川渝地区钻井井场防渗分区及措施

1 引言

川渝地区作为我国天然气资源勘探开发的热点地区，到 2025 年预计天然气年产量将达到 500 亿 m³ ，新建钻机井场数量将持续增加，与其他油气田开发区域相比，具有钻井施工作业分散、作业点周边生态环境保护要求高的特点。近年来，安全环保要求日益严格，2021 年国家陆续出台“深入打好污染防治攻坚战”、“完整准确全面贯彻新发展理念，做好碳达峰中和工作”的要求，而石油钻井井场的钻机废液含油类、盐类、钻井液添加剂以及重金属离子会严重污染土壤、地下水，影响动植物生长，给井场和附近居民带来极大的危害 [1]。对钻井井场进行地下水污染防治分区，确定防渗的主要区域或部位是钻前工程设计防渗设计的重点及第一步 [2]，目前尚无针对钻井井场防渗分区的要求，本文通过对川渝地区典型井场内污染物性质及特点分析，推荐差异化防渗技术，对井场进行防渗区域划分，把钻井井场区域划分为重点污染防治区、一般污染防治区和非污染区三大区域，并提出相应防渗处理措施，为井场环境风险管理提供理论依据，对钻井井场防渗设计提供一定的借鉴和参考。

2 钻井废液对生态的影响

钻井废液主要包括起下钻钻井液的流失、钻井液循环系统渗漏产生的废水、冲洗钻井平台、钻具、振动筛产生的废水，钻井液循环罐定期淘洗产生的废水、冲洗钻井岩屑产生的废水、井口返排水和井场上部分流入水池的雨水。钻井废水的产生量与钻井队的作业方式、管线和阀门的密闭程度及当地气象条件等因素有关，而川渝地区钻井废水产量和降雨量关系密切[3][4]。

钻井废液中的盐和可交换性钠离子可造成土壤板结，使植物从土壤吸收水分困难，不利于植物生长，甚至死亡。此外，钻井液中添加的磺化沥青、磺化褐煤、磺化酚醛树脂、磺化丹宁和磺化栲胶等非常难以降解，会长期残留在环境之中。废液中的重金属离子可通过生物链在动植物体内富集，最终对处于食物链顶端的人类健康造成长远的危害。

钻井液中 COD（ 耗氧量 ） 超标进入水体可引起水体富营养化，水体发黑发臭，油类物质进入水体后将造成水体质量的严重下降 ; 另外，由于各种钻井泥浆添加剂的带入和钻屑及地层矿物的引入，钻井废弃液中含有的多种有害性物质如盐类及一些重金属元素对水中生物有很强的毒害作用。

3 钻井井场防治区的划分

3.1 钻井井场污染防治区的划分

针对川渝地区典型钻井井场，根据钻井井场部各分污染物的性质、是否为隐蔽工程、以及发生泄漏能否被及时发现和处理作为污染防治分区的划分原则，划分为重点污染防治区、一般污染防治区和非污染区三大区域

重点污染防治区是指钻井井场中的隐蔽工程，处于地下或半地下的生产功能单元，这些区域或部位一旦出现设备腐蚀穿孔、地基下陷造成设备变形、罐基础变形等情况，将会发生污染物泄漏，而且此类渗漏不容易被发现，若得不到及时的处理，就会渗入土壤并最终进入地下水，从而对地下水环境造成污染。钻井井场方井为地下结构且在钻井时装有起下钻钻井液，应急池为地下结构且在钻井周期中池内装有清水、压裂返排液等，临时转砂坑为地下结构且具有收集钻井液循环系统渗漏产生的废水、振动筛产生的废水的作用，临时储存区虽位于地面上，但作为废泥浆固化后存储区，将此类隐蔽工程所在区域定义为重点污染防治区，应当实施较为严格的防渗措施。

一般污染防治区是指钻机井场地面之上的生产功能单元，如泥浆储备罐、循环系统、发电房，泥浆泵等，当这些设备、区域发生损坏的情况下，将造成物料或污染物泄漏后，可及时被发现或发出报警，泄漏出来的物料和污染物短时间内会聚集在地面上，采取紧急处理措施后，不会大量渗入土壤对地下水环境造成污染。因此，将此类区域定位为一般污染防治区，设计可以采取低于重点污染防治区要求的防渗措施。

非污染防治区是指钻机井场没有物料或污染物泄漏，即便是出现泄漏很容易发现并进行处理，不会对地下水造成污染的区域或部位。

3.2 钻井井场污染防治区的防渗措施

川渝地区钻机井场修建在山区丘陵地区，井场常为半挖半填形式，地形、地貌起伏较大，从气象上看川渝地区雨水较多，而钻井废水产量和降雨量关系密切，当遇到暴雨会增加整个场区的废水量，造成环保风险及治理难度增加，因此，防渗设计应建立整体防治理念，设置多道防渗防线进行立体防护，建立井场区域清污分流系统。第一层防护为场外的截水沟及场外排水沟，根据区域气候特点及降雨量计算井场区域降雨量，设置截水沟及场外排水沟防止暴雨冲刷进入井场区域，造成井场设施破坏及污染物外泄造成污染，同时应考虑原地方水系通畅，截排水沟应接入地方水系并在接入时设置沉砂池避免冲刷农田。第二层防渗措施为在场区设置场内污水沟，场内污水沟的作用为防止污染物流出场区，场内污水沟可接入井场四周设置的隔油池，场内污水沟及隔油池应采用防水卷材或防水涂层防止进入地下。第三层防护为根据场内污染分区而设置的围挡结构及区域硬化等防渗措施，如井场内重点污染防治区、一般污染防治区采用硬化面层密封使污物不流入地下土壤和地下水同时设置分区围挡和集污收集坑，使场区内污物不流出场外。

一般污染防治区中泥浆储备罐、循环系统、发电房，泥浆泵污物外漏可及时发现并处理，可采用混凝土封闭面层及分区围挡，在设备区域单独设置集污收集坑，便于收集污染物集中拉运处理。

非污染防治区由于易于处理且污染可能性小可不做特殊防渗处理。

4 结语

对钻井井场进行地下水污染防治分区，确定防渗的主要区域或部位是钻前工程设计防渗设计的重点及第一步，通过对川渝地区典型井场内污染物性质及各部位特点分析，将钻井井场进行防渗区域划分为重点污染防治区、一般污染防治区和非污染区三大区域，并对不同区域提出相应防渗处理措施。

参考文献

[1] 苏培东，王奇，蒲海波，陈婉琳．川渝地区钻前工程砌体结构废水池渗漏原因分析[J]．岩土工程与地下工程，2012.6.

[2] 何叶频．石油化工装置防渗分区若干问题的探讨 [J]. 山西建筑 ，2012.5.

[3] 谢海涛，徐刚 . 川渝地区钻井井场清污分流系统设计与探讨 [J].钻采工艺 ，2010.6.

[4] 唐明杰．钻井泥浆固化处置对地下水环境的影响分析 [D]. 西南交通大学 ， 2010.6.

作者简介：陈进，男，1984年8月，2012年7月毕业于西南石油大学，硕士研究生；西南油气田集输工程技术研究所，工程师，现从事钻前工程及天然气地面站场设计与研究；