頁巖氣開發(fā)環(huán)評與“三同時”管理及建議

通訊作者：梅緒東(1990—)，男，重慶彭水人，碩士，主要從事頁巖氣開發(fā)環(huán)境保護理論與技術(shù)研究，E-mail：meixudong1113@126.com

頁巖氣開發(fā)環(huán)評與“三同時”管理及建議

金吉中1,2，梅緒東1，張思蘭1，熊德明1

(1.重慶市涪陵頁巖氣環(huán)保研發(fā)與技術(shù)服務(wù)中心， 重慶涪陵408000； 2.重慶市涪陵區(qū)環(huán)境保護局， 重慶涪陵408000)

摘要：針對目前建設(shè)項目環(huán)評和“三同時”管理不能滿足頁巖氣開發(fā)這一新興產(chǎn)業(yè)環(huán)境保護需要的問題，通過對涪陵示范區(qū)頁巖氣開發(fā)特點及環(huán)境影響進行分析，總結(jié)了現(xiàn)階段頁巖氣開發(fā)環(huán)評和“三同時”管理存在的問題：環(huán)評單元、介入時機不明確，評價依據(jù)與頁巖氣開發(fā)特征不符，評價內(nèi)容和深度不夠；“三同時”管理困難，環(huán)?？⒐を炇諏ο?、內(nèi)容、時間不明確。提出的建議包括：加快頁巖氣開發(fā)環(huán)境影響監(jiān)測和研究，制定頁巖氣開發(fā)相關(guān)環(huán)保法規(guī)、導(dǎo)則和技術(shù)規(guī)范，開展頁巖氣開發(fā)規(guī)劃環(huán)評，建立環(huán)評管理體系；建立頁巖氣開發(fā)“三同時”全過程動態(tài)管理機制，推進頁巖氣開發(fā)環(huán)境監(jiān)理，制定頁巖氣開發(fā)環(huán)?？⒐を炇展芾硪?guī)范。

關(guān)鍵詞：涪陵；頁巖氣；環(huán)境影響評價；“三同時”管理；管理建議

作者簡介：金吉中(1966—)，男，重慶涪陵人，工程師，主要從事頁巖氣開發(fā)環(huán)境保護理論與技術(shù)以及環(huán)境管理研究，E-mail：jinjizhong@163.com

中圖分類號：X820.3

DOI: 10.14068/j.ceia.2015.04.012

開發(fā)頁巖氣是我國調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全的重大戰(zhàn)略需求。自2013年國家能源局將頁巖氣開發(fā)納入國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)后，我國頁巖氣開發(fā)快速發(fā)展，同時也帶來一系列環(huán)境問題。頁巖氣“十二五”規(guī)劃[1]指出：頁巖氣勘探開發(fā)應(yīng)堅持開發(fā)與生態(tài)保護并重，開發(fā)過程中要注重水資源節(jié)約利用，嚴格鉆井操作規(guī)程和壓裂液成分及排放標準，保護生態(tài)環(huán)境。環(huán)評和“三同時”管理可從源頭預(yù)防和減輕頁巖氣開發(fā)對環(huán)境的影響。然而傳統(tǒng)的油氣開發(fā)環(huán)評和“三同時”管理已難以滿足頁巖氣開發(fā)環(huán)境管理的需要。為此，本文通過介紹涪陵示范區(qū)頁巖氣開發(fā)概況，分析其特點與環(huán)境影響，從涪陵示范區(qū)環(huán)評和“三同時”管理現(xiàn)狀出發(fā)，分析其存在的問題，并由此提出建議，為解決我國頁巖氣開發(fā)環(huán)境管理問題提供思路。

1涪陵頁巖氣開發(fā)概況

涪陵頁巖氣田主體位于重慶市涪陵區(qū)焦石鎮(zhèn)，屬山地-丘陵地貌，探明含氣面積106.45 km2，資源儲量2.1萬億m3，為我國首個大型頁巖氣田。氣田地層壓力高、天然氣組分好，甲烷含量高達98%，二氧化碳含量低，不含硫化氫，屬于優(yōu)質(zhì)海相頁巖氣田[2]，但存在地面建設(shè)條件差、水文地質(zhì)條件復(fù)雜、暗河溶洞等地質(zhì)構(gòu)造多、管網(wǎng)建設(shè)無統(tǒng)一規(guī)劃等不利因素。

涪陵示范區(qū)于2013年9月經(jīng)國家能源局批準設(shè)立，目前已實現(xiàn)單井累計產(chǎn)氣過億立方米，是我國首個實現(xiàn)商業(yè)化突破的大型頁巖氣田。擬分兩期在2015年完成一期年產(chǎn)50億m3產(chǎn)能，建設(shè)63個平臺、253口井；在2017年建成國內(nèi)首個百億立方米頁巖氣田。截至2014年12月底，已累計開鉆145口、完井110口、投產(chǎn)45口，產(chǎn)能20億m3、銷售10億m3。其勘探開發(fā)總體處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。

2頁巖氣開發(fā)特點與環(huán)境影響分析

2.1　頁巖氣開發(fā)特點

不同于一般建設(shè)項目，頁巖氣開發(fā)既屬于生態(tài)影響型也屬于污染型；具有區(qū)域廣、污染源分散、環(huán)境影響范圍大以及環(huán)境事故風險高等特點[3]。頁巖氣開發(fā)是一種高風險項目，包括地質(zhì)風險、工程風險和環(huán)境風險；在頁巖氣開發(fā)過程中，對地層和頁巖氣的認識需要不斷探索和研究，是一個不斷進步的科學(xué)探索過程；另外，頁巖氣開發(fā)采用勘探開發(fā)一體化模式，其勘探和開發(fā)階段沒有清晰的劃分。

2.2　頁巖氣開發(fā)環(huán)境影響分析

(1)分布特點

頁巖氣開發(fā)均在野外自然環(huán)境中，其開發(fā)特點決定其污染源具有點多面廣的特點，即：點源分布的高度分散性、面污染源分布的區(qū)域性。頁巖氣的污染單元包括井組和相關(guān)設(shè)施組成的平臺、集氣站和脫水站，通過管網(wǎng)連接為一個整體，各平臺、集氣站和脫水站形成了高度分散的點污染源，而眾多的點源形成了區(qū)域性污染源。

(2)影響特點

環(huán)境影響的全方位性：不僅表現(xiàn)在對水體、土壤等方面，還表現(xiàn)在對區(qū)域生態(tài)乃至居住環(huán)境等方面的影響。環(huán)境影響的時間性：有的屬暫時性污染，如作業(yè)噪聲，施工停止即消失；有的屬長期性污染，如鉆屑、污水等，貫穿于施工和運營的全程，結(jié)束后仍會存留一定時間。環(huán)境影響的可恢復(fù)性與不可恢復(fù)性：對地層的破壞以及對原始自然生態(tài)環(huán)境的改變有些可以恢復(fù)，而有些影響則不可恢復(fù)或難以恢復(fù)。

(3)排放特點

點源與面源排放兼有，以點源為主；正常生產(chǎn)排放和事故排放兼有，以正常生產(chǎn)排放為主；連續(xù)排放與間歇排放兼有，以間歇排放為主；可控排放與不可控排放兼有，以可控排放為主。

3涪陵頁巖氣開發(fā)環(huán)評管理

3.1　涪陵頁巖氣開發(fā)環(huán)評管理概況

2012年，涪陵環(huán)保局相繼審批了焦頁1井鉆探工程、試氣工程的環(huán)評文件。在焦頁1井成功產(chǎn)氣后，中石化規(guī)劃部署焦石壩一期產(chǎn)建區(qū)4個區(qū)塊(試驗井組、北區(qū)、中區(qū)、南區(qū))滾動實施。試驗井組18口井以單井鉆井工程分別編制了環(huán)評文件，評價時段為施工期和閉井期，地面工程單獨展開評價；北區(qū)91口井除部分平臺以單井開展環(huán)評工作外，其余以整個北區(qū)工程為一個整體開展環(huán)評，內(nèi)容包括鉆井工程和集輸工程，評價時段包括施工期、運營期及閉井期；中區(qū)100口井除部分平臺以單井開展環(huán)評外，其余以整個中區(qū)工程為一個整體開展環(huán)評；南區(qū)44口井，環(huán)評工作正在開展。若干平臺打捆編制環(huán)評文件的，其各個平臺均單獨編制了環(huán)境保護單行本。截至2014年12月，涪陵環(huán)保局已累計批復(fù)了20余個頁巖氣開發(fā)相關(guān)環(huán)境影響報告書。

3.2　涪陵頁巖氣開發(fā)環(huán)評管理存在的問題

通過對涪陵頁巖氣開發(fā)環(huán)評的梳理，主要存在環(huán)評項目單元、環(huán)評介入時機不明確，缺乏有針對性的環(huán)保法規(guī)、環(huán)評導(dǎo)則及標準規(guī)范，環(huán)境影響認識不足，評價內(nèi)容和深度不夠等問題，亟待規(guī)范和解決。

(1)環(huán)評項目單元及介入時機不明確

在開展環(huán)評工作時，按照建設(shè)時間，分別以鉆井工程或者配套的地面工程編制報告書報批，其內(nèi)容不能稱之為一個完整項目；由于頁巖氣滾動開發(fā)的特點以及項目組成的復(fù)雜性，難以明確出一個環(huán)評報告書包括的項目單元范圍，導(dǎo)致“三同時”管理存在困難。此外，采用勘探開發(fā)一體化滾動開發(fā)模式，其勘探和開發(fā)階段沒有明確劃分，導(dǎo)致項目環(huán)評的介入時機不明確；在開展規(guī)劃環(huán)評時，由于前期規(guī)劃方案會隨著施工過程的變化不斷調(diào)整，規(guī)劃環(huán)評的介入時機也難以確定。

(2)評價依據(jù)與頁巖氣開發(fā)特征不符

目前頁巖氣開發(fā)環(huán)評采用常規(guī)天然氣的環(huán)評導(dǎo)則和技術(shù)規(guī)范進行評價。由于頁巖氣開發(fā)與常規(guī)天然氣開發(fā)存在較大差異，從環(huán)境影響角度分析，頁巖氣開發(fā)水力壓裂單井耗水量在10 000～40 000 m3[4]；涪陵頁巖氣開發(fā)地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜、地下暗河溶洞眾多，地下水污染預(yù)防和控制難度大，與天然氣開發(fā)相比，壓裂過程環(huán)境影響有較大差別；另外，頁巖氣開發(fā)是一個滾動開發(fā)的過程，鉆井數(shù)量達到常規(guī)天然氣的100倍甚至更多，增加了識別環(huán)境影響的難度。因此，現(xiàn)行常規(guī)天然氣開發(fā)技術(shù)規(guī)范和環(huán)評要求已難以適應(yīng)頁巖氣開發(fā)環(huán)境管理的需要，照搬現(xiàn)行常規(guī)天然氣環(huán)評導(dǎo)則存在盲區(qū)。

(3)環(huán)境影響評價內(nèi)容和深度不充分

頁巖氣開發(fā)最具爭議和管理難度最大的是水資源消耗和污染問題，會引發(fā)水資源供求緊張、水體污染以及水質(zhì)變差等一系列水環(huán)境問題[5]。由于基礎(chǔ)資料缺失，未深入分析鉆井液和壓裂液對地下水環(huán)境的影響和潛在的環(huán)境風險，特別是鉆井液漏失對地下水環(huán)境的影響。關(guān)于油基巖屑等危廢的儲存、運輸、綜合加工，由于國家對油基巖屑的處置沒有統(tǒng)一的標準和規(guī)范，導(dǎo)致現(xiàn)有的環(huán)評文件對油基巖屑的綜合加工利用等處置措施論證不充分。另外，現(xiàn)階段環(huán)評管理工作處于單口井的評價階段，不能全面反映開發(fā)區(qū)塊大規(guī)模鉆井對環(huán)境的影響以及對水資源的需求。同時，在生態(tài)影響、甲烷泄漏排放等方面的評價深度不夠，固體廢物處置要求不統(tǒng)一。

3.3　加強頁巖氣開發(fā)環(huán)評管理的建議

針對頁巖氣開發(fā)環(huán)評管理存在的問題，應(yīng)加強基礎(chǔ)研究，推進科技研發(fā)和監(jiān)測；加快制定頁巖氣環(huán)評導(dǎo)則、標準規(guī)范；組織開展規(guī)劃環(huán)評；建立環(huán)評管理體系。

(1)加強頁巖氣開發(fā)環(huán)境影響監(jiān)測與研究

以涪陵頁巖氣示范區(qū)為案例，開展頁巖氣開發(fā)污染源監(jiān)測以及鉆井液漏失、大規(guī)模水力壓裂對地下水影響等方面的研究，明確頁巖氣開發(fā)水資源循環(huán)利用、油基巖屑處置等關(guān)鍵問題，開展廢水、巖屑最佳處理技術(shù)和排放標準研究。加強科技攻關(guān)和技術(shù)革新，提高關(guān)于頁巖氣開發(fā)對環(huán)境影響規(guī)律的認識，研發(fā)環(huán)境友好型的鉆井技術(shù)和壓裂技術(shù)，為頁巖氣開發(fā)環(huán)評管理決策提供技術(shù)支撐。

(2)加快制定相關(guān)法規(guī)導(dǎo)則和技術(shù)規(guī)范

借鑒北美等國的經(jīng)驗和教訓(xùn)[6]，結(jié)合現(xiàn)有常規(guī)天然氣標準規(guī)范、環(huán)評導(dǎo)則，針對頁巖氣開發(fā)環(huán)境影響的特殊致害機理，以鉆井、壓裂階段造成的環(huán)境污染為重點，加快制定符合我國頁巖氣開發(fā)特色的技術(shù)規(guī)范和環(huán)評導(dǎo)則[7-8]；研究適合我國頁巖氣開發(fā)特點的環(huán)評模式，在項目可研階段介入環(huán)評工作，杜絕“邊施工邊環(huán)評”現(xiàn)象。

(3)盡快開展頁巖氣開發(fā)規(guī)劃環(huán)評

我國頁巖氣開發(fā)起步晚，但其環(huán)境影響已受到全社會廣泛關(guān)注；為避免無序開發(fā)，應(yīng)對全國頁巖氣資源的分布情況，從資源環(huán)境效率、生態(tài)環(huán)境承載力以及環(huán)境風險水平等方面優(yōu)化頁巖氣開發(fā)時序；明確頁巖氣開發(fā)規(guī)劃環(huán)評介入時間和要求，從環(huán)境保護的角度設(shè)定合理的開發(fā)與保護范圍，大范圍內(nèi)優(yōu)化頁巖氣開發(fā)對環(huán)境的影響，從環(huán)保角度合理安排開發(fā)規(guī)模和時序[9]；對頁巖氣開發(fā)的各區(qū)塊開展區(qū)域環(huán)評，以解決單井環(huán)評無法評價區(qū)塊累積影響的問題。

(4)建立頁巖氣開發(fā)環(huán)評管理體系

針對頁巖氣滾動開發(fā)、環(huán)境影響點多面廣的特點，研究制定適合頁巖氣勘探開發(fā)特點的環(huán)評管理規(guī)定，在采用井工廠模式的涪陵示范區(qū)先行先試，盡快開展環(huán)境影響后評價，重點評估大量鉆井和水力壓裂對生態(tài)環(huán)境的影響，為后續(xù)開展頁巖氣開發(fā)環(huán)評的評價內(nèi)容、評價深度和評價重點提供指導(dǎo)；建立頁巖氣開發(fā)規(guī)劃環(huán)評、項目環(huán)評及后評價的環(huán)評管理體系。

4涪陵頁巖氣開發(fā)“三同時”管理

4.1　 涪陵頁巖氣開發(fā)“三同時”管理概況

由于頁巖氣開發(fā)項目的環(huán)境影響集中在施工期，涪陵區(qū)環(huán)保局擬采用全過程監(jiān)督管理，主抓環(huán)評審批、日常監(jiān)督、竣工驗收等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并要求業(yè)主聘請環(huán)境監(jiān)理單位對建設(shè)全過程進行環(huán)境監(jiān)理。截至2014年12月底，涪陵區(qū)環(huán)保局已批復(fù)了試驗井組、北區(qū)以及中區(qū)共計140余口井、20幾個集氣站、2個脫水站以及若干管線的環(huán)評報告，組織了多次監(jiān)督檢查。目前，部分井組已進入產(chǎn)氣運營階段，正在開展竣工環(huán)保驗收試點工作。

4.2　涪陵頁巖氣開發(fā)“三同時”管理存在的問題

由于頁巖氣開發(fā)的特殊性和迫切性，現(xiàn)階段“三同時”管理相關(guān)法規(guī)不完善、監(jiān)管機制不健全，導(dǎo)致實施中落實“三同時”管理存在困難，竣工驗收內(nèi)容、驗收對象以及驗收時間不明確等問題。

(1)落實“三同時”管理存在困難

頁巖氣開發(fā)采用勘探開發(fā)一體化，現(xiàn)場勘探深度不夠、可行性研究方案不成熟，會導(dǎo)致在施工過程中出現(xiàn)重大設(shè)計變更，在“同時設(shè)計”上會出現(xiàn)環(huán)保問題。另外，環(huán)境影響評價落后于工程實際，因而在工程實施中的落實情況不理想，導(dǎo)致環(huán)保要求落實存在困難，環(huán)境污染時有發(fā)生。

(2)竣工驗收對象、內(nèi)容及時間不明確

由于頁巖氣開發(fā)的環(huán)境影響主要集中在施工期，且工期長、工序多，采用滾動開發(fā)，相繼投產(chǎn)的模式與現(xiàn)行環(huán)保驗收程序存在矛盾。環(huán)?！叭瑫r”中對井組運營的理解與實際生產(chǎn)情況出入較大。頁巖氣開發(fā)運營除井組完成施工能夠投入運營外，也需要采氣管線、集氣站等投入試運營。不同平臺井組共用集氣站和集氣管線，但由于不同平臺投入運營時間不一致，導(dǎo)致竣工驗收對象、內(nèi)容及時間不明確。

4.3　加強頁巖氣開發(fā)“三同時”管理的建議

針對頁巖氣開發(fā)“三同時”管理存在的問題，應(yīng)建立頁巖氣開發(fā)“三同時”全過程管理機制，推進頁巖氣開發(fā)環(huán)境監(jiān)理，盡快制定頁巖氣開發(fā)竣工驗收管理規(guī)范。

(1)建立頁巖氣開發(fā)“三同時”全過程管理機制

針對頁巖氣滾動開發(fā)，其環(huán)境影響主要集中在施工期的特點，堅持從源頭預(yù)防，強化頁巖氣開發(fā)“三同時”全過程跟蹤管理[10]；建立頁巖氣開發(fā)“三同時”全過程的監(jiān)管體系，制定頁巖氣開發(fā)全過程檢查方案。強化鉆前工程、鉆井工程、試氣工程等重點時段監(jiān)管以及審批前、驗收等環(huán)節(jié)的現(xiàn)場檢查；竣工驗收的總結(jié)性檢查與各個建設(shè)階段的監(jiān)督檢查相結(jié)合；形成環(huán)評、監(jiān)察、驗收等管理環(huán)節(jié)之間的有機協(xié)調(diào)，實現(xiàn) “三同時”管理無盲點。

(2)推進頁巖氣開發(fā)環(huán)境監(jiān)理試點及規(guī)范制定

以涪陵示范區(qū)以為先例，積極推進頁巖氣開發(fā)環(huán)境監(jiān)理試點，盡快制定頁巖氣開發(fā)環(huán)境監(jiān)理規(guī)范。建設(shè)單位應(yīng)在項目初步設(shè)計完成前委托開展環(huán)境監(jiān)理；充分發(fā)揮環(huán)境監(jiān)理單位在環(huán)保技術(shù)及環(huán)境管理方面的業(yè)務(wù)優(yōu)勢，同時加強對環(huán)境監(jiān)理單位的監(jiān)督；建立行政監(jiān)察單位、環(huán)境監(jiān)理單位、建設(shè)單位三方會商機制，共同做好頁巖氣開發(fā)“三同時”管理工作。

(3)盡快制定頁巖氣開發(fā)竣工環(huán)保驗收技術(shù)規(guī)范

盡快制定頁巖氣開發(fā)環(huán)?？⒐を炇占夹g(shù)規(guī)范。在涪陵示范區(qū)開展先行先試工作，針對頁巖氣滾動開發(fā)和各作業(yè)環(huán)節(jié)的階段性和連續(xù)性，明確驗收內(nèi)容、驗收對象、驗收方法，研究制定符合頁巖氣開發(fā)的驗收時限和工況要求。

5結(jié)語

我國頁巖氣可采資源量為25萬億m3，在可預(yù)見范圍內(nèi)，我國將進行大規(guī)模的頁巖氣勘探開發(fā)。在能源安全和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的政策訴求下，亟需對頁巖氣開發(fā)過程的環(huán)境影響和污染進行科學(xué)評價和規(guī)范管理。因此，結(jié)合我國頁巖氣開發(fā)特點，加快研究配套的環(huán)保技術(shù)和監(jiān)管機制是促進頁巖氣開發(fā)工業(yè)健康發(fā)展的重要舉措。

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Proposals for Environmental Impact Assessment and “Three-simultaneous”

System for Shale Gas Development

JIN Ji-zhong1,2, MEI Xu-dong1, ZHANG Si-lan1, XIONG De-ming1

(1. Chongqing Fuling Shale Gas Environmental Protection Research and Technical Service Center, Fuling 400080, China;

2. Chongqing Fuling Environmental Protection Agency, Fuling 400080, China)

Abstract:urrently, the environmental impact assessment (EIA) requirements and “three simultaneous” system for construction projects (The environmental protection measures should be taken at the same time of design, construction and operation of construction projects) can not meet the requirements of environment protection for shale gas development. The paper, using the Fuling shale gas development demonstration area as an example, analyzes the characteristics and environmental effects of shale gas development, and finds the following problems: the EIA assessment targets and intervention time are ambiguous; the EIA regulations do not conform with shale gas development characteristics; neither the assessment content nor the depth of EIA is enough; and the “three simultaneous” is difficult to implement as the object, content and stage of completion acceptance are unclear. The following suggestions are raised: to accelerate environmental impact monitoring and research of shale gas development; to establish related environmental protection regulations, guidelines and technical specifications; to carry out plan EIA; to set up EIA management system catered to shale gas development characteristics; to establish “three simultaneous” dynamic life cycle management mechanism for shale gas development; to promote the environmental supervision; and to formulate environmental check and approval regulations for shale gas development.

Key words: Fuling; shale gas; environment impact assessment; “three simultaneous” management; management suggestions