張志剛

（大慶油田水務(wù)公司海拉爾分公司，黑龍江大慶163000）

通常情況下，油田地區(qū)的地?zé)豳Y源含量非常豐富，如果可以將這些寶貴的地?zé)崮茉春侠碛行У睦闷饋?，可以讓我國目前碳的排放量大幅降低，有益于我國大氣環(huán)境的改善。此外，在地?zé)犴?xiàng)目工程進(jìn)行建設(shè)和施工時，可以將現(xiàn)有廢棄的礦井有效的利用起來，從而大大減少了工程施工的成本費(fèi)用。可是，因?yàn)橛吞锼哂械乃牡刭|(zhì)特征，會嚴(yán)重影響地?zé)峤ㄔO(shè)工程的實(shí)際施工，因此，在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)及建設(shè)施工時，會對油田地區(qū)的地質(zhì)水文情況進(jìn)行勘探，以確保地?zé)峤ㄔO(shè)工程可以順利進(jìn)行。

1 油田地質(zhì)水文勘探

在油田地?zé)峤ㄔO(shè)工程當(dāng)中，對地質(zhì)水文進(jìn)行勘探是為了進(jìn)一步確定油田區(qū)域范圍是不是富含熱源，一般情況下，根據(jù)地表具體的資源體現(xiàn)，可以辨別地下是否存有熱源，其中最具代表性的是溫泉，因此，在地質(zhì)水文勘探過程中，探究的一個重要內(nèi)容就是查看附近溫泉的具體分布情況。通常在對地質(zhì)水文進(jìn)行勘探的過程中，首先，要對油田區(qū)域內(nèi)地質(zhì)狀況開展調(diào)查，同時根據(jù)勘探結(jié)果繪制出勘探情況地圖，并根據(jù)油田地區(qū)范圍確定制圖比例尺，一般常用的比例尺是（1∶1000）～（1∶10000）。其次，在勘探中需要完成對水文的取樣及測試，在這個過程中，要保證測試儀器符合精準(zhǔn)度的標(biāo)準(zhǔn)要求，標(biāo)準(zhǔn)誤差規(guī)定在0.1℃以下。最后，在勘探中普遍采取物探勘探方法，可以采取四級對稱電測法對熱源的深度進(jìn)行確定。此外，在這個過程當(dāng)中，需要進(jìn)行地下水的分布情況研究。地下水因?yàn)樵獾降叵聰鄬蛹昂从绊?，可通過超聲波技術(shù)對地下水分布和流動情況進(jìn)行探測判斷，將油田區(qū)域內(nèi)所有廢棄的礦井同地下水具體的分布有效關(guān)聯(lián)，給后續(xù)實(shí)際廢棄井的利用奠定基礎(chǔ)。在進(jìn)行地質(zhì)水文勘探時要特別注意的一點(diǎn)是要排除掉太陽的熱量對水溫造成的影響[1]。因此，水體的采樣與測量工作要在夜晚2～3點(diǎn)之間進(jìn)行，同時，還要對地下水補(bǔ)充水源進(jìn)行勘探。

2 地質(zhì)水文勘探的測試與分析

2.1 電測的類型與參數(shù)

地質(zhì)水文勘探普遍使用的方法為測試電阻率法，通常使用的測量儀器是重慶研究所研究制造的WDJD-1直流數(shù)字測試儀。測試儀檢測結(jié)果主要是通過電測曲線反映出電阻率的變化，曲線能夠反映出的類型很多，在忽略不均勻淺部地質(zhì)和地形影響[2]，其曲線的類型可分成三類：KH型、KHK型、K型等，依據(jù)電測的結(jié)果與水質(zhì)的分析，測量區(qū)500m內(nèi)能夠分成5層結(jié)構(gòu)，其特性如表1所示。

表1 電測區(qū)電阻參數(shù)

2.2 地層的電阻率和地下水的礦化度分析

依據(jù)大量的理論依據(jù)以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析研究，地層的電阻率和地下水的礦化度具有冪函數(shù)的關(guān)系，其關(guān)系式如下：

式中：M——地下水的礦化度，g/L；

ρ——地層的電阻率，Ω·m；

a、b——常數(shù)。

根據(jù)公式對某油田地層的電阻率和地下水的礦化度進(jìn)行分析研究，在測試區(qū)設(shè)置5個采樣測試點(diǎn)，通過測試結(jié)果統(tǒng)計(jì)如表2所示。

根據(jù)表2數(shù)據(jù)以及公式（1）進(jìn)行相應(yīng)分析如下：

表2 礦化度與電阻率統(tǒng)計(jì)表

常數(shù)a是29.55，常數(shù)b是-1.024，本區(qū)地層的電阻率和地下水的礦化度通過公式（2）分析為：

本地區(qū)地下水的礦化度M值預(yù)測為14.3～60.8。根據(jù)參數(shù)分析，測試區(qū)的西部地下水主要為淡水[3]。淡水的分布距頂板80m，距底板210m，地層的電阻率為25～35Ω·m，地下水的礦化度是1g/L。其取水段為80～200m，通過取水段探測驗(yàn)證，礦化度均在0.6～0.8g/L之間，符合國家飲用誰標(biāo)準(zhǔn)。

3 油田區(qū)域地?zé)嵯嚓P(guān)工程的設(shè)計(jì)

3.1 熱源運(yùn)行的情況探究

在對油田區(qū)域地?zé)徇M(jìn)行工程施工設(shè)計(jì)時，首先要對熱源運(yùn)行的具體情況加以確定，基本分為熱源的總量及熱水穩(wěn)定性兩部分。因?yàn)榇蟛糠钟吞锒即嬖趶U棄的礦井，利用這些廢棄的礦井做熱源的相關(guān)數(shù)據(jù)探測。在這個過程中，需要對廢棄井進(jìn)行加深和加寬，以便增加井的深度和直徑，然后再對熱井內(nèi)的水溫、油含量以及在單位時間內(nèi)的出水量等信息參數(shù)開展測試，在可以滿足使用熱源條件之后，才能進(jìn)行實(shí)質(zhì)性大規(guī)模的建設(shè)工程。比如，某油田在地?zé)峤ㄔO(shè)工程設(shè)計(jì)時，對某個油田廢棄井鉆探處理之后，需要3d連續(xù)不斷地在礦井200～310m動液面處抽水，采樣抽水時間要求在每天8:00～10:00及20:00～22:00兩個時間段內(nèi)完成，工作人員要在抽水的過程當(dāng)中對水溫進(jìn)行測量，每個采樣抽水的時段要完成6次水溫測試。本次探測第一天的6次采樣水溫分別是20℃、26℃、35℃、42℃、51℃和59℃，當(dāng)日抽水總量達(dá)到170m3，第二天和第三天采樣水溫測試結(jié)果與第一天情況類似[4]。另外，本次還對270～120m動液面水層開展了采樣測試，結(jié)果水溫均超過動液面200～310m水層溫度，只是水體雜質(zhì)含量較高。根據(jù)分析研究各項(xiàng)水體數(shù)據(jù)，結(jié)果可以證實(shí)該熱源溫度符合工業(yè)生產(chǎn)要求，其出水量可以滿足生產(chǎn)，故此，在該區(qū)域可以進(jìn)行油田地?zé)岬墓こ探ㄔO(shè)設(shè)計(jì)。

3.2 探測研究熱源的水質(zhì)

在進(jìn)行地?zé)峁こ淘O(shè)計(jì)時，要對區(qū)域內(nèi)地下的水質(zhì)測試分析，以避免各類機(jī)械設(shè)備因?yàn)樗|(zhì)較差而加速損耗。熱井往往由于深度不同，水質(zhì)的差別也較大。此處仍以上文中的某油田舉例說明，根據(jù)進(jìn)行的水質(zhì)測試表明，處于200～310m動液面時的水質(zhì)要好于270～120m動液面水質(zhì)。探測表明在270～120m的動液面水層抽取第41抽時出砂就開始嚴(yán)重，所出砂石的質(zhì)地表現(xiàn)為粉質(zhì)性細(xì)質(zhì)狀砂巖，而且所出砂礫的直徑較為均勻[5]。并在后續(xù)不斷的抽水當(dāng)中此現(xiàn)象一直存在，能夠判斷此動液面水質(zhì)比較差。同時發(fā)現(xiàn)，該礦井在抽水進(jìn)行到第40抽前的水質(zhì)符合設(shè)備運(yùn)行的需求，而且由于動液面具有較高的水溫，其可利用的價值比較高。因此，在設(shè)計(jì)地?zé)峤ㄔO(shè)工程時，需要設(shè)置合理的監(jiān)測水質(zhì)系統(tǒng)，如果發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)水質(zhì)不符合設(shè)備工作運(yùn)行條件或是可能造成設(shè)備損壞時，要對運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行停工，以防止設(shè)備受損，對設(shè)備進(jìn)行有效的保護(hù)。

3.3 熱井的參數(shù)設(shè)計(jì)

在對熱井進(jìn)行設(shè)計(jì)建設(shè)的過程中，要確保對熱井進(jìn)行合理的布局。熱井基本構(gòu)成分為水泵、泵室、動液面等監(jiān)測類設(shè)備。除此之外，在建設(shè)油田的地?zé)峁こ虝r，可以有效利用廢井進(jìn)行開發(fā)再建設(shè)，油井鉆探深度一般比熱源到地面的深度低，為達(dá)到減少成本的建設(shè)目標(biāo)，可以在原有基礎(chǔ)之上選擇小直徑設(shè)備進(jìn)行鉆探，實(shí)現(xiàn)對礦井的加深，將礦井變節(jié)處通常設(shè)置為泵室，在對熱井的上部進(jìn)行相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)時，要根據(jù)熱水需求量加以設(shè)計(jì)，在這個設(shè)計(jì)過程中要充分考慮到水泵的功率等相關(guān)參數(shù)[6]。以本文例舉的某油田設(shè)計(jì)熱井為例，熱井動液面在270～120m時具有更高的溫度，但要將抽水量保證在控制范圍以內(nèi)，動液面在200～310m時的水質(zhì)比較好，由此，最終的設(shè)計(jì)是將泵室確定在距地面302m的深度位置，水泵和地面的距離深度是232m，其地?zé)岬臐撍脤?shí)際長度為2m。同時，在設(shè)計(jì)該部分時，要進(jìn)行抽水管道的確定，結(jié)合流量及水泵的功率等項(xiàng)因素，最后選擇4號管道，與此同時，還要對地上管道進(jìn)行參數(shù)的設(shè)計(jì)確定，要求結(jié)合實(shí)際進(jìn)行合理、科學(xué)的設(shè)計(jì)建設(shè)。

3.4 監(jiān)測自動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

監(jiān)控自動系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)監(jiān)測功能，其中的一項(xiàng)重要功能是實(shí)現(xiàn)對水泵運(yùn)行系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)測。該系統(tǒng)監(jiān)測的內(nèi)容主要分為兩部分，一是對熱井內(nèi)水面的高度進(jìn)行監(jiān)測，以確保水井液面可以將潛水泵沒過。二是對熱井水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測，可是因?yàn)樗|(zhì)和水體的深度相互關(guān)聯(lián)，需要把兩項(xiàng)監(jiān)測功能結(jié)合進(jìn)行。此外，要想更好地完成地?zé)峤ㄔO(shè)工程施工，在工程中需要創(chuàng)建控制自動系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對井內(nèi)實(shí)際環(huán)境自動監(jiān)測并對系統(tǒng)運(yùn)行加以控制，同時通過設(shè)置在系統(tǒng)中的測量壓力設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對熱井回水的壓力和回灌的壓力進(jìn)行測量，以便對地?zé)峤ㄔO(shè)工程的運(yùn)行狀況進(jìn)行有效的監(jiān)測及控制。

4 結(jié)論

本論文通過對地?zé)峤ㄔO(shè)工程設(shè)計(jì)施工的分析和研究，詳細(xì)闡述在工程設(shè)計(jì)時，要先對地質(zhì)水文進(jìn)行勘探，在勘探時首先要對油田附近范圍進(jìn)行地質(zhì)情況調(diào)查研究，其次要對油田地下的熱源具體情況展開查探，同時要對區(qū)域內(nèi)熱源運(yùn)行的情況加以分析。在進(jìn)行具體工程設(shè)計(jì)時，內(nèi)容主要分為控制自動系統(tǒng)和熱井的參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)兩部分，需要通過熱源地質(zhì)水文勘測數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合理的工程設(shè)計(jì)。