重慶地區(qū)頁巖氣開發(fā)規(guī)劃環(huán)評探析

付永川，楊海蓉，錢煒，吳飚

(1.重慶市環(huán)境科學(xué)研究院，重慶 401147；2.重慶市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，重慶 401147)

重慶地區(qū)頁巖氣開發(fā)規(guī)劃環(huán)評探析

付永川1，楊海蓉2，錢煒1，吳飚1

(1.重慶市環(huán)境科學(xué)研究院，重慶 401147；2.重慶市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，重慶 401147)

結(jié)合頁巖氣開采的環(huán)境污染特點(diǎn)、當(dāng)前重慶地區(qū)頁巖氣開采存在的主要環(huán)境問題、頁巖氣規(guī)劃環(huán)評現(xiàn)狀及面臨的主要問題，對頁巖氣開發(fā)規(guī)劃環(huán)評關(guān)注的重點(diǎn)進(jìn)行了分析探討，建議按自然地理單元開展頁巖氣開發(fā)規(guī)劃環(huán)評，并加強(qiáng)對現(xiàn)有采區(qū)的環(huán)境影響研究，盡快制定頁巖氣開發(fā)環(huán)評技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。

頁巖氣；重慶；規(guī)劃環(huán)評

2014年3月，涪陵頁巖氣田進(jìn)入商業(yè)開發(fā)階段，重慶地區(qū)成為我國首個(gè)實(shí)施頁巖氣大規(guī)模商業(yè)開發(fā)的區(qū)域。2015年3月，重慶市發(fā)布了《重慶市頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2015—2020年)》，標(biāo)志著新一輪頁巖氣勘探開發(fā)的展開。根據(jù)《環(huán)境影響評價(jià)法》和《規(guī)劃環(huán)境影響評價(jià)條例》，對自然資源開發(fā)的專項(xiàng)規(guī)劃應(yīng)當(dāng)進(jìn)行環(huán)境影響評價(jià)。本文重在對重慶地區(qū)的頁巖氣開發(fā)規(guī)劃環(huán)評進(jìn)行探析，以指導(dǎo)后續(xù)勘探開發(fā)。

1 重慶地區(qū)頁巖氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀

根據(jù)重慶市國土房管局公布的信息，截至2016年12月，全市頁巖氣井共投產(chǎn)240口，探明地質(zhì)儲量3805.98億m3，建成年產(chǎn)能68億m3，累計(jì)產(chǎn)氣90.16億m3。其中，2016年1—11月新投產(chǎn)53口，新建年產(chǎn)能17.3億m3，產(chǎn)氣45.59億m3。全市產(chǎn)氣重點(diǎn)區(qū)域集中在涪陵頁巖氣田，該氣田是中國首個(gè)大型頁巖氣田，是全球北美地區(qū)以外第一個(gè)進(jìn)行商業(yè)開采的大型頁巖氣田，含氣面積為383.54 km2。

根據(jù)《重慶市頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2015—2020年)》，計(jì)劃到2017年頁巖氣產(chǎn)能、產(chǎn)量分別達(dá)到150億m3和100億m3，到2020年，頁巖氣產(chǎn)能和產(chǎn)量分別達(dá)到300億m3和200億m3，共投產(chǎn)690口井，鉆井50～70口，建成井工廠平臺12～18個(gè)，涉及除重慶都市功能核心區(qū)、都市功能拓展區(qū)外的絕大部分區(qū)縣，重點(diǎn)地區(qū)包括涪陵、彭水等地。目前，中石化、中石油等公司在各自礦權(quán)區(qū)塊正在或即將開展新一輪的勘探開采。

2 頁巖氣勘探開發(fā)環(huán)境影響特點(diǎn)

2.1 頁巖氣開發(fā)主要環(huán)境影響因素

頁巖氣勘探開發(fā)包括鉆前工程、鉆井工程和采輸工程，各階段對環(huán)境的影響不盡相同。頁巖氣開發(fā)存在的主要環(huán)境影響因素，如表1所示。

2.2 生態(tài)保護(hù)紅線對開采具有一定制約性

重慶生態(tài)環(huán)境敏感性區(qū)域主要包括特殊生態(tài)功能區(qū)、生境敏感區(qū)、石漠化敏感區(qū)、土壤侵蝕敏感區(qū)、生物多樣性關(guān)鍵區(qū)。按照《重慶市生態(tài)保護(hù)紅線劃定方案》，重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)(包括水源涵養(yǎng)區(qū)、水土保持區(qū)、生物多樣性維護(hù)區(qū))、生態(tài)敏感區(qū)(包括水土流失敏感區(qū)、石漠化敏感區(qū))、禁止開發(fā)區(qū)(包括飲用水水源保護(hù)區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、自然文化遺產(chǎn)地、濕地公園、森林公園、風(fēng)景名勝區(qū)、地質(zhì)公園)及其他區(qū)域(包括四山禁建區(qū)、三峽水庫消落區(qū)、生態(tài)公益林地等)均屬生態(tài)保護(hù)紅線，全市共劃定生態(tài)保護(hù)紅線30 790.9 km2，占全市總面積的37.3%，主要分布在渝東北生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)展區(qū)和渝東南生態(tài)保護(hù)發(fā)展區(qū)。

表1 頁巖氣勘探開發(fā)環(huán)境影響主要因素

重慶頁巖氣潛在開發(fā)區(qū)與上述敏感區(qū)在空間上均存在不同程度的重疊[1]，尤其是宣漢-巫溪、涪陵、黔江等區(qū)塊。因此，頁巖氣勘探開發(fā)井場選擇受到一定制約，容易發(fā)生占用自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、世界文化和自然遺產(chǎn)地、飲用水水源保護(hù)區(qū)、森林公園、地質(zhì)公園、重要濕地、城市規(guī)劃區(qū)以及其他生態(tài)保護(hù)紅線范圍內(nèi)的生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)的現(xiàn)象。

2.3 頁巖氣開發(fā)引發(fā)的資源環(huán)境問題不容忽視

頁巖氣勘探開發(fā)的環(huán)境制約因素主要有生態(tài)環(huán)境影響、水資源制約、地下水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)及由于污染防治措施尚待完善而產(chǎn)生的環(huán)境污染等。

生態(tài)環(huán)境影響主要表現(xiàn)為工程占地對生態(tài)的破壞，預(yù)計(jì)到2035年，重慶頁巖氣開發(fā)工程永久占地和臨時(shí)占地面積分別為15.95 km2和68.45 km2，總計(jì)84.40 km2[2]。這些分散的井場占地主要涉及林地和耕地，一定程度上造成生境破碎化，加深當(dāng)?shù)氐娜说孛?，影響糧食生產(chǎn)，也增加了新的水土流失。

水資源是頁巖氣開發(fā)最主要的資源制約因素。重慶地區(qū)頁巖氣單井壓裂耗水量在20 000～40 000 m3。水力壓裂作業(yè)的時(shí)間一般較短，分段壓裂中，2～3個(gè)壓裂層段一般在一天之內(nèi)就可完成，多段水力壓裂一般在一周內(nèi)可以完工，短期內(nèi)如此高強(qiáng)度的用水量加劇了局部地區(qū)一定時(shí)段內(nèi)的水資源不足矛盾。

重慶地區(qū)巖溶地貌分布廣泛，增加了地下水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。巖溶地區(qū)水環(huán)境系統(tǒng)具有地上、地下雙層空間結(jié)構(gòu)，地表水與地下水轉(zhuǎn)化頻繁，地下水空間分布不均，呈現(xiàn)管道化、水系化、易污染的特征，因此，對于頁巖氣開采鉆井廢水泄漏、壓裂返排液回注對地下水污染的預(yù)防與控制難度大，易發(fā)生地下水污染的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)調(diào)查[3]，涪陵焦石壩地區(qū)壓裂廢水返排率只有5%，95%的壓裂液滯留在地層中，這些漏失的鉆井液成分復(fù)雜，可能通過裂縫滲透到地下水層或隨雨季到來外溢，污染水環(huán)境。

頁巖氣勘探開采產(chǎn)生的壓裂返排液多采用直接或簡單預(yù)處理后回用于水力壓裂，也有依托當(dāng)?shù)匚鬯幚碓O(shè)施進(jìn)行處理或自行處理。返排液長期露天儲存無法避免細(xì)菌生長，發(fā)黑發(fā)臭，壓入頁巖氣地層時(shí)，缺氧環(huán)境和高溫條件都能加速細(xì)菌繁殖；二價(jià)陽離子易形成碳酸鹽或硫酸鹽沉淀，影響水力壓裂效果，降低產(chǎn)氣量。壓裂返排液中，以NaCl為主要成分的溶解性總固體(TDS)含量高，頁巖氣開采區(qū)域現(xiàn)有污水處理設(shè)施普遍采用生化處理工藝，對此類高濃度含鹽廢水難以有效處理。

3 頁巖氣開發(fā)規(guī)劃環(huán)評分析重點(diǎn)

論證規(guī)劃方案的環(huán)境合理性，識別不適宜開展鉆井的區(qū)域，優(yōu)化規(guī)劃方案，為規(guī)劃和環(huán)境管理提供決策依據(jù)，為下一步項(xiàng)目環(huán)評的順利開展和簡化創(chuàng)造條件是頁巖氣開發(fā)規(guī)劃環(huán)評的工作目標(biāo)。結(jié)合上述目標(biāo)和重慶市頁巖氣開采的環(huán)境影響特點(diǎn)，合理確定頁巖氣勘探開發(fā)規(guī)劃環(huán)評分析重點(diǎn)十分必要。

3.1 規(guī)劃方案協(xié)調(diào)性分析

結(jié)合重慶市五大功能區(qū)定位、生態(tài)保護(hù)紅線劃定范圍，重點(diǎn)分析頁巖氣勘探開發(fā)規(guī)劃方案的合理性。頁巖氣的勘探開發(fā)區(qū)域應(yīng)符合城鄉(xiāng)規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和生態(tài)環(huán)境功能區(qū)劃。利用3S技術(shù)，采用空間疊圖等方法，明確頁巖氣規(guī)劃方案中不符合法律法規(guī)約束性條件的部分，并結(jié)合生態(tài)保護(hù)紅線、區(qū)域資源環(huán)境特征、主體功能區(qū)規(guī)劃等要求，提出規(guī)劃方案的優(yōu)化建議，對位于生態(tài)保護(hù)紅線范圍內(nèi)的勘探開發(fā)布局采取避讓措施。

3.2 水資源承載力分析

水資源承載力應(yīng)作為頁巖氣開發(fā)的重點(diǎn)分析內(nèi)容。游聲剛等[4]利用美國Marcellus頁巖氣田單井耗水量15 000 m3的標(biāo)準(zhǔn)，對重慶非油公司正在進(jìn)行頁巖氣勘探作業(yè)的秀山區(qū)塊、酉陽區(qū)塊、城口區(qū)塊、黔江區(qū)塊的水資源消耗量進(jìn)行了估算，頁巖氣開發(fā)用水量占區(qū)域總用水量的比例在19.69%～37.11%，重慶地區(qū)實(shí)際耗水量可能更大。在規(guī)劃環(huán)評中，以水資源利用所在流域?yàn)閱挝婚_展評價(jià)可科學(xué)反映頁巖氣開發(fā)對流域水資源的影響程度，通過調(diào)查流域內(nèi)水資源總量、時(shí)空分布及開發(fā)利用強(qiáng)度，如生活用水、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水、生態(tài)環(huán)境用水等現(xiàn)狀及規(guī)劃用水情況，對比流域內(nèi)可利用水資源量余量與頁巖氣開發(fā)需要消耗的水資源量，可有針對性地提出頁巖氣開發(fā)水資源減緩措施，如優(yōu)化頁巖氣井規(guī)劃布局、開發(fā)時(shí)限、開發(fā)方式，或優(yōu)化水資源配置，調(diào)整壓裂時(shí)間避開河流枯水期或當(dāng)?shù)赜盟叻迤诘取?/p>

3.3 環(huán)境影響與環(huán)保措施分析

頁巖氣規(guī)劃環(huán)境影響宜按環(huán)境要素分別進(jìn)行預(yù)測分析，突出累積性、長期性、綜合性影響評價(jià)。根據(jù)目前頁巖氣開發(fā)環(huán)境影響研究成果，對生態(tài)、水、大氣環(huán)境的影響分析是頁巖氣開發(fā)規(guī)劃環(huán)評的重點(diǎn)。

(1)生態(tài)環(huán)境影響及保護(hù)修復(fù)措施。生態(tài)環(huán)境的影響分析主要關(guān)注以自然地理為單元的流域或區(qū)域的景觀生態(tài)分析，注重生境破碎化和生態(tài)完整性，若占用耕地，則需關(guān)注對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。以涪陵頁巖氣田為例，涪陵頁巖氣田焦石壩一期工程規(guī)劃面積262.8 km2，共布置235口井，總占用旱地164.64 hm2，占用林地59.318 hm2，其他用地19.56 hm2；在旱地中有基本農(nóng)田85.784 hm2，永久占用基本農(nóng)田達(dá)18.73 hm2，預(yù)計(jì)每年造成的糧食生產(chǎn)損失360.5 t[5]。因此，在井位選擇時(shí)應(yīng)充分考慮生態(tài)環(huán)境保護(hù)，優(yōu)先選擇生態(tài)不敏感的地點(diǎn)，盡量減少占用耕地，禁止占用基本農(nóng)田，減緩人地矛盾。

(2)水環(huán)境影響分析及減緩措施。頁巖氣開發(fā)的水環(huán)境影響包括地表水環(huán)境影響和地下水環(huán)境影響。地表水的環(huán)境影響主要是由開發(fā)產(chǎn)生的各類廢水排放引起。鑒于壓裂返排液具有TDS和鹽分含量高、成分復(fù)雜、不易降解、間歇性排放等特點(diǎn)，壓裂返排液的處理方案需作為規(guī)劃環(huán)評的重點(diǎn)之一。在規(guī)劃層面上協(xié)調(diào)各井開發(fā)時(shí)序，最大限度回用各類廢水。由于重慶地區(qū)頁巖氣鉆井區(qū)塊屬巖溶發(fā)育區(qū)，水力壓裂過程中易發(fā)生污染地表水和地下水現(xiàn)象，而現(xiàn)階段重慶地區(qū)頁巖氣開采對深層地下水影響研究成果尚屬空白，因此，一方面應(yīng)及時(shí)開展頁巖氣開采地下水影響的調(diào)查研究，另一方面通過合理選擇鉆井平臺位置、選擇環(huán)保型鉆井液、加強(qiáng)鉆井段套管保護(hù)和固井措施，減小對地下水特別是淺層地下水的影響。應(yīng)禁止壓裂返排液稀釋排放或回注，盡量減少對地下水造成污染的可能性。

(3)空氣環(huán)境影響分析及減緩措施?？諝馕廴緛碓粗饕獮轫搸r氣泄漏、放噴燃燒廢氣和柴油機(jī)組產(chǎn)生的廢氣。已有研究表明[6-7]頁巖氣開發(fā)行業(yè)存在著甲烷排放顯著的問題。因此，即使現(xiàn)階段規(guī)劃環(huán)評未將氣候變化因素納入評價(jià)指標(biāo)體系，作為溫室氣體排放量較大的行業(yè)，規(guī)劃環(huán)評中將甲烷泄漏及放噴燃燒廢氣排放因素作為評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行適當(dāng)研究探索仍具有重要意義。通過比較頁巖氣開發(fā)排放的CO2當(dāng)量和區(qū)域排放CO2當(dāng)量總量，作為碳減排的決策依據(jù)。頁巖氣開發(fā)利用過程中甲烷泄漏或排放可分為人為泄漏和地質(zhì)構(gòu)造泄漏[8]。因此，為減少溫室氣體排放，可通過選擇恰當(dāng)井位避開不良地質(zhì)地區(qū)，采取工程、管理措施，如改進(jìn)完井工藝，提升裝備質(zhì)量，對含氣返排液進(jìn)行氣液分離，分離后的氣體進(jìn)入管網(wǎng)輸送；改進(jìn)試氣求產(chǎn)階段進(jìn)站測試工藝和流程，減少放噴時(shí)間等。

(4)固體廢物影響分析及處置措施。頁巖氣開采產(chǎn)生的固體廢物主要有鉆井巖屑、廢泥漿、廢油等。頁巖氣規(guī)劃環(huán)評需重點(diǎn)針對含油巖屑、廢油基泥漿的處理方案提出要求，選擇恰當(dāng)?shù)奶幹美梅绞?，如通過當(dāng)?shù)厮嗌a(chǎn)線協(xié)同處置或在以區(qū)縣為單位的開采區(qū)域內(nèi)配套建設(shè)含油巖屑回收利用站，并分析論證處置方案的可靠性。

4 頁巖氣開發(fā)環(huán)評存在問題與建議

截至2016年底，重慶市針對頁巖氣鉆探、試采等項(xiàng)目已審查100余項(xiàng)環(huán)評文件，但尚未開展頁巖氣規(guī)劃環(huán)評。就目前重慶地區(qū)頁巖氣開發(fā)規(guī)劃而言，面臨著規(guī)劃責(zé)任主體不明確、巖溶地貌地區(qū)頁巖氣開發(fā)地下水環(huán)境影響程度認(rèn)識不足、規(guī)劃環(huán)評地下水環(huán)境影響評價(jià)技術(shù)方法和手段尚不完善、頁巖氣開發(fā)溫室氣體排放影響評價(jià)方法、評價(jià)體系缺失、針對頁巖氣開發(fā)行業(yè)的相關(guān)環(huán)境影響評價(jià)技術(shù)規(guī)范、排放標(biāo)準(zhǔn)不完善等問題。針對這些問題，在此提出以下建議：

(1)明確頁巖氣開發(fā)規(guī)劃主體，按自然地理單元開展規(guī)劃環(huán)評。目前，重慶地區(qū)頁巖氣勘探開發(fā)規(guī)劃主要由中石化、中石油等多家頁巖氣勘探開采單位負(fù)責(zé)編制，進(jìn)行規(guī)劃環(huán)評編制時(shí)，同一區(qū)域不同單位各自開展規(guī)劃環(huán)評，不利于從生態(tài)環(huán)境整體性角度反映頁巖氣勘探開發(fā)所產(chǎn)生的環(huán)境影響程度。以流域或區(qū)域自然地理單元開展評價(jià)可更為科學(xué)客觀地反映頁巖氣開發(fā)對當(dāng)?shù)厮Y源、土地資源及環(huán)境質(zhì)量的影響，有利于從總體上優(yōu)化頁巖氣開發(fā)規(guī)劃。建議由地方政府相關(guān)部門與勘探開采單位協(xié)調(diào)，按資源賦存、生態(tài)環(huán)境自然連續(xù)屬性科學(xué)劃分，開展規(guī)劃環(huán)境影響評價(jià)。

(2)加強(qiáng)頁巖氣開采環(huán)境影響研究。頁巖氣在重慶地區(qū)開采時(shí)間較短，特別是針對巖溶地貌地區(qū)頁巖氣開發(fā)對地下水環(huán)境影響程度、范圍等的了解尚不充分；頁巖氣行業(yè)的溫室氣體排放影響尚需深入研究，難以全面、科學(xué)評價(jià)頁巖氣規(guī)劃實(shí)施所帶來的環(huán)境影響。涪陵焦石地區(qū)作為我國頁巖氣首個(gè)商業(yè)化開采區(qū)，具備研究條件，可開展頁巖氣開發(fā)對地下水環(huán)境及生態(tài)環(huán)境影響的長期監(jiān)測。

(3)盡快研究制定頁巖氣開發(fā)環(huán)評技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前，與頁巖氣開發(fā)有關(guān)的環(huán)境保護(hù)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)及環(huán)評技術(shù)規(guī)范尚未形成。針對頁巖氣的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)尚未發(fā)布；《環(huán)境影響評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 陸地石油天然氣開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目》作為頁巖氣開發(fā)環(huán)評的主要參考依據(jù)，未考慮頁巖氣的環(huán)境影響特點(diǎn)，對頁巖氣開發(fā)環(huán)評指導(dǎo)性不足，如未明確地下水評價(jià)技術(shù)、溫室氣體影響評價(jià)方法、標(biāo)準(zhǔn)等。因此，通過對已建頁巖氣井環(huán)境保護(hù)的調(diào)查研究，并結(jié)合行業(yè)特點(diǎn)和重慶地區(qū)地質(zhì)特征，研究制定適合重慶地方環(huán)境特點(diǎn)的頁巖氣開采相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范，如地下水評價(jià)技術(shù)、溫室氣體評價(jià)方法、頁巖氣開采污染控制標(biāo)準(zhǔn)等，對指導(dǎo)即將開展的新一輪頁巖氣開發(fā)規(guī)劃具有十分重要的意義。

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Discussion on Planning Environmental Impact Assessment of Shale Gas Exploration in Chongqing

FU Yong-chuan1, YANG Hai-rong2, QIAN Wei1, WU Biao1

(1.Chongqing Academy of Environmental Science, Chongqing 401147, China; 2.Chongqing Ecological Environment Monitoring Center, Chongqing 401147, China)

Considering the environmental pollution characteristics of shale gas exploration and development, the main environmental problems of shale gas industry, the present situation and critical problems of shale gas planning EIA, and the key points of shale gas planning EIA in Chongqing were discussed in this paper. It was suggested that shale gas planning EIA should be based on geographical units. Other suggestions were also proposed, such as the environmental impact research on existing shale gas exploration area, and the formulation of EIA technical methods and standards on shale gas exploration and development.

shale gas; Chongqing; planning environmental impact assessment

2017-03-20

付永川(1971—)，男，陜西府谷人，高級工程師，主要從事環(huán)境影響評價(jià)及環(huán)境科學(xué)研究，E-mail：447657244@qq.com

10.14068/j.ceia.2017.03.004

X37

A

2095-6444(2017)03-0011-04