钻井井场建设选址原则及工作程序

刘国发

(中国石化西南油气田，四川成都 610016)

0 引言

石油钻井钻前工程是石油勘探开发中最重要的一项土建工程，也是钻井工艺和建筑工程相结合的复合型工程。由于该工程自身的特殊性，除了要遵循建筑行业规范和管理程序外，还必须执行石油行业技术规程［1］，如果由于前期选址、灾害评估及隐患治理不到位，轻者影响钻井安全生产，重者导致井场报废和人民生命财产受到严重威胁，建立西南油气田井场选址、灾害隐患治理及井场建设规范化体系，完善钻前工程建设管理，最大限度降低井场建设风险和施工成本，促进勘探开发钻井的安全实施有着重要意义。

1 钻前工程井场选址规划原则

井场工程选址，除了受社会经济条件因素影响外，井场地貌条件、岩土体条件、构造条件及其他环境地质问题是进行井场选址的必选条件，其选址的正确与否决定工程建设的技术经济效果乃至工程建设的成败，是工程建设在工程技术方面较为关键的工作。

1.1 地下为主、地面为辅的原则

钻前工程地址的选择，首先应满足地下地质目标的要求，当井位的地理条件难以满足施工要求时，要在地下地质目标允许的地面范围内移动井口位置。同时要考虑井场大小满足钻井及附属设备的摆放，水源条件或供水能力，返排液的排放和处理条件，周边井及丛式井平台布局方式等等。

1.2 安全第一、环保优先的原则

钻前工程选址体现“安全第一、环保优先”的原则。井位选址应综合考虑周边人口和永久性设施、水源性质、地理地质特点、季风方向等，确保安全距离满足应急需要。矿区选址应对矿井坑道分布、走向、长度和深度等进行勘察。井场应避开滑坡、泥石流、洪水淹没区等不良地质地段。应避开地下线缆、管线等埋设物。

1.3 方案优化、降本增效的原则

钻前工程井场选址，应在满足地下地质目标的地面范围内，作多点比选;井场布局、公路线路选择应进行多方案比较，选优舍劣，达到控制工作量、降低钻前工程造价和降本增效，从而提高钻井系列工程投资效益的目的［3］。

2 钻前工程选址要求

1)在井位勘定工作前，地质研究人员应在1∶10 000(山区或1∶50 000)地形图或高清晰的googie地图上进行室内井位和线路初选;对于山区井在图上初看钻前工作量大，或估计工程难度大的井位，应先期开展井位踏勘工作，在踏勘基础上协同地质、钻前、测绘、安全和造价等专业或管理部门人员参加进行井位勘定［2］。2)钻前工程进场道路选址，应在满足地下地质目标实现和利于钻井工程顺利实施的前提下，应尽量选择现有公路或乡村公路，进场线路选择应尽量避免穿越河道、深沟和农田，公路轴线应尽量沿地形等高线布置。3)井场规划应注意的环境地质问题。在选址阶段论证，已经认为适宜或较适宜井场建设的场地，仍然还会不同程度地存在着一些地质灾害敏感地段。为了防止井场建设过程中在上述地段遭受或诱发地质灾害，应主动避开地质灾害敏感地段。当不得不利用地质灾害敏感地段进行井场建设时，必须严格限制岩土工程活动对地质环境的扰动，甚至需要有针对性地设置地质灾害防治工程。4)在钻前工程选址初步完成后，对于没有进行地质灾害评价、环境评价的区域，首先要开展地质灾害评价、环境评价，若选址处于采煤、采卤等矿井区域，还应开展对矿井及其坑道分布、走向、长度和深度等进行勘察。在地质灾害评价、环境评价后没有危害的情况下，提交工程地质勘查。

3 钻前工程地质勘查要求

3.1 钻前工程地质勘查目的任务

1)查明场地地层结构、性质、均匀性及各土层的分布，并对各土层物理力学性质、承载力及变形特征作出评价;2)查明场地内不良地质作用，并对场地的稳定性作出评价;3)对地基基础方案进行分析论证，提出地基基础方案建议;4)对可能存在的岩土工程风险进行评价，并提出防治建议方案。

3.2 工程地质勘察方法

1)采用场地周边地面地质调查(地形、岩石露头、环境等)与探孔鉴别相结合的方法。2)钻孔采样鉴别为主要勘察手段。对于地形平坦、岩层露头好、岩层埋藏浅、岩层稳定的钻前工程，可采用挖掘和圆锥动力触探方法勘察。

3.3 钻前工程地质勘察勘探点布置

工程地质勘察基本勘探点应布于各类基础的外框线、转角点及交叉点处。基本勘探点布置要求是:

1)井架基础4个～6个点;2)泥浆泵基础1个～2个点;3)循环系统基础2个～3个点;4)废水、岩屑池3个～6个点;5)高大挡土墙基础，每20 m～30 m一个点;6)桥梁的每个墩台中心1个点。

经基本勘察点勘察后，现场地质情况仍不确定时，应补充加密勘探点。

3.4 钻前工程地质勘察钻孔勘探基本要求

1)工程地质勘察钻孔取芯直径应不小于5 cm;2)对于控制孔钻孔深度应进入基岩3 m～5 m，一般钻孔应进入预计基岩以下

1 m～2 m。

3.5 钻前工程地质勘察样品试验有关要求

1)工程地质勘察应据场地土层厚度及土(石)分布情况选取土和岩石样品作室内试验。2)土的室内试验应提出的主要物理力学指标:含水率、液限、塑限、液性指数、塑性指数、容重、内摩擦角、内聚力指标。3)岩石的室内试验应提出的主要物理力学指标:岩石的含水率、容重及抗压强度。对于桩基础还应提供桩的极限侧阻力和极限端阻力。

3.6 钻前工程地质勘察成果报告有关要求

《钻前工程地质勘察报告》应包括以下主要内容:

1)勘察任务的由来、工程概况、勘察目的、勘察依据及勘察工作量;2)拟建工程所在地地理位置、地形地貌、水文地质、工程地质条件;3)勘察方案和土(石)性质指标的分析选用及技术说明;4)对场地稳定性、工程适宜性和拟建构筑物地基稳定性、土(岩)均匀性、承载力做出评价;5)预测环境变化和施工过程中可能出现的工程地质风险，并提出相应的防止措施及施工方法的建议;6)各类基础建议方案;7)勘察结论及建议;8)附图、附表:勘察点平面布置图、钻孔地质柱状图、工程地质剖面图、勘探点工作量表、原位测试成果数理统计表和样品试验成果表等［4］。

3.7 钻前工程测绘

1)钻前工程井场测量范围应不小于井口周围100 m(或地貌突变转折点);公路测量范围应不小于公路中线两侧10 m(或地貌突变转折点)。2)在测量设计过程中，测设单位应加强与地勘、地灾评估、环境评估单位沟通，响应地勘、地灾评估、环境评估的评价和提示，充分利用地勘、地灾、环境评估的评价与提示，及时调整井场布局和公路走向，优化布局，做出相应的防护措施。

4 地质灾害评估

1)当拟选井位点所在场地的环境地质条件复杂、存在潜在地质灾害影响或不能很好满足相关安全环保等要求时，建设单位根据已收集基本资料和掌握情况进行论证，并初步评价井场建设的技术经济性，决定是否利用或放弃本井位。2)若所选井位位于地质灾害高风险区或存在其他不利条件，应按有关规定对井场及营地区域开展地质灾害危险性评估，根据评估结果评价本井位建设方案的适宜性和经济效果，决定进行地质灾害治理或放弃该井位。3)地质灾害危险性评估，必须对井场工程遭受地质灾害的可能性和该工程建设中、建成投入使用后引发的地质灾害的可能性做出评价，提出具体的预防治理措施。4)地质灾害危险性评估成果，应按照有关规定组织专家审查。5)地质灾害危险性评估工作应委托具有甲级资质的专业地质灾害评估机构实施。

5 井场选址工作流程

井场选址主要目的在于规避地质灾害风险对井场建设造成的威胁和优化井场布局降低井场建设成本，在整个过程中应遵循以下主要工作流程:

1)开展灾前评估(井场选址阶段)，是对一个地区或一个潜在的地质灾害事件的危险程度和可能造成的破坏损失程度的预测性评价。它的目的除了为减灾决策和防治工程提供依据外，还可以对井场选址规划提供参考依据［5］。2)灾前评估按工作精细级别分为区域评估、面评估和点评估，各种类型灾情评估的基本内容为危险性评价、易损性评价、破坏损失评价、防治工程评价，但各个级别评估内容在精细程度上又有所不同。这些结合在一起，构成了立体的地质灾害灾情评估体系，它反映了地质灾害灾情评估的总体构成。3)区域评估主要依据国土资源部门在地质灾害详查过程中所进行的灾害区域划分图，根据井场坐标位置投影初步确定井场区所属地段地质灾害危险性，这里的危险性主要是该区域的地形地貌、地质条件、地层岩性、地质构造等判定灾害发育机率。4)面评估在区域评估的基础上进一步缩小评估范围，从井场建设角度讲，具体到油气勘探开发区块，区块范围的划分也决定了在整个油气勘探开发过程中遭遇地质灾害风险的可能性，同时具体的区块、地层岩性、地质构造等也基本决定了油气区块内地质灾害发育的类型。5)点评估在面评估的基础上具体到各油气井井场，由于具有特定的地形地貌、地层岩性、地质构造等，井场进行特定的风险评估工作，包括井场区地质灾害风险性评价、易发程度评价以及井场建设的适宜性分区。6)根据点评估结论进行下一步工作流程:a.点评估结论存在地质灾害风险，在遵循地下为主原则的基础上考虑是否采取避让地质灾害措施，如无法避让则进行地质灾害的勘查、治理工作，根据治理工程的难易程度最终确定是否弃井。b.点评估结论不存在地质灾害风险，通过优化井场布局、开展工程地质测绘、勘查，最终以最小工程量完成井场建设。

6 结语

1)井场选址在整个钻前工程实施过程中最为关键，选址论证恰当可以降低井场建设风险与钻前工程投资。2)井场选址过程中应当充分注意环境地质问题，尤其是场区地质灾害发育程度，开展地质灾害评估是必要的。3)井场工程地质勘查、测绘是为评估、后期设计提供依据，勘查测绘技术要求应满足土建专业相关规范要求。4)地质灾害危险性评估工作应委托具有甲级资质的专业地质灾害评估机构实施，在地质灾害评估的基础上，针对地质灾害易发区应尽量采取避让措施。5)井场选址工作流程:灾前评估→区域评估→面评估→点评估→地质灾害避让或地质灾害治理→井场优化布局→工程地质测绘、勘查。

［1］王优龙.石油工程减灾问答100例［M］.北京:石油工业出版社，1993.

［2］汤文良.钻前土建工程基本知识［M］.北京:石油工业出版社，2002:7.

［3］李明义.油气田工程技术文集［M］.北京:石油工业出版社，2001.

［4］GB 50021-2002，岩土工程勘察规范［S］.

［5］金晓媚，刘金韬.地质灾害灾情评估系统［J］.水文地质工程地质，1998(3):30-32.