頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)過(guò)程水資源管理及水環(huán)境保護(hù)對(duì)策探討

摘 要：水力壓裂和水平鉆井技術(shù)是頁(yè)巖氣高效經(jīng)濟(jì)開(kāi)采的關(guān)鍵，隨著頁(yè)巖氣大規(guī)模商業(yè)性開(kāi)發(fā)，會(huì)帶來(lái)水資源大量消耗、地表水與地下水污染風(fēng)險(xiǎn)等水環(huán)境問(wèn)題，可能造成頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)區(qū)域內(nèi)水環(huán)境影響。為此，本文系統(tǒng)對(duì)比研究了中國(guó)、美國(guó)、加拿大的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)水資源管理、水環(huán)境保護(hù)、監(jiān)管制度相關(guān)的環(huán)保法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在借鑒北美頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的環(huán)保經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)過(guò)程面臨的水資源管理問(wèn)題，以及國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣企業(yè)在水管理中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分別從取水用水、廢水處置、水污染預(yù)防和控制三個(gè)方向提出水資源管理及水環(huán)境保護(hù)措施建議，目的在于促進(jìn)頁(yè)巖氣企業(yè)規(guī)范水資源保護(hù)措施，改進(jìn)清潔生產(chǎn)工藝、采用先進(jìn)的技術(shù)與設(shè)備、不斷改善管理水平，源頭削減新鮮水消耗，減少處置風(fēng)險(xiǎn)，提高水資源循環(huán)利用效率，最大限度緩解頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)中的用水問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：頁(yè)巖氣，水資源，水環(huán)境，環(huán)境管理，法規(guī)，標(biāo)準(zhǔn)

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.16.016

0 引 言

與傳統(tǒng)天然氣開(kāi)發(fā)相比，水力壓裂和水平鉆井技術(shù)是頁(yè)巖氣高效經(jīng)濟(jì)開(kāi)采的關(guān)鍵，隨著頁(yè)巖氣大規(guī)模商業(yè)性開(kāi)發(fā)，會(huì)帶來(lái)水資源大量消耗、地表水與地下水污染風(fēng)險(xiǎn)等水環(huán)境問(wèn)題，可能造成頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)區(qū)域內(nèi)水環(huán)境影響[1-3]。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)石油天然氣企業(yè)在水資源保護(hù)與管理方面積累大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從水源輸送、返排液的存儲(chǔ)、返排液回用、回注等各環(huán)節(jié)不斷改進(jìn)水資源管理和技術(shù)措施[4]。目前在水資源消耗、地表水及地下水污染防控方面，缺少頁(yè)巖氣領(lǐng)域的國(guó)家級(jí)頂層標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，導(dǎo)致水資源保護(hù)水平參差不齊，制約頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)與水環(huán)境保護(hù)協(xié)同發(fā)展。

國(guó)內(nèi)尚無(wú)相關(guān)行業(yè)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水資源保護(hù)措施加以規(guī)范，因此，為適應(yīng)石油天然氣企業(yè)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)和水資源供應(yīng)需求，需要借鑒北美頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的環(huán)保經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合我國(guó)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累開(kāi)展符合國(guó)情的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)水資源保護(hù)管理研究，促進(jìn)頁(yè)巖氣管理方規(guī)范水資源保護(hù)措施，改進(jìn)清潔生產(chǎn)工藝、采用先進(jìn)的技術(shù)與設(shè)備、不斷改善管理水平，從源頭削減新鮮水消耗，從中段改善儲(chǔ)存過(guò)程水質(zhì)惡化，末端加強(qiáng)回用處理效率，減少回注及拉運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)，提高水資源循環(huán)利用效率，最大限度緩解頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)中的用水問(wèn)題。

本研究對(duì)比分析北美頁(yè)巖氣開(kāi)采過(guò)程中對(duì)水資源環(huán)境保護(hù)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，探討我國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)過(guò)程對(duì)水資源和水環(huán)境保護(hù)的對(duì)策措施。

1 國(guó)外頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)過(guò)程的水資源保護(hù)措施現(xiàn)狀

1.1 美國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)過(guò)程的水資源保護(hù)措施現(xiàn)狀

北美是全球頁(yè)巖氣商業(yè)開(kāi)發(fā)最早、最成功的區(qū)域，為應(yīng)對(duì)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)過(guò)程中的水資源與水環(huán)境問(wèn)題，美國(guó)從聯(lián)邦和州政府層面法律法規(guī)主要以環(huán)境保護(hù)法規(guī)、條例、操作標(biāo)準(zhǔn)、制度等為主。美國(guó)實(shí)行“以州為主，聯(lián)邦調(diào)控”的環(huán)境監(jiān)管模式，州政府發(fā)揮主導(dǎo)作用[5]。

水資源保護(hù)方面，美國(guó)各州對(duì)于頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)取水設(shè)定了嚴(yán)格的界限，防止水資源的浪費(fèi)和污染。如圣路易斯安娜州對(duì)取水范圍進(jìn)行限制，紐約州規(guī)定取水須經(jīng)過(guò)當(dāng)?shù)毓芾頇C(jī)構(gòu)評(píng)估和許可，密歇根州制定了取水評(píng)價(jià)制度來(lái)保障生產(chǎn)生活不受頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的用水影響。水資源消耗與水體污染方面，州政府制定的法案包括《德克薩斯州水法》《賓夕法尼亞州安全飲用水法案》《密歇根州抽取水法案》《五大湖協(xié)議》和《馬塞勒斯頁(yè)巖水力壓裂規(guī)則法案》[6]。

水環(huán)境污染控制方面，聯(lián)邦政府制定《聯(lián)邦法規(guī)典》（CRF）《清潔水法》（CWA）《安全飲用水法》（SDWA）《能源政策法案》（Energy Policy Act）等法規(guī)來(lái)規(guī)范廢水排放，其中《安全飲用水法》和《清潔水法》要求關(guān)注水力壓裂技術(shù)操作和鉆井過(guò)程中廢水的處理方式，要求通過(guò)制定套管和固井的最低標(biāo)準(zhǔn)、安裝防止井噴的裝置、設(shè)置污染保證金制度等方式防止廢水泄漏[7]。另外，《石油污染和控制法》和《規(guī)定泄漏防止和控制對(duì)策》規(guī)定了污染的泄漏預(yù)防及控制要求[8]。

環(huán)境監(jiān)管方面，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)企業(yè)需要執(zhí)行的生產(chǎn)作業(yè)制度包括環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度、壓裂許可證制度、信息披露制度、嚴(yán)格取水及評(píng)價(jià)制度，以及廢水排放許可證制度、水資源供應(yīng)破壞問(wèn)責(zé)制度和保證金制度等；例如，在信息披露方面，《危機(jī)處理與社區(qū)知情權(quán)法》《職業(yè)安全與健康法》和《有毒物質(zhì)控制法》要求生產(chǎn)企業(yè)在政府網(wǎng)站中披露鉆井液、壓裂液藥的添加劑成分，并提交生產(chǎn)作業(yè)和污染處理措施等信息給監(jiān)管機(jī)構(gòu)，如美國(guó)卡羅萊納州要求生產(chǎn)企業(yè)公布?jí)毫岩旱幕瘜W(xué)物質(zhì)成分，保存濃度記錄等信息[9-10]。另外，《國(guó)家環(huán)境政策法》還規(guī)定了環(huán)境評(píng)價(jià)的內(nèi)容、對(duì)象和范圍，指導(dǎo)對(duì)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[11]。

1.2 加拿大頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)過(guò)程的水資源保護(hù)措施現(xiàn)狀

加拿大建立以條例、指令、指南為框架的環(huán)境監(jiān)管法律體系，聯(lián)邦政府和各省/地區(qū)政府無(wú)行政隸屬關(guān)系，省級(jí)政府負(fù)責(zé)轄區(qū)內(nèi)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)，各自制定環(huán)境監(jiān)管法律和標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境；聯(lián)邦政府負(fù)責(zé)共有土地頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)，建立單獨(dú)環(huán)境監(jiān)管法律和標(biāo)準(zhǔn)體系。

水資源保護(hù)方面普遍采用許可制度，加拿大政府要求鉆井壓裂過(guò)程取用的非鹽水（河流、地下水及地表水）必須獲得取水許可，聯(lián)邦政府制定的《西北地區(qū)水法》《西北地區(qū)水域管理?xiàng)l例》要求廢物處置時(shí)應(yīng)取得處置許可證，另外，加拿大石油生產(chǎn)協(xié)會(huì)2011年頒布的《頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)水力壓裂技術(shù)指導(dǎo)條例》還要求對(duì)施工用水進(jìn)行循環(huán)利用，盡量使用清潔水替代物，并且開(kāi)發(fā)企業(yè)應(yīng)測(cè)量和公布水資源利用情況、加強(qiáng)水和液體使用信息披露，減少水資源消耗[12]。

水環(huán)境保護(hù)方面，為防止地表水污染，聯(lián)邦政府和各省普遍禁止生產(chǎn)廢液排入地表水（湖泊和溪流）或用于飲用水供應(yīng)的近地表含水層，薩斯喀徹溫省僅允許井場(chǎng)測(cè)試廢水、雨水積液等應(yīng)處置達(dá)標(biāo)后用于灌溉，返排液最終應(yīng)進(jìn)入經(jīng)批準(zhǔn)的回注井中；各省也制定相關(guān)指令要求對(duì)回注井質(zhì)量、注入壓力、注入水水質(zhì)等進(jìn)行要求，如阿爾伯塔省制定的《注入井和處置井-井的分類、完井、測(cè)井和測(cè)試要求》，不列顛哥倫比亞?。˙C?。┲贫ǖ摹妒秃吞烊粴鈴U物條例》《采出水以及非危險(xiǎn)廢物的深井處置申請(qǐng)指南》，薩斯喀徹溫省制定的《水力壓裂液和支撐劑的儲(chǔ)存和處置指南》《處置和注入井要求》。

為避免鉆井和壓裂過(guò)程污染地下水，規(guī)定固井、井控、套管深度、地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析等措施要求，如阿爾伯塔省制定的《表層套管深度要求》《套管固井最低要求》《水力壓裂-地下完整性》，BC省制定的《環(huán)境保護(hù)和管理?xiàng)l例》，薩斯喀徹溫省通過(guò)《套管和固井要求》《處置和注入井要求》水力壓裂風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行管控。

2 中國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)水資源與水環(huán)境政策法規(guī)現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

2.1 中國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)水資源保護(hù)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

我國(guó)采用法律法規(guī)、政策、標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境監(jiān)管框架體系，但與美國(guó)加拿大管理不同，由于我國(guó)在頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)較晚，在水環(huán)境保護(hù)方面并未制定專門的法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行《環(huán)境保護(hù)法》《水法》《水污染防治法》和《地下水管理?xiàng)l例》中通用性的法律法規(guī)條文，并采取環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度、排污許可證、取水許可等通用性制度控制頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的水環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，如表1、表2所示。

在政策方面，2013年、2016年國(guó)家能源局先后發(fā)布《頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)政策》和《頁(yè)巖氣發(fā)展規(guī)劃》對(duì)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的環(huán)境保護(hù)提出原則要求，包括嚴(yán)格實(shí)行項(xiàng)目建設(shè)“三同時(shí)”制度、廢水循環(huán)利用和無(wú)害化處理、節(jié)約利用水資源等。但國(guó)家層面沒(méi)有專門針對(duì)頁(yè)巖氣的環(huán)境管理政策，主要執(zhí)行石油天然氣行業(yè)的污染防治技術(shù)政策和環(huán)境管理要求；重慶市、四川省作為頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的主要地區(qū)，先后于2016年和2018年出臺(tái)了地方性頁(yè)巖氣污染防治技術(shù)政策，重慶地區(qū)要求頁(yè)巖氣壓裂返排液、采出水優(yōu)先收集回用，剩余廢水應(yīng)通過(guò)污水處理廠處理達(dá)標(biāo)后排放，但禁止了廢水的地下回注處理，四川地區(qū)返排液除采用回用、外排處置外，許可地下回注方式處置。2019年發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)石油天然氣行業(yè)環(huán)境影響評(píng)價(jià)管理的通知》（環(huán)辦環(huán)評(píng)函〔2019〕910號(hào)）中認(rèn)可壓裂返排液地下回注做法，但要求論證回注的環(huán)境可行性，對(duì)注水水質(zhì)、地下水污染防治和監(jiān)控措施提出基本要求，初步規(guī)范了回注處置。

標(biāo)準(zhǔn)制定層面，我國(guó)缺少頁(yè)巖氣水資源與水環(huán)境保護(hù)的頂層標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致各頁(yè)巖氣開(kāi)采企業(yè)環(huán)境保護(hù)管理水平參差不齊，制約頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)與環(huán)境保護(hù)協(xié)同發(fā)展。目前，針對(duì)廢水處置環(huán)節(jié)逐步提出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，例如，節(jié)約水資源方面，要求廢水優(yōu)先回用配置壓裂液，并處理達(dá)到回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)NB/T14002.3—2022，若采用達(dá)標(biāo)外排方式，制定了外排處理設(shè)計(jì)規(guī)范NB/T 10847—2021，并且為控制污染物排放，要求水質(zhì)滿足GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，四川地區(qū)要求達(dá)到GB 5084—2005《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，尚未出臺(tái)國(guó)家層面的頁(yè)巖氣廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，2024年四川地區(qū)發(fā)布了《四川省頁(yè)巖氣水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（征求意見(jiàn)稿），明確了頁(yè)巖氣廢水特征污染物排放指標(biāo)（如TDS、氯離子）；另外，為防止廢水回注處置對(duì)地下水污染，國(guó)家能源局2016年發(fā)布的SY/T 6596—2016《氣田水注入技術(shù)要求》規(guī)定了氣田水注入層注入井的選擇及建造原則、要求進(jìn)行注入井運(yùn)行監(jiān)控、要求水質(zhì)配伍性良好等，該標(biāo)準(zhǔn)借鑒了美國(guó)地下回注控制（UIC）法規(guī)的有關(guān)經(jīng)驗(yàn)，而回注水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)，暫時(shí)執(zhí)行SY/T 5329—2012《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》，相關(guān)行業(yè)污染控制標(biāo)準(zhǔn)尚未制定。

針對(duì)頁(yè)巖氣鉆井及壓裂過(guò)程的水環(huán)境保護(hù)方面，近年制定了GB/T 39139.1—2020《頁(yè)巖氣 環(huán)境保護(hù) 第1部分：鉆井作業(yè)污染防治及處置推薦作法》、NB/T 10848—2021《頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)工程地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》，要求設(shè)立地下水監(jiān)測(cè)井，加強(qiáng)油氣田地下水監(jiān)控，防止鉆井壓裂對(duì)地下水造成污染。

2.2 中國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)面臨水資源消耗和水環(huán)境污染的挑戰(zhàn)

（1）水資源消耗大。雖然我國(guó)頁(yè)巖氣資源探明儲(chǔ)量大，但頁(yè)巖氣埋藏普遍較深，以川渝頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)區(qū)塊為例，平均單井用水量約為20，900～30，500m3，遠(yuǎn)高于美國(guó)15，000～21，000 m3，水資源消耗相對(duì)較大，加之川渝地區(qū)水資源分配不均，若遇干旱年份，還會(huì)影響頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)區(qū)居民生活和農(nóng)業(yè)灌溉用水，產(chǎn)生與民爭(zhēng)水情況[13-16]。

（2）井噴和井漏風(fēng)險(xiǎn)。我國(guó)頁(yè)巖氣井大多分布在地理環(huán)境復(fù)雜的山區(qū)丘陵地帶，人口密集、環(huán)境敏感度高，部分頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)地區(qū)溶洞、裂縫、暗河發(fā)育，鉆完井過(guò)程可能發(fā)生井噴、井漏并污染地表水和地下水[17]。

（3）鉆完井廢棄物存放風(fēng)險(xiǎn)。頁(yè)巖氣水力壓裂及鉆井過(guò)程產(chǎn)生大量返排液、鉆井巖屑，并存放在井場(chǎng)應(yīng)急池中，不僅占用土地資源，而且存在池體滲漏池體垮塌風(fēng)險(xiǎn)。

（4）返排液處置和轉(zhuǎn)運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)。由于區(qū)域內(nèi)各平臺(tái)壓裂與返排時(shí)序很難銜接，水中溶解性固體、無(wú)機(jī)鹽離子等濃度隨返排時(shí)間延長(zhǎng)或回用次數(shù)增多而逐漸增大，回用配液難度增加，因此直接用新鮮水配置壓裂液依然為首選，返排液處理達(dá)標(biāo)后外排河流或用于農(nóng)業(yè)灌溉，但受環(huán)境容量以及排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格等因素限制，因此深層回注仍然為經(jīng)濟(jì)可行的末端處置方式，但目前回注井回注容量不能滿足快速增長(zhǎng)水量，并且高壓回注可能對(duì)地下水環(huán)境帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)，另外罐車長(zhǎng)距離拉運(yùn)或管道輸送也增大了環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。例如美國(guó)開(kāi)發(fā)過(guò)程中也曾出現(xiàn)頁(yè)巖氣沿套管泄漏污染井水[18]。

3 頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)過(guò)程水資源管理與水環(huán)境保護(hù)建議措施

3.1 取水和用水要求

由于頁(yè)巖氣水力壓裂過(guò)程涉及大量的新鮮水取用，并且各頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)區(qū)域內(nèi)的水資源分布不均，如果不加以規(guī)范，可能出現(xiàn)與民爭(zhēng)水問(wèn)題?；凇吨腥A人民共和國(guó)水法》等法規(guī)要求，取水過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格遵循“合理利用、節(jié)約使用、有效保護(hù)”的原則，充分考慮水資源的可持續(xù)利用及時(shí)空分布特性，控制新鮮水的消耗量。其次，對(duì)于地表水資源充沛的地區(qū)，可優(yōu)先選擇江河湖泊等地表水水源，水資源匱乏地區(qū)可根據(jù)實(shí)際情況選擇城市中水、水工程供水以及城市自來(lái)水等水源。

由于頁(yè)巖氣鉆井、壓裂開(kāi)發(fā)過(guò)程不僅消耗大量清水，還會(huì)產(chǎn)生大量鉆井廢水、壓裂返排液，這些生產(chǎn)作業(yè)廢水是重要的水資源組成。依據(jù)“節(jié)約用水”的原則和國(guó)家建設(shè)節(jié)水型社會(huì)要求，應(yīng)充分考慮水資源的可持續(xù)利用及時(shí)空分布特性，提高廢水回收利用率，控制廢水產(chǎn)生量，有條件地區(qū)建立集中供水系統(tǒng)及水庫(kù)、蓄水池等調(diào)蓄設(shè)施。通過(guò)水資源及時(shí)調(diào)配，可最大程度實(shí)現(xiàn)廢水的循環(huán)使用。

3.2 廢水回注處置要求

頁(yè)巖氣返排液回注處置存在地方政策差異，四川地區(qū)許可回注處置，但重慶地區(qū)限制壓裂返排液的地下回注[19]。因此對(duì)于許可地區(qū)，應(yīng)在開(kāi)發(fā)方案和環(huán)評(píng)報(bào)告中提前謀劃回注井，避免后期因回注井變更導(dǎo)致處置方式與環(huán)評(píng)批復(fù)不一致的問(wèn)題，另外從技術(shù)上應(yīng)參照SY/T 6596—2016《氣田水注入技術(shù)要求》詳細(xì)論證和選擇回注層與回注井，避免回注井滲漏風(fēng)險(xiǎn)，在回注過(guò)程中需要持續(xù)開(kāi)展回注水質(zhì)監(jiān)測(cè)、回注管線泄漏監(jiān)測(cè)，對(duì)注入水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)和適當(dāng)水質(zhì)處理，避免因水質(zhì)配伍性等問(wèn)題造成回注層的結(jié)垢堵塞。

3.3 廢水外排處置要求

返排液外排處置符合國(guó)家法律法規(guī)及政策，現(xiàn)有處置模式包括自建裝置達(dá)標(biāo)外排或交集中式工業(yè)污水處理廠二次處理后再達(dá)標(biāo)外排。由于國(guó)家或地方政府尚未制定頁(yè)巖氣壓裂返排液外排污染控制標(biāo)準(zhǔn)，從目前政策和實(shí)踐案例來(lái)看，對(duì)于自建裝置達(dá)標(biāo)外排的項(xiàng)目要求排放水質(zhì)執(zhí)行GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，其中四川地區(qū)還要達(dá)到GB 5084—2005《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，尤其需要限制氯化物（≤350 mg/L）、全鹽量指標(biāo)（TDS≤1000mg/L）。對(duì)于預(yù)處理后交集中污水處理廠，預(yù)處理后的水質(zhì)一般要求達(dá)到GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》三級(jí)要求，以及污水處理廠進(jìn)水要求GB/T31962—2015《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》；污水廠排放水質(zhì)一般要求為GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A標(biāo)，四川地區(qū)要求達(dá)到DB51 2311—2016《四川省岷江、沱江流域水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、DB51/190—93《四川省水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，以及《四川省頁(yè)巖氣水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（征求意見(jiàn)稿）。

3.4 水污染預(yù)防和控制要求

對(duì)于頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)過(guò)程對(duì)地下與地表水環(huán)境污染隱患，應(yīng)根據(jù)“源頭控制、分區(qū)防治、污染監(jiān)控、應(yīng)急響應(yīng)”原則，需要對(duì)污染物的產(chǎn)生、滲漏、擴(kuò)散、應(yīng)急響應(yīng)等過(guò)程進(jìn)行全面管控，實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣清潔生產(chǎn)。

（1）鉆（完）井、壓裂過(guò)程地下水保護(hù)要求

鉆（完）井、壓裂過(guò)程是引起地下水污染的高風(fēng)險(xiǎn)環(huán)節(jié)，也是地下水保護(hù)的重要源頭，因此，一方面應(yīng)合理選擇井眼位置，盡量避開(kāi)溶洞和暗河，另一方面，應(yīng)嚴(yán)格按照GB/T 31033—2014《石油天然氣鉆井井控技術(shù)規(guī)范》要求，規(guī)范井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)置保護(hù)套管，配備井控裝置、堵漏劑等預(yù)防措施，避免井漏事故發(fā)生，控制井漏污染風(fēng)險(xiǎn)。

（2）防滲漏防泄漏要求

鉆（完）井、壓裂過(guò)程會(huì)伴隨產(chǎn)生大量壓裂返排液、鉆井固廢（如水基巖屑、油基巖屑），在施工結(jié)束前需要臨時(shí)存放在井場(chǎng)，一旦存放設(shè)施發(fā)生滲漏與泄漏，會(huì)嚴(yán)重影響周邊地表和地下水環(huán)境。因此需要對(duì)廢水廢渣堆放區(qū)域的地面防滲性能加以明確，如廢水儲(chǔ)存池區(qū)域、水基巖屑收集貯存區(qū)、含油廢棄物儲(chǔ)存區(qū)，以便于鉆前工程的施工作業(yè)。

廢水存儲(chǔ)過(guò)程中應(yīng)避免降雨而造成廢水溢出池，對(duì)周邊環(huán)境造成污染。通常包括在廢水池、重點(diǎn)防空區(qū)周邊設(shè)置導(dǎo)集水溝、圍堰、雨棚等防雨措施，防止外部雨水進(jìn)入池。另外，針對(duì)降水量較大的頁(yè)巖氣區(qū)域或季節(jié)，為廢水池留有足夠冗余容量。

（3）管道輸送要求

由于頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)過(guò)程產(chǎn)生的壓裂返排液等廢水在井場(chǎng)暫存后會(huì)通過(guò)輸水管網(wǎng)或車輛轉(zhuǎn)運(yùn)至周邊井場(chǎng)待回用，廢水轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程通常也是引發(fā)水環(huán)境污染的高風(fēng)險(xiǎn)環(huán)節(jié)。因此，針對(duì)廢水管道輸送，建議從管道選材、管線設(shè)計(jì)、管道防護(hù)等方面進(jìn)行論證，目的在于通過(guò)規(guī)范設(shè)計(jì)和各種防范措施，避免出現(xiàn)管道破裂、腐蝕穿孔、結(jié)垢堵塞、跑冒滴漏等情況，污染周邊水體。廢水車輛運(yùn)輸方面，需要考慮罐體選材、裝卸設(shè)計(jì)，尤其要注意廢水轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程的監(jiān)管，應(yīng)建立車輛管理及廢水運(yùn)輸臺(tái)帳，防止廢水轉(zhuǎn)運(yùn)途中的違法傾倒等事件發(fā)生。

（4）事故應(yīng)急要求

針對(duì)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)過(guò)程中可能出現(xiàn)的水環(huán)境污染環(huán)節(jié)，開(kāi)發(fā)企業(yè)應(yīng)編制突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案，建立水污染事故預(yù)防和控制措施。當(dāng)發(fā)生廢水外溢或泄漏時(shí)，應(yīng)立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，同時(shí)采取地表水三級(jí)防控措施，例如：加高廢水池，防止污水外溢；在水池周圍設(shè)截水溝，及時(shí)截留外溢的污水并收集到井場(chǎng)應(yīng)急池中；對(duì)井場(chǎng)外溢的廢水進(jìn)行封堵或利用附近的水塘導(dǎo)流，防止廢水沿著溝渠進(jìn)入附近河流，污染周邊水體。

4 建 議

（1）中國(guó)頁(yè)巖氣環(huán)保管理領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化研究起步較晚，缺乏水資源保護(hù)及管理等專項(xiàng)適用的標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)文件或標(biāo)準(zhǔn)體系，目前在水資源消耗、地表水及地下水污染防控方面，主要參照常規(guī)油氣環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)體系，缺少頁(yè)巖氣領(lǐng)域的國(guó)家頂層標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)踐中水資源保護(hù)水平參差不齊，制約頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)與水環(huán)境保護(hù)協(xié)同發(fā)展，建議制定和完善頁(yè)巖氣開(kāi)采相關(guān)水資源管理標(biāo)準(zhǔn)、水質(zhì)外排標(biāo)準(zhǔn)、回注井完整性管理標(biāo)準(zhǔn)等，滿足中國(guó)當(dāng)前頁(yè)巖氣綠色效益開(kāi)發(fā)。

（2）從國(guó)家法律法規(guī)及地方政策來(lái)看，頁(yè)巖氣壓裂返排液處置仍然是循環(huán)回用為主，少量外排或回注處置，但回注處置存在地方政策差異。另外，針對(duì)回注環(huán)評(píng)審批難、審批周期長(zhǎng)等的問(wèn)題，建議各頁(yè)巖氣公司應(yīng)在區(qū)塊開(kāi)發(fā)方案和區(qū)塊環(huán)評(píng)中提前謀劃回注井的部署。

（3）針對(duì)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)過(guò)程水資源管理及水環(huán)境保護(hù)，建議從頁(yè)巖氣開(kāi)采用水生命周期出發(fā)，系統(tǒng)性規(guī)定取水、用水、水環(huán)境監(jiān)測(cè)、水污染預(yù)防和控制、廢水處置的全過(guò)程要求，實(shí)現(xiàn)源頭減量、過(guò)程控制、末端無(wú)害化處置目的，對(duì)規(guī)范頁(yè)巖氣生產(chǎn)作業(yè)，避免環(huán)境污染。通過(guò)實(shí)施，將促使頁(yè)巖氣開(kāi)采企業(yè)提升環(huán)保意識(shí)、進(jìn)一步優(yōu)化頁(yè)巖氣清潔生產(chǎn)工藝流程、更新用水設(shè)備與技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水和廢水有效管控，提升頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)過(guò)程的水資源保護(hù)水平。

5 結(jié) 語(yǔ)

我國(guó)頁(yè)巖氣可采資源量豐富，經(jīng)過(guò)十余年探索，已成為北美之外第一個(gè)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；虡I(yè)開(kāi)發(fā)的國(guó)家，頁(yè)巖氣已成為我國(guó)天然氣儲(chǔ)量及產(chǎn)量增長(zhǎng)的生力軍。但我國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)區(qū)塊內(nèi)生態(tài)環(huán)境敏感度以及勘探開(kāi)發(fā)難度相比北美存在較大差異，因此在借鑒北美環(huán)保管理經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，建立符合中國(guó)國(guó)情的水資源與水環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，以規(guī)范頁(yè)巖氣生產(chǎn)作業(yè)，避免環(huán)境污染，提高水資源保護(hù)成效，推動(dòng)頁(yè)巖氣綠色效益發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介

王興睿，高級(jí)工程師 ，主要從事油氣田開(kāi)發(fā)環(huán)境保護(hù)方面的研究工作。

（責(zé)任編輯：袁文靜）

基金項(xiàng)目：本文受中國(guó)石油西南油氣田公司科技項(xiàng)目“支撐西南油氣田生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)高質(zhì)量發(fā)展的新型標(biāo)準(zhǔn)體系研究”（項(xiàng)目編號(hào)：20220310-02）資助。