油田开发环境工程问题分析

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提要：根据洙江口盆地区域海洋地质调查及其它有关资料，本文提出了在南海油田开发中应重视的几个问题，包括工程地质因素；水文气象因素；地裳、火山活动和断裂；以及海洋污柒生物因素。

关键词：南海，油田开发，工程地质

北部湾盆地涠1〇3油田率先投产，揭开了南海北部大陆架油气勘探史上新的一页。目前，在珠江口盆地、北部湾盆地、莺歌海盆地已发现了流花11－1、涠6－1、崖13－1、惠州－21－1、西江24－3－2等相当规模的含油气构造和油气富集相带，现正做开发前的各种准备工作，特别是1988年开始的第三轮对外招标，必将加快南海油气开发的步伐。为此，油气开发中的海洋环境、工程地质条件也愈加引起各有关学者的注意。在研究国内外经验、教训的基础上，针对南海实际进行科学预测，以从宏观上指导未来的油气勘探和开发工作。根据珠江口盆地区域海洋工程地质调査及有关资料，盆地中的油气开发应重视以下几个问题：

一、工程地质因素

是指可能引起工程威胁的灾害地质因素。1、滑坡和潜在的海底滑动：珠江口盆地北缘陆架平坦，底质以砂为主。但是，在5〇、9〇和13〇米水深线位置，陆架有三级明显的坡降倾斜。浅层ISO米以上的沉积物以细粒为主，至少有3—4层粉砂质粘土、粘土层，在内陆架是湖湾相沉积，在外陆架为三角洲相软的粘土夹层，且是被晚更新世末的河流搬运堆积在陆架转折带的斜坡上，似有蠕变滑动趋势。实验证明，在某些边坡位置，软的粘土层含水量高，孔隙率大，塑性指数近于1，内聚力和内摩擦角小，压缩模量小，在重力和其它外力共同作用下，可以引起滑坡，牵引海底移动。此外，在东沙隆起卫滩周围，已经发现有杂乱堆积的滑坡块体。滑坡构成不稳定的采集现场，对一个油气富集区来讲，是十分不利的，尤其对于某些永久性的工程设施，如采油平台、长距离的输油管道是致命的威胁＾2、井喷和浅层气：据悉，在南海大陆架大部分地区存在一浅层高压气槽，在钻井中会发生重大的井喷事故，造成平台倾覆、机毁人亡。在北部湾盆地中，曾经钻遇浅层气，几口油井气喷，造成机塌井废，或因遇气层被迫中途停钻，损失巨大。珠江口盆地也有数口探井，在钻进时受气层威胁。区域调查表明，珠江口盆地中浅层气普见。一种是浅层含气沉积物，通常气以分散状存在于海底5〇米左右的层间。另一种是深层运移气，在断层附近1000米左右的深度聚集。浅层气除了使沉积物中孔隙水压力増加，结构疏松，造成局部沉陷外，还具有高压溢喷的特点，往往引起强烈井喷，世界上因此造成的重大失误，比例高达25够。3、埋藏古河道：珠江口盆地中的珠一坳陷已经发现三个含油气构造，並在三个不同的构造带上。其中惠州凹陷和西江凹陷之间，集中了西江24－3、西江24－1、西江231、惠州271、惠州21－1、惠州331等六个汕田；在惠州凹陷南部和东沙隆起西南部有流花11－1油田为首的一系列珊瑚礁油田，还是一个令人瞩目的油气富集区。值得重视的是，上述两个有利地带，在其浅层发现有广布的晚更新世末埋藏古河道，范围达多平方公里，潜伏于海底以下25米左右，河床对下覆地层严重切割侵蚀，上覆全新世海相水平层。古河道沉积上、下界面均为不整合，曾遭到地史上暴露风化或海水进浸淘洗，物质结构疏松，是天然的滑动面，不利．于上覆筑构的稳定性。河道充填的粗碎屑，孔隙度大、层间水循环快，渗透性强，在地层中长期冲蚀淋滤，在上覆载荷下，极易造成局部塌陷。河道纵向切割深度可达5—3〇米，横向上可以是某种砂体或漫滩沼泽泥，在近距离内力学支撑、抗剪强度差别甚远，会因插桩锚地造成倾斜、不平衡。因此对于钻井平台、采油平台那样的庞然大物，本身自重和运转中的机械振动这样的基础条件，在工程设计中要认真对付。

二、水文气象因素

有人用“恶劣复杂、难以捉摸”概括了南海水文气象的实际。“格洛玛．爪眭海”号钻井船受台风袭击，在北部湾沉没的严酷事实，也从某个侧面反映了在南海油田开发中将面临的自然灾害》近5〇年统计数字表明，每年平均进入南海的西太平洋台风和南海生成的台风有10—15次，风力大于11级的有7—8次。除2月份外，台风基本上全年盛行，从5、6月份开始，逐渐次数増多，风力增强，最大强度集中在7、8、9、1〇月份，又以8—9月份最频，达36吻，危害也最大。每年有一半以上的台风在东经11〇°—120°间的南海北部登陆，严重威胁毗邻珠江口盆地的近岸一带。此外，还有频繁出现的“热带低压”，其活动中心、移动路线、扩展区域、影响程度没有规律，引起的强风、阵风随时危及市海北部，特别是在反厄尔尼诺年，台风更多、风力更猛，其危害性不容忽视。海流、波浪、潮汐也是常见的自然灾害。海流受毗邻海洋环流的强烈影响，且主要随季节变化，与东北季风、西南季风关系密切。在平静气候条件下，往往还有高能强水流从洋盆进入珠江口盆地的浅水区，在陆架边缘常有强流、涡流回荡。盆地范围内，波浪高度可达3一4米、长度大于50公里，极端条件下尚未见报道。沿岸水域以全日潮为主，潮差达2—3米，远离岸外，以混合潮为主，潮差小于2米。台风、波浪和潮汐海流，导致海底液化推移，形成冲刷或堆积，加剧了海底的不稳定性，它们还直接撞击海上设备，造成灾害性破坏。

三、地震、火山活动和断裂

南海位处欧亚、印度洋、太平洋三大板块的交汇点，又被华南沿海火山岩带和台湾－菲律宾、印度尼西亚岛弧火山岩带包围，在南海北部，还有陆壳、过渡壳和洋壳等地壳性质的不同，地震、火山活动和断裂互相伴生、诱发，其活动之复杂、激烈、活跃、特殊，非其它地区可比拟？新生代南海扩张、雷琼－澎湖第四纪玄武岩喷溢、西沙髙尖石火山活动、北部陆坡高达3．92个热流单位的热流值，都为南海北部油田的开发从相对活动性较强方面增加了困难。据历史记载，南海北部，尤其是滨岸陆缘，以及珠江口内，是一强地震活动带，M＞4．5级的地震奋数百次之多，也曾多次发生过7—8级的大震，震中多与本区最为发育的北北东、北东东、北西几组张性断裂有关，孕育最多的是几组断裂的交汇点。目前人们已不满足于普通的地震监测，为了工程的需要，纷纷开展地震的参数计算研究，从震波振幅、持续时间、振动周期、能量等方面区分地震的活动性，以求得在不同工程使用年限内，地震动值越过某一概率带来的危险估计，这在未来南海油田的开发中是完全必须的。地震、火山活动均可使断层重新活动、引起浅层和海底断裂、崩塌、改变工程环境，导致上覆建筑物倾斜、移动、倒塌，以至沉没。

四、海洋污染、海洋污损生物因素

世界海洋油气开发，一方面解决了能源问题，而另一方面由于油气的泄漏，又污染海洋，严重破坏生态平衡，不断带给人们厄运，如鱼类水产死亡、渔场关闭、经济萧条。因此在未来南海油田的开发中，既要高速度、又要充分发挥技术优势，把可能的环境污染降到最低程度。不论是油轮、管道输送、还是钻井，采油过程中都要严防油气泄漏、漂移，也要防止垃圾废物无限制地沾污干净的海洋。对于海洋污损生物的重视，人们已经和工程筑构的持久性结合起来了，甚至把它与水中金属部件的防腐防锈等价齐观？特别是南海为亚热带－温带水域，温度、盐度合适，利于某些污损生物生长，它们对于船体和其它构件的附着，会增加负载，影响工程定期检查，对于潜水作业十分不利。

作者：寇养琦 单位：第二海洋地质调查大队海工队