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摘要：根据古尔班通古特沙漠特征及区内典型区块石油开发利用方式，以夏盐11井区为例深入分析石油开采形成的矿山地质环境问题。
关键词：古尔班通古特沙漠；地质环境；油田
1.前言
古尔班通古特沙漠位于新疆准噶尔盆地中央，是我国面积最大的固定、半固定沙漠，区内蕴藏着丰富的石油、天然气等矿产资源，区内分布有陆梁、石西等多个油气田。区内油田勘探、开发过程中对本已脆弱的生态环境及地质环境产生了较为严重的影响，因此查明及分析区内石油开采形成的矿山地质环境问题显得尤为重要。
2.自然地理及地质环境条件
2.1地理位置及地形地貌
夏盐11井区位于准噶尔盆地腹部、古尔班通古特沙漠的北端，行政区隶属新疆维吾尔自治区和布克塞尔蒙古自治县管辖。
项目区位于准噶尔盆地东部的古尔班通古特沙漠的北部边缘，为第四系浅度的沙漠地貌，即风力的作用下形成半固定沙丘和沙梁，地表沙漠化程度较轻。地表植被稀少，地貌类型单一。
2.2地层岩性及地质构造
根据钻井揭露地层剖面，夏盐11井区自下而上发育的地层为：石炭系，二叠系，三叠系，侏罗系，白垩系，古近系，新近系和第四系等地层。项目区在处于准噶尔盆地北西缘，构造属于陆梁隆起的三个泉凸起、夏盐凸起。
2.3水文地质特征
项目区及其周围分布的地下水类型为碎屑岩类孔隙裂隙层间水（图1）。碎屑岩类孔隙裂隙层间水含水层主要分布整个项目区，含水层岩性为新-古近系粉砂岩、细砂岩和砾岩与泥岩组成双层或多层结构。在地表以下50m～100m为浅层承压水，该层为微承压，隔水顶板分布不连续，含水层结构为单一的粉砂岩或细砂岩。深层承压水分布深度一般在50m以下，含水层岩性主要为新一古近系粉砂岩、砂砾岩，含水层厚度5m～53m不等。有2-3个隔水层，隔水层较稳定，岩性为泥岩，厚度一般在5m-25m。深层承压水富水性中等，单井涌水量在700m3/d左右。
含水层水化学成份表现为上咸下淡，潜水含水层水化学类型以CLS04-NaCa型和CLS04-Na型为主，地下水矿化度一般在3g/L～10g/L，在项目区南部矿化度大于10g/L。
项目区内地下水的补给途径主要是侧向补给和大气降水的人渗补给。其中，大气降水补给受季节性影响较大，侧向补给主要来源于和布克河河水在砾质平原区入渗补给，在项目区北侧以地下径流的方式补给，补给量比较稳定。
项目区地下水径流总体由北向南、由东往西径流，地下水排泄主要是以越流方式向潜水含水层及人工开采排泄。
2.4油藏地质特征
夏盐11井区三工河组J1s21砂层组整体上为孔隙结构较好的储集层，具有中等偏低的排驱压力、中值压力的特征。夏盐11井区三工河组油藏为受断裂控制的岩性构造油藏。夏盐11井区三工河组油藏地层水分析资料统计表明，三工河组油藏地层水矿化度平均15188.65mg/L，C1-含量平均7906.87mg/L，地层水型为HC03-Na型。
3.开发利用方案概述
3.1钻井工艺
夏盐11井区采用的二开井深结构设计：一开采用311.2mm钻头钻至井深500m，下人244.5mm表层套管，采用钻杆插入法固井，水泥浆返至地面；二开采用215.9mm钻头钻至目的层，下人139.7mm油层套管，采用单级有控固井，固井水泥返高至白垩系清水河组顶界以上100m。
3.2采油工艺
夏盐11井区三工河组油藏采用280m井距不规则井网注水开采。
3.3原油集输工艺
夏盐11井区原油集输工艺采用集中拉低含水油的三级布站工艺流程，即：采油井口计量配水站一预脱水站陆梁油田集中处理站。夏盐11井区原油经原油预脱水站脱水后，经拉油站通过油罐车拉运至陆梁油田处理站进行处理。
夏盐11井区采出水经油水分离后，输送至污水站净化处理达标后，回注地层不外排。
4.矿山地质环境问题分析
结合夏盐11井区的自然地理条件和开采工艺流程分析，夏盐11井区主要是石油开采活动，夏盐11井区主要地质环境问题有：生产过程中油藏水的外泄、落地原油，输油管道的渗漏，可能随着降雨人渗，威胁区内含水层，进而可能对准噶尔盆地的地下水资源造成影响；井场、道路、场站、管道的建设存在局部（点状、线状）开挖、平整等，对原始地形地貌造成一定的破坏；井场、道路、场站、管道等建设，不同程度的对区内土地资源造成压占、挖损等破坏，毁坏了地面植被，使松动土体岩性物质裸露地表，容易造成土地沙化。
4.1含水层影响分析
井区生产过程中可能对造成含水层破坏和污染的环节主要包括：钻井过程中对含水层的扰动破坏、废弃泥浆及钻井废水人渗对含水层的污染；生产过程中生产废水等的人渗对含水层的污染。
钻井钻穿含水层时采用钾钙基聚磺混油钻井液完井液体系，直井选择管射孔完井方式，固井措施為在井眼内下入套管柱，在套管柱与井壁环形空间，注入水泥浆，进行封固。采取2层套管和水泥固井措施，将井身与含水层充分隔离。夏盐11井区钻井过程对含水层结构是点状、短暂的影响，不会破坏含水层结构完整。
夏盐11井区采用注水开采，注水水源主要来源包括两方面，一部分路梁油田地下水水源、一部分为源经净化处理的采出水。注水量将从2014年的564.38m3/d，上升至2016年的1057.53m3/d，至2023年总体趋于1050m3/d～1106m3/d。
现状条件下，夏盐11井区内井场等采油设施均已经建设完毕，钻井过程中贯穿含水层历时较短，且及时用水泥浆封隔含水层（一开500m水泥浆返地面），在钻井过程中产生的废水有钻井废水和生活废水，均排人泥浆池自然干化处理后，进行防渗掩埋；生产运行中的作業废水和油藏采出水，均通过管道集中输送至原油脱水处理站的污水处理系统进行净化处理后回注地层，不外排。
4.2地形地貌景观影响分析
夏盐11井区内已经建成设施有井场以及相应的管线网、道路等，形成了一定规模，夏盐11井区内采油设施挖填方量较少，管道铺设完毕后，进行回填平整后，可基本恢复原有地形，道路修建基本依原有地形布设，夏盐11井区内设施建设对原有的地形地貌景观影响和破坏程度较轻。
4.3土地资源的影响分析
对土地资源的影响分析主要是井场、道路、管线、场站等占用破坏土地面积并结合占地类型并根据《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》DZ T-0223-2011，分析其对土地资源的影响程度。
道路建设对土地资源的影响程度为严重；井场建设对土地资源的影响程度为较严重；计量配水站、原油脱水处理站、管线等对土地资源的影响程度为较轻。
5.结论与建议
5.1夏盐11井区石油开采主要的地质环境问题是：含水层影响、地形地貌景观影响及土地资源的影响。区内油田勘探、开发建设过程，对环评保护意识已逐渐增强，目前生产过程中产生的固体废弃物、废水等污染物，均得到了合理的处置和回收再利用，很大程度上避免和减缓了地质环境问题的发生。
5.2夏盐11井区主要矿山地质环境问题是对区内地形地貌景观和土地资源的破坏，主要的工程措施是针对不同土地类型，对草地中的其他草地实施土地平整、草方格、植被工程并管护措施；对其他土地中的裸地实施土地平整并进行压实，以达到基本恢复原有地形地貌和土地类型，防止沙化。
5.3针对含水层的影响、地形地貌景观和土地资源的破坏、土壤污染。建立地质环境监测网，开展含水层、地形地貌景观和土地资源、土壤污染等监测工作，为油田进一步科学、合理的开展恢复治理工作提供依据。
5.4地下水作为古尔班通古特沙漠油田生产重要的用水水源，目前对该区内地下水的调查较为零散、认识程度较低。因此应加强对古尔班通古特沙漠地下水资源系统性的再认识，以便在保护区内地下水资源的同时，更合理有效的利用地下水资源。
关键词：古尔班通古特沙漠；地质环境；油田
1.前言
古尔班通古特沙漠位于新疆准噶尔盆地中央，是我国面积最大的固定、半固定沙漠，区内蕴藏着丰富的石油、天然气等矿产资源，区内分布有陆梁、石西等多个油气田。区内油田勘探、开发过程中对本已脆弱的生态环境及地质环境产生了较为严重的影响，因此查明及分析区内石油开采形成的矿山地质环境问题显得尤为重要。
2.自然地理及地质环境条件
2.1地理位置及地形地貌
夏盐11井区位于准噶尔盆地腹部、古尔班通古特沙漠的北端，行政区隶属新疆维吾尔自治区和布克塞尔蒙古自治县管辖。
项目区位于准噶尔盆地东部的古尔班通古特沙漠的北部边缘，为第四系浅度的沙漠地貌，即风力的作用下形成半固定沙丘和沙梁，地表沙漠化程度较轻。地表植被稀少，地貌类型单一。
2.2地层岩性及地质构造
根据钻井揭露地层剖面，夏盐11井区自下而上发育的地层为：石炭系，二叠系，三叠系，侏罗系，白垩系，古近系，新近系和第四系等地层。项目区在处于准噶尔盆地北西缘，构造属于陆梁隆起的三个泉凸起、夏盐凸起。
2.3水文地质特征
项目区及其周围分布的地下水类型为碎屑岩类孔隙裂隙层间水（图1）。碎屑岩类孔隙裂隙层间水含水层主要分布整个项目区，含水层岩性为新-古近系粉砂岩、细砂岩和砾岩与泥岩组成双层或多层结构。在地表以下50m～100m为浅层承压水，该层为微承压，隔水顶板分布不连续，含水层结构为单一的粉砂岩或细砂岩。深层承压水分布深度一般在50m以下，含水层岩性主要为新一古近系粉砂岩、砂砾岩，含水层厚度5m～53m不等。有2-3个隔水层，隔水层较稳定，岩性为泥岩，厚度一般在5m-25m。深层承压水富水性中等，单井涌水量在700m3/d左右。
含水层水化学成份表现为上咸下淡，潜水含水层水化学类型以CLS04-NaCa型和CLS04-Na型为主，地下水矿化度一般在3g/L～10g/L，在项目区南部矿化度大于10g/L。
项目区内地下水的补给途径主要是侧向补给和大气降水的人渗补给。其中，大气降水补给受季节性影响较大，侧向补给主要来源于和布克河河水在砾质平原区入渗补给，在项目区北侧以地下径流的方式补给，补给量比较稳定。
项目区地下水径流总体由北向南、由东往西径流，地下水排泄主要是以越流方式向潜水含水层及人工开采排泄。
2.4油藏地质特征
夏盐11井区三工河组J1s21砂层组整体上为孔隙结构较好的储集层，具有中等偏低的排驱压力、中值压力的特征。夏盐11井区三工河组油藏为受断裂控制的岩性构造油藏。夏盐11井区三工河组油藏地层水分析资料统计表明，三工河组油藏地层水矿化度平均15188.65mg/L，C1-含量平均7906.87mg/L，地层水型为HC03-Na型。
3.开发利用方案概述
3.1钻井工艺
夏盐11井区采用的二开井深结构设计：一开采用311.2mm钻头钻至井深500m，下人244.5mm表层套管，采用钻杆插入法固井，水泥浆返至地面；二开采用215.9mm钻头钻至目的层，下人139.7mm油层套管，采用单级有控固井，固井水泥返高至白垩系清水河组顶界以上100m。
3.2采油工艺
夏盐11井区三工河组油藏采用280m井距不规则井网注水开采。
3.3原油集输工艺
夏盐11井区原油集输工艺采用集中拉低含水油的三级布站工艺流程，即：采油井口计量配水站一预脱水站陆梁油田集中处理站。夏盐11井区原油经原油预脱水站脱水后，经拉油站通过油罐车拉运至陆梁油田处理站进行处理。
夏盐11井区采出水经油水分离后，输送至污水站净化处理达标后，回注地层不外排。
4.矿山地质环境问题分析
结合夏盐11井区的自然地理条件和开采工艺流程分析，夏盐11井区主要是石油开采活动，夏盐11井区主要地质环境问题有：生产过程中油藏水的外泄、落地原油，输油管道的渗漏，可能随着降雨人渗，威胁区内含水层，进而可能对准噶尔盆地的地下水资源造成影响；井场、道路、场站、管道的建设存在局部（点状、线状）开挖、平整等，对原始地形地貌造成一定的破坏；井场、道路、场站、管道等建设，不同程度的对区内土地资源造成压占、挖损等破坏，毁坏了地面植被，使松动土体岩性物质裸露地表，容易造成土地沙化。
4.1含水层影响分析
井区生产过程中可能对造成含水层破坏和污染的环节主要包括：钻井过程中对含水层的扰动破坏、废弃泥浆及钻井废水人渗对含水层的污染；生产过程中生产废水等的人渗对含水层的污染。
钻井钻穿含水层时采用钾钙基聚磺混油钻井液完井液体系，直井选择管射孔完井方式，固井措施為在井眼内下入套管柱，在套管柱与井壁环形空间，注入水泥浆，进行封固。采取2层套管和水泥固井措施，将井身与含水层充分隔离。夏盐11井区钻井过程对含水层结构是点状、短暂的影响，不会破坏含水层结构完整。
夏盐11井区采用注水开采，注水水源主要来源包括两方面，一部分路梁油田地下水水源、一部分为源经净化处理的采出水。注水量将从2014年的564.38m3/d，上升至2016年的1057.53m3/d，至2023年总体趋于1050m3/d～1106m3/d。
现状条件下，夏盐11井区内井场等采油设施均已经建设完毕，钻井过程中贯穿含水层历时较短，且及时用水泥浆封隔含水层（一开500m水泥浆返地面），在钻井过程中产生的废水有钻井废水和生活废水，均排人泥浆池自然干化处理后，进行防渗掩埋；生产运行中的作業废水和油藏采出水，均通过管道集中输送至原油脱水处理站的污水处理系统进行净化处理后回注地层，不外排。
4.2地形地貌景观影响分析
夏盐11井区内已经建成设施有井场以及相应的管线网、道路等，形成了一定规模，夏盐11井区内采油设施挖填方量较少，管道铺设完毕后，进行回填平整后，可基本恢复原有地形，道路修建基本依原有地形布设，夏盐11井区内设施建设对原有的地形地貌景观影响和破坏程度较轻。
4.3土地资源的影响分析
对土地资源的影响分析主要是井场、道路、管线、场站等占用破坏土地面积并结合占地类型并根据《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》DZ T-0223-2011，分析其对土地资源的影响程度。
道路建设对土地资源的影响程度为严重；井场建设对土地资源的影响程度为较严重；计量配水站、原油脱水处理站、管线等对土地资源的影响程度为较轻。
5.结论与建议
5.1夏盐11井区石油开采主要的地质环境问题是：含水层影响、地形地貌景观影响及土地资源的影响。区内油田勘探、开发建设过程，对环评保护意识已逐渐增强，目前生产过程中产生的固体废弃物、废水等污染物，均得到了合理的处置和回收再利用，很大程度上避免和减缓了地质环境问题的发生。
5.2夏盐11井区主要矿山地质环境问题是对区内地形地貌景观和土地资源的破坏，主要的工程措施是针对不同土地类型，对草地中的其他草地实施土地平整、草方格、植被工程并管护措施；对其他土地中的裸地实施土地平整并进行压实，以达到基本恢复原有地形地貌和土地类型，防止沙化。
5.3针对含水层的影响、地形地貌景观和土地资源的破坏、土壤污染。建立地质环境监测网，开展含水层、地形地貌景观和土地资源、土壤污染等监测工作，为油田进一步科学、合理的开展恢复治理工作提供依据。
5.4地下水作为古尔班通古特沙漠油田生产重要的用水水源，目前对该区内地下水的调查较为零散、认识程度较低。因此应加强对古尔班通古特沙漠地下水资源系统性的再认识，以便在保护区内地下水资源的同时，更合理有效的利用地下水资源。