油田开采对水土环境的影响
崔志强
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崔志强 ,. 油田开采对水土环境的影响[J]. 中国石油工业,20222. DOI:10.12721/ccn.2022.157121.
摘要: 工业的发展促使石油的需求量大幅度增加,油田开采的过程中,由于意外事故或管理不当,导致环境遭受污染,直接危害人类生产与生活。石油开采对土壤环境造成的损害,已成为全世界关注的重点问题。本文以辽宁某油田为例从施工期、运行期、以及事故状态下三个方面分析了油田开采对土壤环境的影响,为油田在建设与生产期间的土壤环境保护提供理论依据。
关键词: 油田;土壤环境;影响
DOI:10.12721/ccn.2022.157121
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一、开采对土壤环境的影响

1、施工期

工程施工期对土壤的影响主要是机械碾压造成土壤压实和对土壤表层的剥离,由于挖方取土、填方堆放、土层扰乱以及对土壤肥力和性质的破坏,使占地范围内的土壤失去其原有土壤结构和生物化学组分,从而降低了土壤的生产能力。根据建设项目的工程内容,井场工程施工过程的土石方开挖、回填对土壤的影响最大。

工程对土壤的影响,主要表现为对土壤性质、土壤肥力的影响和土壤污染三个方面。

1)土壤性质影响

施工过程中,土石方开挖、堆放、回填及材料堆放、人工践踏、机械设备碾压等活动将对土壤理化性质产生影响。

(1)扰乱土壤耕作层,破坏土壤耕层结构

土壤耕作层是土壤肥力集中、腐殖质含量高、水分相对优越的土壤,平均深度一般为15~25cm,土层松软,团粒结构发达,能够较好的调节植物生长的水、肥、气、热条件。地表开挖必定扰乱和破坏土壤耕作层,这种扰乱和破坏,除开挖处受到直接的破坏外,挖出土方的堆放将直接占压开挖处附近的土地,破坏土壤耕作层及其结构。由于耕作层的团粒结构是经过较长的历史时期形成的,一旦遭到破坏,短期内难以恢复。因此,在整个施工过程中,该工程对土壤耕作层的影响较严重。

(2)混合土层结构,改变土体构型

无论是自然土壤还是农业土壤在形成过程中,由于物质和能量长期垂直分异的结果,形成质地、结构、性质和厚度差异明显的土壤剖面构型。工程的土石方的开挖与回填,使原土壤层次混合,原土体构型破坏。土体构型的破坏,将明显的改变土体中物质和能量的运动变化规律,使表层通气透水性变差,使亚表层保水、保肥性能降低,从而造成对植物的生长、发育及其产量影响。

(3)影响土壤紧实度

自然土壤在自重作用下,形成上松下紧的土壤紧实度垂直差异。施工过程中的机械碾压,尤其在坡度较大的地段,甚至进行掺灰固结,这种碾压或固结,将大大改变土壤的紧实程度,与原有的上松下紧结构相比,极不利于土壤的通气、透水作用,影响作物生长。

2)土壤肥力影响:自然土壤或农业土壤中的有机质、氮、磷、钾等养分含量,均表现为表土层远高于心土层;在土壤肥力的其它方面如紧实度、空隙性、适耕性、团粒结构含量等,也都表现为表土层优于心土层。施工期土石方的开挖与回填,将扰动甚至打乱原土体构型,使土壤养分、水分含量及肥力状况受到较大的影响,影响植被正常生长。

3)土壤污染影响:

(1)落地原油对土壤的影响

钻井过程中通过铺设防渗布对落地油进行回收,回收率可达100%。落地油对井场及附近土壤产生影响较小。

(2)钻井泥浆对土壤的影响

在钻井过程中产生岩屑、废弃泥浆等如处理不当对土壤环境将产生一定的影响。钻井泥浆中含有Ca2+、Na+离子,而且pH、盐分也较高,进入土壤后可使土壤板结,增加土壤的盐碱化程度。据试验表明:钻井泥浆对有机质含量高、呈酸性的土壤危害小,而对碱性的粉质粘土危害大。项目所在地区属酸性~中性土壤,废弃泥浆进入土壤后会导致土壤板结,土壤生产力下降。

本工程钻井井场采用泥浆不落地处理方式,钻井施工过程中通过注意规范操作,避免泥浆外溢,钻井对土壤环境影响较小。

2、运行期

运行期正常情况下井场采用封闭采油,一般不会产生落地油。但在检修时,井口仍不可避免的有少量落地原油,此外在输油过程中,如发生意外,也可能产生落地原油,对土壤造成一定程度的污染。

3、事故状态下

1)储罐泄漏对土壤环境的影响

由于油田区内整体地形为北高南低,因此,一旦储罐发生泄漏,泄漏原油将向场站南侧流淌,总体沿南北途径对土壤及地下水环境产生影响。储罐泄漏事故发生及时对防火堤内及场站内外其他部位受污染土壤进行回收,及时装袋、密封,送有资质单位处置,若在站内贮存,需符合《危险废物贮存污染控制标准》的暂存要求,防止受污染土壤中原油下渗继续污染。

2)管道原油泄漏对土壤环境的影响

原油泄漏因泄漏点位置不同所产生的土壤污染范围也不同。当管道在埋地敷设段内发生泄漏,原油则在土壤内部由于重力作用沿垂直方向向地下渗透,排除地质灾害等因素外,原油一般情况下不会冒出地表形成地面扩散。由于原油黏度和凝固点较高,且流动性较差,加上土壤对原油具有很强的截流能力,因此泄漏原油很难向土壤深层迁移。此时影响原油污染范围的因素有原油的泄漏量、存留时间及环境温度等。当管道泄漏点发生在管道跨越冲沟时,管道出露地表,泄漏原油会落入土壤,在重力作用下向土壤表层渗透。当泄漏量小时,原油与土壤粘和凝结成较大的含油土块,此时污染范围小;当泄漏量大时就形成地表扩散。影响原油污染范围的因素除原油的泄漏量、存留时间及环境温度外,还与泄漏点周围地形地貌、地表覆盖物等因素有关。短期原油泄漏事故造成的土壤影响一般仅限于直接有泄漏原油的区域,且主要对表层0~20cm的土层构成污染。

泄漏原油对土壤理化性质的影响可以用pH值、总盐量、总碱度等三项指标来说明。据已有的试验和监测资料表明,受到原油污染的农田和正常农田土壤中的pH值、总盐量、总碱度无明显的差别,即原油污染对土壤的理化性质的影响不大。但由于石油是粘稠大分子物质,覆盖表土或渗入土壤后,将堵塞土壤孔隙,使土壤板结,通透性变差,从而造成土壤长期处于缺氧还原状态,土壤养分释放慢,不能满足作物生长发育的需要而致其死亡。一般情况下,发生事故而泄漏于地表的原油数量有限,如果处理及时得当,对周围环境影响可得到有效的控制。

二、小结

在正常状态下,油田开发建设对土壤环境污染较轻。虽然油田从源头到末端全方位采取防控措施,避免事故的发生,防止对土壤环境造成污染,但是意外事故情况下对土壤环境污染不可忽视。

参考文献

1 孙清、陆秀君、梁成华;土壤的石油污染研究进展[J];沈阳农业大学学报[J];2002年5期(33)卷;

2 赵修军、赵东力、郑琳、靳卢芳;注水采油对中原油田生态环境的影响分析[J];中国环境管理干部学院学报[J];2007年4期(17)卷;

3 王春明;浅析油田开采过程中的环境影响[J];中国石油和化工标准与质量;2012年13期(33)卷;

[作者简介]:崔志强(1983-),男,水工环高级工程师,硕士研究生,辽宁沈阳人,从事水文地质、工程地质、环境地质、土地整治、土地复垦、地质灾害评估、矿山环境保护与治理恢复等研究。通讯地址:辽宁博昊土地科技发展有限公司 辽宁省沈阳市皇姑区黄河南大街56号A座911室,邮政编码:110032,E-mail:helloawen@hotmail.com