井和坎儿井之间打观察井。在温4井西侧打4眼深井（深度15 m左右），在温4井东边、坎儿井西侧打井6眼（深度20 m左右）。10眼竖井均有油气味，因地层垮塌而未能继续往下打。同时，对坎儿井的油样、土壤样本和七克台南山油、土壤样本，温米联合站原油、轻烃、液化气全样进行了分析对比。得出结论：坎儿井井壁油砂从其残余组分全烃色谱分析结果看，类似于凝析油；坎儿井井壁与七克台1号井全烃色谱图形形态差别较大，可判断不是来自同一油源。

吐哈油田公司针对坎儿井污染问题虽然投入大量财力和人力，采取了一些必要和可行的处理措施，如：封堵温4井、重新开挖旁通坎儿井、定期清理坎儿井涝坝污染物等，但最终还是没有从根本上解决坎儿井水污染问题。

2.2 2007年水污染调查

2007年8月16日吐哈油田公司委托吐鲁番水文水资源勘测局和吐鲁番地区水利勘测设计院，对韩吉坎儿井水污染问题进行现场调查。本次水文调查为水量监测、取土、水样和目估观测同时进行，土样共取67样，水质共有22样，水量监测分别在14号井、32号井和坎儿井出水口处进行3次，14号井暗渠流量11.0 L/s，32号井暗渠流量10.0 L/s，韩吉坎儿井出口流量11.2 L/s，其水量监测结果见表1。

表1 韩吉坎儿井水量监测成果表

土样及水样化验均由吐哈石油技术监测中心分析，其方法采用GB/T16488—1996，红外分光测油仪。实测水量测定采用LS10型流速仪测流，根据《河道测验规范》进行计算和整编。

从实地调查结果来看，韩吉坎竖井总数135眼,其中有15眼竖井属于改道段，首井（1号井）深度38 m，从井下调查发现1号井到9号井井口没有油气味，暗渠两壁也没有发现油迹，但10号井下游所有井口都有不同程度的油气味。10号井上、下暗渠内有不同程度的塌方雍水，水深为0.90 m，11号井为新坎与旧坎的交汇井，井下两壁没有发现油迹。12号井为新开挖改道坎儿井首井，暗渠两壁均发现油迹，西侧多于东侧，下游发现有塌方并有雍水，12号井和13号井之间水深1.00 m，14号井下游暗渠10 m左右两壁有明显的黑色油迹，西侧多于东侧，水深为0.16 m，16号井至18号井暗渠两壁均有油迹，19号井井口油气味很浓，井下3.5 m处暗渠两侧发现大量油迹，西侧水面线以上0.30 m高处有一条长10 m×0.60 m左右的黑色油带，有明显的两处漏油点，20号井暗渠两壁有油迹，22号井至27号井暗渠两壁没有发现明显油迹，但是井口油气味很浓，暗渠内缺氧。27号井为改道坎儿井的尾井，新旧坎儿井交汇28号井，28号井～69号井暗渠两壁未发现油迹，井口油气味很浓，韩吉坎儿井出水口水面有油花，有较强的油气味。

本次调查还对韩吉坎儿井东西两侧的托海坎和干带坎进行了调查、访问，收集了油田公司6年来对韩吉坎儿井附近5条坎儿井的水质检测报告，均末发现被污染。吐哈油田公司有关工作人员对温米联合站南侧下游260 m处的一家农户进行访问调查，该农户家挖的17 m深的水井有浓度很高的油气味。

2.3 调查结果分析

此次韩吉坎儿井调查从水质化验结果来看，从10号井到出口水质都有不同程度的污染，从土样化验结果来看，坎儿井从首井1号井到81号井暗渠两壁都有不同程度的油污染，其井水含油量见表2，水样、土样含油量变化见图2、图3。

表2 韩吉坎儿井水含油量比较 单位：mg/L

图2 韩吉坎儿井水样含油量变化图

图3 韩吉坎儿井东西壁土壤含油量变化图

2.4 污染段的确认

从以上调查结果分析来看，韩吉坎儿井10号井以下暗渠两壁均被污染，中间存在漏油现象，还有暗渠廊道内油气反污染两壁。从土样监测结果分析来看，暗渠两壁的含油量不相同，有漏油和漏气的可能性比较大，漏气反污染土壤含油量有高有低，但从井内暗渠两壁的含油量来看，除了19号井和55号井暗渠两壁相差比较大以外，其他大部分井内暗渠两壁含油量大致相当，相差不大，因此初步确认污染段为从12号井开始，12号井附近区域可能有一漏气污染段，19号井下游3.5 m处东侧有漏油污染段，24号井～28号井之间可能有漏气污染段，32号井～35号井之间可能有漏气污染段，50号井西侧和55号井东侧区域有漏气污染段，69号井附近从东、西两侧可能有漏气污染段，结束点定在81号井。主要污染段为从12号井～81号井，全长2343 m，地理位置 E90°35′23.6″～90°36′31.2″、N43°01′33.7″～43°02′27.1″，其污染段油气含量沿程变化见图4。

本次通过韩吉坎儿井内全面调查与实测，以其坎儿井内部表层土壤及水质监测情况，得出的初步污染段结论，初步可以判定坎儿井区域石油类污染物污染了水质。

图4 石油含量≥100 mg/kg及污染段油气含量沿程变化图

3 坎儿井污染原因分析

3.1 污染源

地下储藏的石油，天然气是导致此次韩吉坎儿井污染的原始污染体。长期进行的石油，天然气开采活动，此类污染发生的概率是很高。从地质学的角度来看，原始的石油天然气储存在地下几百米到几千米深处。参考韩吉坎儿井附近的油井资料显示，此地区开发的油，气层主要分布在吐哈盆地台北凹弧形构造带，设计的油层位于中生界，侏罗系，中统，七克台组和三间房组，其具体分布见图5。

3.2 污染源的形成

韩吉坎儿井污染问题被发现后，油田公司采取了关闭输油管道、挖探坑检查等措施对坎儿井附近的油田设置进行了彻底的排查，根据所调查掌握的资料及油田公司坎儿井附近管道及设施布置情况来看，可以完全排除管道泄露原因引起坎儿井污染的可能性。从温米油田地层结构和油气层埋藏深度等情况分析，吐哈油田公司的石油开发管道跟韩吉坎儿井污染没有直接关系。韩及坎儿井污染物的出现有两个可能性：

图5 坎儿井及石油天然气地层分布

（1）该区域属于坎儿井高度密度区，在温4井以东3.5 km范围内就有10条向坎儿井穿越油田公路，平均每360 m就有一条坎儿井穿越。其中就有四条坎儿井是串联坎儿井。在温4井以西3.5 km范围内就有12条向坎儿井穿越油田公路，平均每300 m就有一条坎儿井穿越，既然韩及坎儿井周边的其他坎儿井没有出现污染现象。从这些情况可以看出温米油田韩吉坎儿井暗渠刚好接到了跟污染源冒出的地层断层，所以韩吉坎儿井出现了污染问题。

（2）参考韩吉坎儿井石油污染物的性质来看，存在小面积浅层油气层也是导致石油污染物溢出到了坎儿井暗渠里的重要原因之一。

4 结论及建议

鄯善县七克台镇韩吉坎儿井水污染问题作为一种地下水资源污染问题，属于环境污染治理类工程项目。本次研究结合韩吉坎儿井现状及两次情况调查，充分分析污染原因，提出水污染来源于浅层油气层或石油污染源断层等。针对此，特提出以下建议：

（1）根据坎儿井工作原理，结合本工程特点在坎儿井廊道内每隔一定距离设置通气拍沙井及沉砂池，将坎儿井水与污染物实行隔离。

（2）加大对管道出口的水质检测力度，一旦出现水质严重超标现象后，对管道连接处及检查井等部位进行检查，及时处理污染物进入的途径，以便保证水质的正常达标。