西北某油田受石油污染現(xiàn)狀分析

秦國強

(新疆農(nóng)業(yè)大學水利與土木工程學院，新疆烏魯木齊830052)

研究區(qū)位于西北某極端干旱區(qū)一塊沖洪積扇上，該地區(qū)年均降水量不到30 mm，年均蒸發(fā)量高達2 800 mm，水資源非常有限，水質優(yōu)良的地下水資源則更為珍貴。上世紀90年代某油田在此興建，大量的石油被開采了出來，但是在開采過程中由于原油泄漏、污水回注致使該地區(qū)土壤和地下水受到污染，本次調查基于現(xiàn)場踏勘和樣品化驗顯示，該地區(qū)受石油類污染僅小范圍內(nèi)呈面狀分布，大范圍還是呈點狀分布［1－2］。

1 水文地質狀況

1.1 包氣帶巖性

研究區(qū)所在的沖洪積扇包氣帶物質組成為大厚度的第四系松散堆積物，從軸部到邊緣沖洪積物顆粒由大變小。上游至下游分為三層結構，上游為單一的砂礫卵石層，透水性好，厚度200～250 m，中游為厚170 m的含土砂礫石層，為弱透水層，下游為第三系砂泥巖。含水層巖性由上更新統(tǒng)卵礫石及砂礫石、中粗砂組成，根據(jù)物探成果，厚度為400～500 m左右，卵石粒徑一般5～10 cm，礫石粒徑一般1～2 cm，卵礫石磨圓、分選均差。

1.2 地下水位埋深

根據(jù)鉆孔資料顯示，該沖洪積扇區(qū)，地下水位埋深從北向南由80 m至10 m左右。研究區(qū)位于該沖洪積扇區(qū)的正東，地下水位埋深較大，據(jù)近5兩年觀測資料顯示，區(qū)內(nèi)地下水位埋深維持在40 m左右，局部地區(qū)，由于過度開采深達50 m。

1.3 地下水動態(tài)

地下水的補給、徑流、排泄條件受地形、地貌、水文氣象諸因素的控制［3－4］，研究區(qū)位于天山山脈南部，其夏季融雪徑流補給，為研究區(qū)主要補給來源;排泄方式以人工開采和蒸發(fā)、地下水徑流排泄為主，總體流向由北向南。

地下水動態(tài)主要受氣象、水文、包氣帶巖性、水位埋深及人為因素影響，不同地區(qū)受諸因素的影響強度不同，其動態(tài)特征也不同，由于研究區(qū)內(nèi)地處極端干旱區(qū)，年均降水量不到30 mm，年均蒸發(fā)量高達2 800 mm，區(qū)內(nèi)補給幾乎完全來自山前側向地下徑流補給，主要集中在夏季7、8月份，而排泄方式主要是人為開采，時間分布全年，因此，區(qū)內(nèi)淺層地下水動態(tài)為氣象—開采型。

2 石油散落途徑

該油田在前期開發(fā)建設過程中，受當時經(jīng)濟技術條件及人們認識水平等多種因素的制約，在整個采油過程中，由于集輸管線、油管、污水管線、注水井套管穿孔，造成油介質泄漏［5－6］。這一現(xiàn)象，在采出液溫度高、腐蝕性強的幾個油井顯著。在石油的儲運過程中，所有盛油容器及輸油管道，都不同程度地遭受著土壤及內(nèi)部輸送介質的腐蝕，包括接近中性的電解質的電化學腐蝕。盡管人們在安裝前已經(jīng)采取了諸如表面噴涂，甚至陰極保護等防腐措施，但由于缺乏監(jiān)視報警系統(tǒng)，每年仍然由于腐蝕穿孔泄漏大量原油。這些原油，通過滲漏污染土壤及地下水環(huán)境。

由于該油田已進入中后期，近年來原油含水率高達120‰，所含水分必須進行分離，這一過程在聯(lián)合站［7］中完成，由原油所分離出的污水油類含量仍然相當高［8］。目前該油田的處理措施是將這種污水回注到2 800 m左右的廢棄深油井中，與上覆含水層呈隔絕狀態(tài)，因此理論上是安全妥當?shù)摹５珜嶋H上在污水回注過程中，由于巨大的回注壓力很容易造成回注井管破裂，而且經(jīng)常發(fā)生在200 m左右，因此污水很容易被壓入上部含水層中，從而對該層次的土壤和地下水造成污染。

3 石油污染情況描述

該油田動用含油面積63.7 km2，此次對該油田包氣帶和地下水水質進行研究，包氣帶調查區(qū)選擇原油泄漏量大，污染特征最明顯，居民反應最強烈的東南部地區(qū)作為取樣區(qū)，該區(qū)東西寬2.8 km，南北長 3.6 km，面積 10.1 km2，占整個油田面積的15.8%。水樣的調查區(qū)選擇在兩口曾經(jīng)進行過污水回注的廢棄深井附近。

3.1 包氣帶受污染狀況

對于土壤的采取，本次采樣利用淺層鉆探的方法，共計施工8個鉆孔，鉆孔深度均為10 m，主要利用鉆孔分層采集垂向土樣進行檢測，不同深度土體中石油類含量見表1。

由上可知，石油類污染主要集中在淺層0～6 m范圍內(nèi)，垂向運移比較緩慢，雖然表層10 m以內(nèi)都是第四系松散堆積物，透水性很好，但是當?shù)貥O端干旱的氣候在很大程度上阻止了石油類污染的進一步擴散。

3.2 淺層地下水受污染狀況

被當作研究對象的這兩口深油井附近現(xiàn)有水井11口，本次調查對其中7口井的水質進行了取樣化驗，結果見表2。

表1 研究區(qū)內(nèi)土層含油垂向分布特征

表2 研究區(qū)水樣有害物質監(jiān)測統(tǒng)計表

7口井中除了距離污水回注井較遠的HX3#和HX5#未檢出石油類物質外，其余5口井都含有石油類物質，且均超過國家《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749－2006)中石油類限量標準0.3 mg/L，超標達38倍～677倍之多;硫化物、揮發(fā)酚、氰化物、渾濁度、化學耗氧量這些有害指標也均超過相應《生活飲用水衛(wèi)生標準》，因此這7口井的井水均不得飲用，只得作為其他用途。

4 結語

總之，特殊的地理位置決定了特殊的氣候，該地區(qū)干旱少雨，使得油田受石油類污染僅小范圍內(nèi)呈面狀分布，大范圍還是呈點狀分布，尚未對整個油田包氣帶和地下水造成大范圍的污染。但是，最嚴重的地方石油類污染物已運移到了潛水井中，對地下水安全形成了潛在的威脅，由此應引起相關部門的高度重視。

［1］曹剛，王華.石油污染及治理［J］.沿海企業(yè)與科技，2005，61(3):92—94.

［2］王洪濤，羅劍，李光富.含油污水外排對土壤和潛水層污染的模擬分析［J］.清華大學學報:自然科學版，2000，40(11):109 －113.

［3］沈照理，朱宛華.水文地球化學基礎［M］.北京:地質出版社，1993:41—45.

［4］蔣輝.環(huán)境水文地質學［M］.北京:中國環(huán)境科學出版社，1993:8—14.

［5］張學佳，紀巍，康志軍等.石油類污染物對土壤生態(tài)環(huán)境的危害［J］.化工科技，2008，16(6):60－65.

［6］鄭西來，荊靜，席臨萍.包氣帶中原油的遷移和降解［J］.水文地質和工程地質，1998，25(1):35 －37.

［7］王玉梅，黨俊芳.油氣田地區(qū)的地下水污染分析［J］.地質災害與環(huán)境保護，2000，11(3):271－272.

［8］鄭西來，錢會，席臨平等.地下水系統(tǒng)中石油污染物的吸附轉移研究［J］勘查科學技術，1998(1):26－29.