钻井工程对地下水环境影响与保护措施探究

程立玉

泰安市岱岳区水利局 山东 泰安 271000

地下水是地球水资源与水循环系统内部不可缺少的关键部分，它的作用十分广泛，能对工、农业的健康发展起到促进作用。但是如果不合理使用地下水资源的话，其污染物大量进行排放，地下水受到污染物进行侵蚀，被污染的水域很难在短期内进行恢复，不利于地下水环境的健康运行。

目前，学界对此领域做了大量的研究，学界现在对于地下水环境监测主要都是从探寻问题、找到成因，对地下水环境产生危害的角度出发，对钻机工程施工的各项环境进行论述，有学者能提出科学有效的应对之策。但是结合到地下水环境的相对特殊性与复杂性，我们还是推荐以保护为主，预防为先的方式，对地下水环境进行管理。对此，我们需要在施工的期间，需要结合项目实际的要求与性质，选择符合要求与标准的措施来维护地下水环境的顺利运行。

1 钻井工程对地下水环境的影响

1.1 安装管道腐蚀破裂污染地下水环境

图1 钢管腐蚀

钻探施工中所用的各种材质如无缝钢管，因受地下水侵蚀，出现裂缝，造成管线破裂，对地下水造成严重的环境影响；导致了水的急剧改变，并导致了环境的严重污染。所以，在进行钻探作业时，一定要进行填筑，以保证地层的倾斜角度不会出现倒向；缝隙的宽度均匀，不含泥土，砂石，水泥砂浆等容易堵塞的脏物，不能有空隙，必须与水泥牢固结合，同时还应进行浇筑，在前期工作已基本结束后，还要进行管线灌水实验，以达到更好的效果。在进行管道铺设之前，应先对管道的外表及内部构造进行检测，看看管道是否堵塞，是否有渗漏。从而降低了地下水对管线的侵蚀。

1.2 钻井作业污染地下水环境

在钻探工程中，工人所从事的钻探工作也会对地下水造成危害。在钻孔之前，要严格按照图纸上的位置和高度进行精确的检查。在实际勘察中，若发现与施工图纸和其它有关原材料不一致的地区，或可能与地下水环境发生接触时，必须立即停止钻井，并及时调整项目进度。根据钻孔的深度、土层和地下水的不同，确定基坑的开挖深度。在基坑开挖过程中，要注意寻找地下管线、电缆等房屋及建筑物，以便进行防御性的挖掘，避免钻井液渗入地下结构或影响其它地下工程的施工[1]。

1.3 钻探作业对地下水的污染

图2 农用井或废弃井地下水污染

如果不及时进行后续的巡查，将农机井和废弃的水井随意丢弃，也会对地下水造成污染。对农用机械井，则是将整口井与地面连接起来。对作物进行肥料或喷洒农药，很容易渗透到土壤的最深层，从而对地下水造成污染。所以，要对废弃的井进行后期的检测，并对其进行适当的处理。在对废弃井进行检查时，要对废弃井的底部及地基进行检查，确保其符合规范和规范。同时，还要对井架、井筒的高度进行严格的控制，并对相应的辅助设备进行检查。在发生钻井液、化肥泄漏等事故时，施工单位要采取相应的防范措施，选用适当的填充物，并进行压实。一旦出现问题，必须进行及时的检查，既要处理地面问题，又要对引起地下水环境污染的其它因素进行调查。

2 地下水环境影响识别

泰安消防队训练基地新场区钻井工程，该项目区位于泰安大汶口石膏工业园区内，南留村南山东南部，古泉路东端北侧。院区南北长400米，东西宽390米，总面积约234亩。厂区内生活用水，绿化、环境及消防等项目用水预计每天200立方米。按日均高峰期用水30～40立方米/时设计钻井工程建设。

通过水文地质勘察和电动勘探综合分析，该场区地层为石灰岩山丘区，岩石致密较硬，溶刚裂隙不太发较，地下水补给主要为降水补给，补给量较少，地下水位较低，物探测量结果较好，主要出水部位在60、100、170米上下段，根据用水量分析，考虑用水安全（水质水量）和地下水可持续利用，建议钻井深度为260米。因为该区域属石灰岩层，地下水溶洞裂隙较多，要采取岩心钻机钻进，避免不成井现象，钻井位置为北段西北角，预计单井涌水量每小时30～40立方米。

2.1 地下水环境影响途径识别

在建设过程中，钻机工程会受到地下水环境因素的影响，开展过程中会存在一定困难。在钻机建设期间，若发生泄漏或渗透的情况都会对地下水水质产生影响。

2.2 地下水环境影响评价特征因子筛选

确定可能导致地下水污染的挖掘工程的特征因素。需要根据建筑工程污水的成分（HJ/T2.3）、液体材料的成分和固体浸出物的成分来确认[2]。

表1 地下水环境影响途径识别表

2.3 现状调查与评价因子该区域

主要监测与评价因子为：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、CO32-、Cl-、SO42-、HCO3-等8大离子及部分特征因子硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、pH、总硬度、高锰酸盐指数、氟化物、氯化物、六价铬、氨氮、挥发酚、溶解性总固体。影响评估因素钻机施工期间的钻井泥浆、生产期间的生活废水对该地区地下水水质的影响。主要评估因素包括氨氮和COD。

3 钻井过程中保护地下水环境的有效措施

3.1 加强钻井施工人员和相关管理人员的综合素质

在社会和经济飞速发展的今天，社会发展中的各类专业人才在某种意义上都有所提升。但目前，我国的钻探项目建设单位还未做好岗位的训练与教学工作，技术与业务水平低下，造成了钻探项目的质量与制度建设不健全，地表水和空气污染状况有所改善。因此，有必要积极的引进工程规划与监理领域的专业人才，进一步提高工程规划与管理领域专业人才的整体准入能力。只有制定了切实可行的高门槛准入规范和标准，才能从根本上保证优秀人才的稳定。其次，在后期进行培训，加强员工在处理管线和钻探等方面的应急处理技能，保证了地表水的安全。但是，钻探是一项浩大的工程，在技术和质量控制方面，往往会出现管道开裂、腐蚀、渗漏等问题。因此，建立健全统一的质量控制体系，做好钻井工程的精细化、严格化控制和操作尤为重要。

3.2 规范质量控制体系的标准，严格遵守

根据钻探施工中管道腐蚀、开裂、漏水等问题，通过优化施工工艺，落实到人员，对管道的购置、施工进行了严密的监控。根据建设项目质量控制体系，认真执行标准流程。在钻井工程的基础建设中，义务的划分是主要阶段。各级落实权责，不仅可以防止在发生错误时推卸责任，也能增强管理者的责任感，并能更好地贯彻有关的规范。钻探项目的品质控制很重要日常工作。有必要期待标准的总体规划、标准运行和实施。在前期，由于项目工作量很大，工程建设应根据质量和数量进行详细规划和职责划分，并逐层实施，以便在出现管道腐蚀、漏水、管道堵塞等问题时，还将有专职人员进行紧急修复。因此，承担质量管理的管理者首先要有优秀的责任心和理念，在实施管理办法时，要坚持严格的规范和要求，使其更好地发挥其作用。在工程建设中，也要对施工队伍进行监督，避免自满现状。如果钻井工程进度或施工条件的明确分配与现场条件不一致，应立即报告上级，不允许随意改变。

3.3 加强钻井工程材料和工程施工管理

钻探项目主要取决于所选择的管线的材质和质量。只有采取行之有效的管理措施，才能保证对地下水源的保护。所以，按照质量管理制度的制定与规范，制定了管线腐蚀与破坏的预防措施。尤其是在钻井项目中，项目规模大，复杂，后期维修，还涉及到很多阶段的原材料的采购和管理，因此也应在这一关键点上进行严格监督。因此，对于管道、专用工具和其他材料的质量控制，应进行严格的质量控制，并且实施严格的采购规范。只要达到了品质要求，就可以采购，不合格的一律取消。另外，要做好钻探施工中的防腐工作，以保证施工原料的基本品质，并采取相应的预防措施。其次，在制定有关数据的质量管理制度规范时，要对钻探项目进行实地考察，并对钻探项目进行适时的计划与监测，防止污染地表水。因此，只有从技术水平和产品质量的各个方面为钻井工程制定具体、无误的规划设计方案，才能保证质量和作业的稳定性和有效性。

3.4 确保钻井工程施工的有效沟通

在具体的建设流程中，还要求各专业的优秀人员进行交流和协作。在进行钻探作业的时候，应配置专业的技术设备和通讯设备，以保证地表水的生态环境的保护，同时采用持续通信方式，对出现的意外状况进行适当的处理，并按实际需要对原有的施工方案进行相应的修改；对管线进行维护，并处理管线的安装与敷设问题，并经各项测试检验合格后，可供钻探项目施工。所以，在此期间，我们要保证建筑工人的技术联系与沟通[3]。

3.5 地下水污染处理技术措施

3.5.1 自然环境微生物溶液技术

该技术是一种通过微生物将有机物质分解为CO2和水的方法来治理水资源的污染。它具有无二次污染和自动化的优点。但其不足之处在于该工艺耗时较久，且效率较低。随着细菌数量的增多，污染物质的数量也随之降低。最终，由于缺少养分，微生物使水体恢复到了常态。

3.5.2 SRB解决方案技术

硫氰酸钾循环菌（SRB）是铜绿假单胞菌的总称。SRB公司在一定程度上解决了重金属污染和环境污染问题，但氯化氢氧化产物氯化氢、碳酸和硫酸对钢和混凝土有很大的腐蚀性。所以，SRB公司可用于钻屑和废井液的填埋和回收以及浅层土地污染控制。

3.5.3 将钻井液转换为水泥浆(MTC)的固井技术

这项技术将钻井液和固井液合二为一，并且依靠钻井液的缺水性和可浮性，在钻井液中添加具有潜在生物活性的高炉水淬粉煤灰、煤灰、火山岩浆、伴侣蛋白、润湿剂和助凝剂，将其转化为具有固井特性的水泥砂浆。采用该固井技术的所有井均达到标准，固井质量在防气窜、连续高温、易渗漏地质构造等方面均优于基本固井技术。MTC企业固井技术可以有效地节约废钻井液的处理和固井水泥砂浆的施工成本，并且能够提高了固井的施工质量，避免了废钻井液和固井液对土层和地表水的环境污染，符合清洁生产的规定，具有广阔的应用前景。

4 结语

综上所述，对地下水环境产生危害的角度出发，对钻机工程施工的各项环境进行论述，提出科学有效的应对之策。但是结合到地下水环境的相对特殊性与复杂性，我们还是推荐以保护为主，预防为先的方式，对地下水环境进行管理。对此，我们需要在施工的期间，需要结合项目实际的要求与性质，选择符合要求与标准的措施来维护地下水环境的顺利运行。这是因为，地下水一旦受到污染，很难在短时间内得到修复。我们必须在施工技术管理方法和维护效率方面做好工作，以促进地下水自然环境的稳定。总之，要使钻井工程的施工效率得到有效提升，并能为广大人民群众提供纯净、无污染的地下水，就必须对操作中出现的问题进行正确的处理；分析、预测和评价地下水体的自然环境。为此，应从钻探施工中，逐步加强人为控制，从源头上解决地下水对环境的污染，防止钻探施工中出现渗漏、污染；灵活使用安全保障措施，逐步改进施工过程，做到预防和及时纠正，保证工程的质量。