涪陵頁巖氣開發(fā)環(huán)境管理的探索與實踐

梅緒東，金吉中,2，王丹，熊德明，張思蘭

(1.重慶市涪陵頁巖氣環(huán)保研發(fā)與技術服務中心，重慶涪陵 408000； 2. 重慶市涪陵區(qū)生態(tài)環(huán)境局，重慶涪陵 408000)

頁巖氣開發(fā)利用對優(yōu)化我國能源消費結構、緩解燃煤型大氣污染、降低油氣對外依存度具有重要意義。近年來，我國頁巖氣開發(fā)行業(yè)發(fā)展迅猛，建成了涪陵、長寧—威遠、昭通、延長等4個國家級頁巖氣示范區(qū)，實現(xiàn)了儲量和產量的突飛猛進，成為繼北美之外全球第二個實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化開發(fā)頁巖氣的國家[1]。但我國頁巖氣氣藏結構相對復雜，生態(tài)環(huán)境相對脆弱，環(huán)境影響機理不清，環(huán)境保護技術相對滯后，開發(fā)所面臨的環(huán)境問題和社會影響也越來越引起了人們的質疑和擔憂，頁巖氣開發(fā)除可以導致常規(guī)油氣開發(fā)所帶來的環(huán)境風險之外，還可能帶來新的環(huán)境風險和挑戰(zhàn)，環(huán)境問題成為頁巖氣開發(fā)過程中的短板[2-4]。

重慶頁巖氣有利區(qū)域約7.6萬km2，占全市總面積的92.23%，儲藏量約12.75萬億m3，可采儲藏量約2.05萬億m3，居全國第三位[5]。其中，涪陵頁巖氣田已建設成為除北美之外最大的頁巖氣田。頁巖氣開發(fā)作為國內的新領域，尚未出臺相關國家層面的環(huán)保技術標準，環(huán)境監(jiān)管面臨諸多挑戰(zhàn)；基于“先行先試”指導思想，開展涪陵示范區(qū)頁巖氣開發(fā)環(huán)境監(jiān)管研究可為制定全國頁巖氣開發(fā)環(huán)境管理政策提供經驗借鑒。為此，本文通過對涪陵示范區(qū)環(huán)境管理的探索和解剖，總結涪陵頁巖氣環(huán)境管理面臨的挑戰(zhàn)及環(huán)境管理方法，并據(jù)此提出建議，對促進我國頁巖氣產業(yè)健康快速發(fā)展具有非常重要的意義。

1 涪陵頁巖氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀

根據(jù)中石化江漢油田公布的信息，涪陵頁巖氣田位于重慶市東部，區(qū)塊探礦權面積7307.77 km2，包含重慶市南川、武隆、涪陵、豐都、長壽、墊江、忠縣、梁平、萬州等9個區(qū)縣；登記采礦權面積576.188 km2，累計探明頁巖氣地質儲量6008億m3。自2013年啟動產能建設以來，截至2018年12月，氣田累計投產341口井，建成年產能100億m3，生產頁巖氣214.52億m3；累計產能、產銷量持續(xù)位居全國第一。

涪陵頁巖氣田作為我國規(guī)模最大的整裝海相頁巖氣田，在頁巖氣勘探開發(fā)理論創(chuàng)新、技術創(chuàng)新、管理創(chuàng)新等方面取得重大突破，為重慶以及長江經濟帶發(fā)展提供穩(wěn)定可靠的清潔能源，對推動我國頁巖氣產業(yè)發(fā)展、國家天然氣穩(wěn)產保供及地方社會經濟發(fā)展做出了重要貢獻，開啟了我國能源革命的新征程，為全國頁巖氣開發(fā)提供了樣本。

2 環(huán)境管理面臨的挑戰(zhàn)

涪陵頁巖氣田是我國首個進入大規(guī)模商業(yè)化開發(fā)的示范區(qū)，環(huán)境管理程序、污染防治技術、環(huán)境影響預測等方面均沒有現(xiàn)成的依據(jù)和資料供參考，通過對涪陵示范區(qū)環(huán)境監(jiān)管的探索和解剖，發(fā)現(xiàn)其環(huán)境管理面臨諸多挑戰(zhàn)。

2.1 頂層設計有待完善

我國目前還未制定專門針對頁巖氣開發(fā)的環(huán)境保護標準規(guī)范，頁巖氣開發(fā)環(huán)境監(jiān)管主要參照常規(guī)油氣開發(fā)的管控體系和模式，未能全面考慮頁巖氣大規(guī)模鉆井、水平井和水力壓裂導致的比常規(guī)油氣開發(fā)具有更大的水資源消耗、產生更多的污染物及帶來的特殊環(huán)境問題和影響[6]。在國家相關環(huán)保政策、標準規(guī)范空白的情況下，地方環(huán)保部門在日常監(jiān)管中缺少科學合理的依據(jù)，監(jiān)管措施難以有效實施。

2.2 監(jiān)管機制能力有待提高

頁巖氣開發(fā)具有較高的信息壁壘，企業(yè)與政府、公眾間存在嚴重的環(huán)境影響信息不對稱，信息公開機制不完善[7]，環(huán)保監(jiān)管部門掌握的信息遠低于頁巖氣勘探開發(fā)企業(yè)；再加上頁巖氣開發(fā)項目點多、面廣、分散，施工隊伍龐雜，監(jiān)管任務繁重，基層環(huán)保部門監(jiān)管能力不足，無法滿足頁巖氣大規(guī)模開發(fā)環(huán)境監(jiān)管的需要。

2.3 污染治理技術不夠成熟

頁巖氣開發(fā)產生的廢水和鉆井固體廢物量大，特別是采出水和油基巖屑，是頁巖氣開發(fā)污染治理工作的重點和難點。頁巖氣在我們國家剛起步，由于采出水和油基鉆屑的特殊性，其技術可行、經濟合理的處理技術仍處于探索研究階段[8]，給環(huán)境管理造成極大挑戰(zhàn)。同時，由于污染治理技術不成熟，導致了以污染治理技術為依托的污染物控制和排放標準短期內也難以形成。

2.4 環(huán)境影響研究尚需深入

頁巖氣開發(fā)對該區(qū)域地表水環(huán)境、地下水環(huán)境、區(qū)域地質等究竟有何影響、怎么影響以及影響的程度尚無明確定論[9]，環(huán)境影響認識不足，而這些均需要大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)和基礎研究做支撐；現(xiàn)有的手段難以判定開發(fā)區(qū)域內出現(xiàn)的一些環(huán)境問題與頁巖氣勘探開發(fā)有關，群眾的環(huán)境訴求日益增多，這對環(huán)境監(jiān)管和處理群眾投訴造成嚴峻挑戰(zhàn)。

3 涪陵頁巖氣開發(fā)環(huán)境管理方法

針對涪陵頁巖氣開發(fā)項目環(huán)境監(jiān)管面臨的挑戰(zhàn)，涪陵區(qū)生態(tài)環(huán)境局充分借鑒國內外相關政策、科研成果，以環(huán)保技術創(chuàng)新為驅動，以環(huán)境管理體系和技術體系為保障，積極探索環(huán)境監(jiān)管方式，取得了一定成效。

3.1 成立專門科研機構

為服務重慶市頁巖氣產業(yè)發(fā)展，在重慶市生態(tài)環(huán)境局和涪陵區(qū)委、區(qū)政府的支持下，2014年，重慶市涪陵區(qū)生態(tài)環(huán)境局牽頭成立了重慶市涪陵頁巖氣環(huán)保研發(fā)與技術服務中心，為獨立法人科研機構，主要圍繞頁巖氣開采環(huán)境影響、污染防治及清潔生產中的重、難點問題，開展環(huán)境影響及環(huán)保技術基礎研究和應用基礎研究，推進科技成果轉化和先進技術推廣應用，為頁巖氣開發(fā)環(huán)境管理提供技術保障、決策支持和智力支持。

涪陵國家級頁巖氣示范區(qū)作為科學研究和解決問題的試驗田，涪陵頁巖氣環(huán)保研發(fā)中心從成立開始，便著手從三個方面開展工作：一是深入開展涪陵示范區(qū)頁巖氣開發(fā)環(huán)境保護基礎數(shù)據(jù)收集和環(huán)境影響跟蹤調查，全面識別頁巖氣開發(fā)對環(huán)境的影響，已收集了5萬余項基礎數(shù)據(jù)和大量第一手資料，基本摸清了頁巖氣開采行業(yè)污染物產排情況及示范區(qū)生態(tài)環(huán)境情況，為頁巖氣開發(fā)環(huán)境監(jiān)管、環(huán)境問題解決和保護工作提供了數(shù)據(jù)支撐和依據(jù)。二是加快推進污染物處置技術研究與應用，開展了鉆井固廢資源化綜合利用技術研究、廢水循環(huán)利用與達標排放的整體解決方案研究、試氣和返排過程減少碳排放的技術措施研究、淺層防漏新技術研究與應用，可為污染防治技術指南等政策研制提供必要支撐。三是開展頁巖氣開發(fā)環(huán)境監(jiān)管對策研究，探索和創(chuàng)新了頁巖氣開采項目環(huán)境監(jiān)管方法和思路，開展了《重慶市頁巖氣勘探開發(fā)行業(yè)環(huán)境保護指導意見(試行)》的起草及修訂工作，指導和規(guī)范頁巖氣開發(fā)環(huán)境保護工作。

3.2 探索環(huán)境監(jiān)管新模式

(1)建立緊密高效的協(xié)調聯(lián)動機制。充分發(fā)揮涪陵頁巖氣環(huán)保研發(fā)中心的技術支撐作用，與頁巖氣勘探開發(fā)企業(yè)建立了密切高效的協(xié)調聯(lián)動機制，定期組織召開環(huán)保聯(lián)席會，研究解決具體問題；現(xiàn)有法律法規(guī)和標準規(guī)范不能解決的問題，以不污染環(huán)境為目標，通過多方協(xié)商并以會議紀要的形式約束，為示范區(qū)環(huán)保工作的順利推進奠定了良好基礎。

(2)堅持開發(fā)規(guī)劃與規(guī)劃環(huán)評同步開展。在制定頁巖氣區(qū)域開發(fā)規(guī)劃時同步開展規(guī)劃環(huán)境影響評價，結合區(qū)域社會經濟發(fā)展規(guī)劃和環(huán)境承載能力，按照環(huán)境功能區(qū)劃和生態(tài)保護紅線等管理要求，合理確定頁巖氣勘探開發(fā)的限制區(qū)域和禁止區(qū)域，明確頁巖氣開發(fā)的關鍵性制約因素，提出優(yōu)化頁巖氣開發(fā)的布局、規(guī)模、開發(fā)方式、建設時序等建議，合理確定開發(fā)方案，制定環(huán)境影響的對策，落實宏觀管控要求。

(3)堅持項目選址與環(huán)評同步進行。為適應開發(fā)進度需要，建設單位在頁巖氣單體項目選址時同步開展環(huán)境影響評價工作，即在井場選址時，建設單位不僅要考慮資源賦存狀況和經濟成本，而且要充分考慮井場選址的環(huán)境可行性，避開生態(tài)紅線規(guī)定的禁止開發(fā)區(qū)域及其他依法劃定需要特殊保護的環(huán)境敏感區(qū)，并從地層巖性、地貌特征、地質構造條件、裂隙帶分布、井泉出入層位及水位情況等進行充分論證。同時，建立各部門高效聯(lián)動機制，由生態(tài)環(huán)境部門牽頭，會同發(fā)展改革、規(guī)劃與自然資源、水利、交通運輸、安監(jiān)等部門及鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道進行會審，從區(qū)域功能規(guī)劃、行業(yè)規(guī)劃及重大項目的交叉影響角度進行論證，從源頭降低項目建設對環(huán)境的影響。

(4)統(tǒng)籌實施項目環(huán)評管理。結合頁巖氣開發(fā)項目特點，盡可能地從區(qū)塊整體開發(fā)角度開展環(huán)境影響評價，結合開發(fā)區(qū)域水文地質條件和敏感目標，評價分析區(qū)塊的整體環(huán)境承載能力，統(tǒng)籌考慮區(qū)塊內水資源利用及污染物集中治理方案，全面評價區(qū)域開發(fā)的環(huán)境影響和環(huán)境風險，優(yōu)化施工方案，為單個平臺建設提供指導。單個平臺建設項目重點落實污染治理及生態(tài)保護措施。

(5)強化事中事后監(jiān)管工作。建立網格化監(jiān)管體系，在“雙隨機、一公開”監(jiān)管的基礎上，開展常態(tài)化專項檢查，對發(fā)現(xiàn)的違法違規(guī)行為加大懲處力度，形成對企業(yè)有效的約束和監(jiān)督，倒逼企業(yè)嚴格自律， 有效預防和整治了環(huán)境違法行為；同時，督促企業(yè)加強自主監(jiān)督，鼓勵建設單位開展建設期環(huán)境監(jiān)理工作，以協(xié)助和指導建設單位全面落實各項環(huán)境保護措施，確保環(huán)保“三同時”的有效執(zhí)行，并將環(huán)境監(jiān)理報告作為環(huán)境保護驗收的依據(jù)。

4 尚需解決的主要問題與相關建議

涪陵頁巖氣示范區(qū)通過創(chuàng)新一系列舉措來規(guī)范管理頁巖氣開發(fā)，取得了重要進展，推動了頁巖氣產業(yè)發(fā)展[10]。但總的來看，我國頁巖氣開采進展緩慢，除地質條件復雜、核心開采技術與裝備不成熟、開發(fā)成本高等因素約束外[11]，環(huán)境保護也是重要的因素。根據(jù)涪陵頁巖氣田實際，從一線從業(yè)者的角度分析頁巖氣開采行業(yè)環(huán)境保護方面仍需要解決的主要問題，并提出相關建議。

4.1 主要問題

(1)對周邊居民的居住環(huán)境帶來影響。我國開采頁巖氣的有利區(qū)多是人口稠密的丘陵地區(qū)。頁巖氣開采中，靠大量新鉆井增產穩(wěn)產，對地表擾動程度大，并占用大量林地和耕地，植被遭到損壞，造成水土流失，短期內很難得到有效恢復；大量勘探、鉆井一定程度上造成當?shù)乜λ固氐孛矃^(qū)地下水系的破壞和污染，部分地區(qū)出現(xiàn)飲水困難；大量重型機械作業(yè)產生噪聲污染，同時對當?shù)鼗A設施造成破壞，給當?shù)鼐用竦纳a生活帶來影響，易使當?shù)鼐用駥﹂_采產生不滿。

(2)對地下環(huán)境的影響難以管控。頁巖氣開發(fā)排放到地面的污染物及環(huán)境影響，不管是廢水、固廢、廢氣還是噪聲影響，已初步形成了有效的解決方案，通過采取嚴格的環(huán)境管理和切實可行的污染物處理和減排措施，可實現(xiàn)污染物的有效處置利用。但頁巖氣開發(fā)大規(guī)模鉆井、水力壓裂對地下環(huán)境的影響包括地質環(huán)境和地下水環(huán)境影響還處于未知狀態(tài)。目前，還沒有有效的管控技術手段和解決方案，而這方面有老百姓投訴和反映問題，是目前頁巖氣開發(fā)環(huán)境保護工作的難點。

4.2 相關建議

針對以上相關問題，在此提出如下具體建議：

(1)在技術層面，研發(fā)適合中國特點的開發(fā)技術。我國的頁巖氣開發(fā)技術不僅要提高開發(fā)效益、降低開發(fā)成本，而且要充分考慮當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境、生活環(huán)境，開發(fā)技術攻關要充分考慮環(huán)保因素，本著以人為本的原則進行開采設計，減少和避免對當?shù)鼐用裆瞽h(huán)境的影響。要用創(chuàng)新的理念、方法，加強科技攻關，充分考慮工藝裝備先進性、原輔材料清潔性，開展鉆井、壓裂及污染物處理先進技術研究，盡可能地從開發(fā)技術層面來減少地層破壞、地下水污染，降低環(huán)境風險，實現(xiàn)頁巖氣行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

(2)在管理層面，制定高標準、嚴要求的管理辦法。在巖氣開發(fā)示范區(qū)持續(xù)深入開展基礎生態(tài)調查和長期跟蹤監(jiān)測，為環(huán)境監(jiān)管提供數(shù)據(jù)基礎；國家層面加強頁巖氣等非常規(guī)油氣環(huán)境監(jiān)管頂層設計，研究出臺相關技術政策，完善頁巖氣開采整個過程環(huán)評監(jiān)管體系，聚焦環(huán)境影響特征問題，突出重點工藝過程和重點環(huán)境要素管控，加強頁巖氣開采中的地下水環(huán)境保護和監(jiān)測工作，深入開展頁巖氣勘探開發(fā)地下水環(huán)境影響研究，明確采出水排放及油基鉆屑的管理要求。