重慶地區頁巖氣開發規劃環評探析

付永川，楊海蓉，錢煒，吳飚

(1.重慶市環境科學研究院，重慶 401147；2.重慶市生態環境監測中心，重慶 401147)

重慶地區頁巖氣開發規劃環評探析

付永川1，楊海蓉2，錢煒1，吳飚1

(1.重慶市環境科學研究院，重慶 401147；2.重慶市生態環境監測中心，重慶 401147)

結合頁巖氣開采的環境污染特點、當前重慶地區頁巖氣開采存在的主要環境問題、頁巖氣規劃環評現狀及面臨的主要問題，對頁巖氣開發規劃環評關注的重點進行了分析探討，建議按自然地理單元開展頁巖氣開發規劃環評，并加強對現有采區的環境影響研究，盡快制定頁巖氣開發環評技術規范及標準。

頁巖氣；重慶；規劃環評

2014年3月，涪陵頁巖氣田進入商業開發階段，重慶地區成為我國首個實施頁巖氣大規模商業開發的區域。2015年3月，重慶市發布了《重慶市頁巖氣產業發展規劃(2015—2020年)》，標志著新一輪頁巖氣勘探開發的展開。根據《環境影響評價法》和《規劃環境影響評價條例》，對自然資源開發的專項規劃應當進行環境影響評價。本文重在對重慶地區的頁巖氣開發規劃環評進行探析，以指導后續勘探開發。

1 重慶地區頁巖氣勘探開發現狀

根據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240口，探明地質儲量3805.98億m3，建成年產能68億m3，累計產氣90.16億m3。其中，2016年1—11月新投產53口，新建年產能17.3億m3，產氣45.59億m3。全市產氣重點區域集中在涪陵頁巖氣田，該氣田是中國首個大型頁巖氣田，是全球北美地區以外第一個進行商業開采的大型頁巖氣田，含氣面積為383.54 km2。

根據《重慶市頁巖氣產業發展規劃(2015—2020年)》，計劃到2017年頁巖氣產能、產量分別達到150億m3和100億m3，到2020年，頁巖氣產能和產量分別達到300億m3和200億m3，共投產690口井，鉆井50～70口，建成井工廠平臺12～18個，涉及除重慶都市功能核心區、都市功能拓展區外的絕大部分區縣，重點地區包括涪陵、彭水等地。目前，中石化、中石油等公司在各自礦權區塊正在或即將開展新一輪的勘探開采。

2 頁巖氣勘探開發環境影響特點

2.1 頁巖氣開發主要環境影響因素

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

2.2 生態保護紅線對開采具有一定制約性

重慶生態環境敏感性區域主要包括特殊生態功能區、生境敏感區、石漠化敏感區、土壤侵蝕敏感區、生物多樣性關鍵區。按照《重慶市生態保護紅線劃定方案》，重點生態功能區(包括水源涵養區、水土保持區、生物多樣性維護區)、生態敏感區(包括水土流失敏感區、石漠化敏感區)、禁止開發區(包括飲用水水源保護區、自然保護區、自然文化遺產地、濕地公園、森林公園、風景名勝區、地質公園)及其他區域(包括四山禁建區、三峽水庫消落區、生態公益林地等)均屬生態保護紅線，全市共劃定生態保護紅線30 790.9 km2，占全市總面積的37.3%，主要分布在渝東北生態涵養發展區和渝東南生態保護發展區。

表1 頁巖氣勘探開發環境影響主要因素

重慶頁巖氣潛在開發區與上述敏感區在空間上均存在不同程度的重疊[1]，尤其是宣漢-巫溪、涪陵、黔江等區塊。因此，頁巖氣勘探開發井場選擇受到一定制約，容易發生占用自然保護區、風景名勝區、世界文化和自然遺產地、飲用水水源保護區、森林公園、地質公園、重要濕地、城市規劃區以及其他生態保護紅線范圍內的生態環境敏感區的現象。

2.3 頁巖氣開發引發的資源環境問題不容忽視

頁巖氣勘探開發的環境制約因素主要有生態環境影響、水資源制約、地下水環境風險及由于污染防治措施尚待完善而產生的環境污染等。

生態環境影響主要表現為工程占地對生態的破壞，預計到2035年，重慶頁巖氣開發工程永久占地和臨時占地面積分別為15.95 km2和68.45 km2，總計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，加深當地的人地矛盾，影響糧食生產，也增加了新的水土流失。

水資源是頁巖氣開發最主要的資源制約因素。重慶地區頁巖氣單井壓裂耗水量在20 000～40 000 m3。水力壓裂作業的時間一般較短，分段壓裂中，2～3個壓裂層段一般在一天之內就可完成，多段水力壓裂一般在一周內可以完工，短期內如此高強度的用水量加劇了局部地區一定時段內的水資源不足矛盾。

重慶地區巖溶地貌分布廣泛，增加了地下水環境風險。巖溶地區水環境系統具有地上、地下雙層空間結構，地表水與地下水轉化頻繁，地下水空間分布不均，呈現管道化、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防與控制難度大，易發生地下水污染的環境風險。據調查[3]，涪陵焦石壩地區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，污染水環境。

頁巖氣勘探開采產生的壓裂返排液多采用直接或簡單預處理后回用于水力壓裂，也有依托當地污水處理設施進行處理或自行處理。返排液長期露天儲存無法避免細菌生長，發黑發臭，壓入頁巖氣地層時，缺氧環境和高溫條件都能加速細菌繁殖；二價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，頁巖氣開采區域現有污水處理設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 頁巖氣開發規劃環評分析重點

論證規劃方案的環境合理性，識別不適宜開展鉆井的區域，優化規劃方案，為規劃和環境管理提供決策依據，為下一步項目環評的順利開展和簡化創造條件是頁巖氣開發規劃環評的工作目標。結合上述目標和重慶市頁巖氣開采的環境影響特點，合理確定頁巖氣勘探開發規劃環評分析重點十分必要。

3.1 規劃方案協調性分析

結合重慶市五大功能區定位、生態保護紅線劃定范圍，重點分析頁巖氣勘探開發規劃方案的合理性。頁巖氣的勘探開發區域應符合城鄉規劃、土地利用規劃、頁巖氣產業發展規劃和生態環境功能區劃。利用3S技術，采用空間疊圖等方法，明確頁巖氣規劃方案中不符合法律法規約束性條件的部分，并結合生態保護紅線、區域資源環境特征、主體功能區規劃等要求，提出規劃方案的優化建議，對位于生態保護紅線范圍內的勘探開發布局采取避讓措施。

3.2 水資源承載力分析

水資源承載力應作為頁巖氣開發的重點分析內容。游聲剛等[4]利用美國Marcellus頁巖氣田單井耗水量15 000 m3的標準，對重慶非油公司正在進行頁巖氣勘探作業的秀山區塊、酉陽區塊、城口區塊、黔江區塊的水資源消耗量進行了估算，頁巖氣開發用水量占區域總用水量的比例在19.69%～37.11%，重慶地區實際耗水量可能更大。在規劃環評中，以水資源利用所在流域為單位開展評價可科學反映頁巖氣開發對流域水資源的影響程度，通過調查流域內水資源總量、時空分布及開發利用強度，如生活用水、工農業生產用水、生態環境用水等現狀及規劃用水情況，對比流域內可利用水資源量余量與頁巖氣開發需要消耗的水資源量，可有針對性地提出頁巖氣開發水資源減緩措施，如優化頁巖氣井規劃布局、開發時限、開發方式，或優化水資源配置，調整壓裂時間避開河流枯水期或當地用水高峰期等。

3.3 環境影響與環保措施分析

頁巖氣規劃環境影響宜按環境要素分別進行預測分析，突出累積性、長期性、綜合性影響評價。根據目前頁巖氣開發環境影響研究成果，對生態、水、大氣環境的影響分析是頁巖氣開發規劃環評的重點。

(1)生態環境影響及保護修復措施。生態環境的影響分析主要關注以自然地理為單元的流域或區域的景觀生態分析，注重生境破碎化和生態完整性，若占用耕地，則需關注對當地農業生產的影響。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；在旱地中有基本農田85.784 hm2，永久占用基本農田達18.73 hm2，預計每年造成的糧食生產損失360.5 t[5]。因此，在井位選擇時應充分考慮生態環境保護，優先選擇生態不敏感的地點，盡量減少占用耕地，禁止占用基本農田，減緩人地矛盾。

(2)水環境影響分析及減緩措施。頁巖氣開發的水環境影響包括地表水環境影響和地下水環境影響。地表水的環境影響主要是由開發產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、成分復雜、不易降解、間歇性排放等特點，壓裂返排液的處理方案需作為規劃環評的重點之一。在規劃層面上協調各井開發時序，最大限度回用各類廢水。由于重慶地區頁巖氣鉆井區塊屬巖溶發育區，水力壓裂過程中易發生污染地表水和地下水現象，而現階段重慶地區頁巖氣開采對深層地下水影響研究成果尚屬空白，因此，一方面應及時開展頁巖氣開采地下水影響的調查研究，另一方面通過合理選擇鉆井平臺位置、選擇環保型鉆井液、加強鉆井段套管保護和固井措施，減小對地下水特別是淺層地下水的影響。應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組產生的廢氣。已有研究表明[6-7]頁巖氣開發行業存在著甲烷排放顯著的問題。因此，即使現階段規劃環評未將氣候變化因素納入評價指標體系，作為溫室氣體排放量較大的行業，規劃環評中將甲烷泄漏及放噴燃燒廢氣排放因素作為評價指標進行適當研究探索仍具有重要意義。通過比較頁巖氣開發排放的CO2當量和區域排放CO2當量總量，作為碳減排的決策依據。頁巖氣開發利用過程中甲烷泄漏或排放可分為人為泄漏和地質構造泄漏[8]。因此，為減少溫室氣體排放，可通過選擇恰當井位避開不良地質地區，采取工程、管理措施，如改進完井工藝，提升裝備質量，對含氣返排液進行氣液分離，分離后的氣體進入管網輸送；改進試氣求產階段進站測試工藝和流程，減少放噴時間等。

(4)固體廢物影響分析及處置措施。頁巖氣開采產生的固體廢物主要有鉆井巖屑、廢泥漿、廢油等。頁巖氣規劃環評需重點針對含油巖屑、廢油基泥漿的處理方案提出要求，選擇恰當的處置利用方式，如通過當地水泥生產線協同處置或在以區縣為單位的開采區域內配套建設含油巖屑回收利用站，并分析論證處置方案的可靠性。

4 頁巖氣開發環評存在問題與建議

截至2016年底，重慶市針對頁巖氣鉆探、試采等項目已審查100余項環評文件，但尚未開展頁巖氣規劃環評。就目前重慶地區頁巖氣開發規劃而言，面臨著規劃責任主體不明確、巖溶地貌地區頁巖氣開發地下水環境影響程度認識不足、規劃環評地下水環境影響評價技術方法和手段尚不完善、頁巖氣開發溫室氣體排放影響評價方法、評價體系缺失、針對頁巖氣開發行業的相關環境影響評價技術規范、排放標準不完善等問題。針對這些問題，在此提出以下建議：

(1)明確頁巖氣開發規劃主體，按自然地理單元開展規劃環評。目前，重慶地區頁巖氣勘探開發規劃主要由中石化、中石油等多家頁巖氣勘探開采單位負責編制，進行規劃環評編制時，同一區域不同單位各自開展規劃環評，不利于從生態環境整體性角度反映頁巖氣勘探開發所產生的環境影響程度。以流域或區域自然地理單元開展評價可更為科學客觀地反映頁巖氣開發對當地水資源、土地資源及環境質量的影響，有利于從總體上優化頁巖氣開發規劃。建議由地方政府相關部門與勘探開采單位協調，按資源賦存、生態環境自然連續屬性科學劃分，開展規劃環境影響評價。

(2)加強頁巖氣開采環境影響研究。頁巖氣在重慶地區開采時間較短，特別是針對巖溶地貌地區頁巖氣開發對地下水環境影響程度、范圍等的了解尚不充分；頁巖氣行業的溫室氣體排放影響尚需深入研究，難以全面、科學評價頁巖氣規劃實施所帶來的環境影響。涪陵焦石地區作為我國頁巖氣首個商業化開采區，具備研究條件，可開展頁巖氣開發對地下水環境及生態環境影響的長期監測。

(3)盡快研究制定頁巖氣開發環評技術規范及標準。當前，與頁巖氣開發有關的環境保護法規、標準及環評技術規范尚未形成。針對頁巖氣的污染物排放標準尚未發布；《環境影響評價技術導則 陸地石油天然氣開發建設項目》作為頁巖氣開發環評的主要參考依據，未考慮頁巖氣的環境影響特點，對頁巖氣開發環評指導性不足，如未明確地下水評價技術、溫室氣體影響評價方法、標準等。因此，通過對已建頁巖氣井環境保護的調查研究，并結合行業特點和重慶地區地質特征，研究制定適合重慶地方環境特點的頁巖氣開采相關環保標準、技術規范，如地下水評價技術、溫室氣體評價方法、頁巖氣開采污染控制標準等，對指導即將開展的新一輪頁巖氣開發規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，主要從事環境影響評價及環境科學研究，E-mail：447657244@qq.com

10.14068/j.ceia.2017.03.004

X37

A

2095-6444(2017)03-0011-04