中國(guó)油氣田采出水回注發(fā)展建議

楊術(shù)剛 張坤峰 陳宏坤 高春陽(yáng),3 戴 忠 杜顯元 陳昌照

1.中國(guó)石油集團(tuán)安全環(huán)保技術(shù)研究院有限公司 2.石油石化污染物控制與處理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室3.西南石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 4.中國(guó)石油西南油氣田公司5.中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司質(zhì)量健康安全環(huán)保部 6.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）水資源與環(huán)境學(xué)院

0 引言

石油和天然氣是中國(guó)能源體系的重要組成部分，對(duì)國(guó)家能源安全與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展意義重大。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布數(shù)據(jù)顯示，2021年，全國(guó)原油產(chǎn)量約1.99×108t，進(jìn)口量約5.13×108t，天然氣產(chǎn)量2 053×108m3，進(jìn)口量 1 687×108m3。新形勢(shì)下，“穩(wěn)油增氣”戰(zhàn)略是保障、提升中國(guó)油氣安全的現(xiàn)實(shí)選擇。應(yīng)對(duì)氣候變化背景下，天然氣是實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)和“美麗中國(guó)”的重要力量，將在中國(guó)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型中發(fā)揮重要作用，預(yù)計(jì)在2025年天然氣產(chǎn)量達(dá)2 300×108m3，2040年及以后較長(zhǎng)時(shí)期穩(wěn)定在3 000×108m3以上水平，油氣占能源消費(fèi)比例升至32%[1-2]。鑒于中國(guó)資源稟賦特征，非常規(guī)油氣開(kāi)發(fā)將成為中國(guó)實(shí)現(xiàn)“穩(wěn)油增氣”目標(biāo)的主力。2020年，中國(guó)非常規(guī)天然氣產(chǎn)量占天然氣總產(chǎn)量的38%，預(yù)計(jì)到2035年其比重有望超天然氣總產(chǎn)量的50%[3]。

隨著中國(guó)非常規(guī)天然氣勘探開(kāi)發(fā)力度的不斷加大以及大部分油氣田進(jìn)入開(kāi)發(fā)中后期，油氣生產(chǎn)過(guò)程中的采出水量急劇上升[4-5]。相關(guān)資料表明，油氣田開(kāi)發(fā)中后期，采出油中含水量為70%～80%，有的甚至超過(guò)90%；頁(yè)巖氣田試采初期（2～3個(gè)月）平均單井采出水量為20～30 m3/d[4,6]。由于油氣田采出水具有礦化度高（30～360 g/L）[6-8]、石油類(lèi)—細(xì)菌—懸浮固體含量高、有機(jī)物—有毒重金屬種類(lèi)多含量高、含天然放射性物質(zhì)等復(fù)雜特征[7,9-12]，處理處置難度大、成本高，在現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，為維持正常生產(chǎn)，經(jīng)混凝沉淀、過(guò)濾等工藝處理后，在采取安全有效的措施情況下，有計(jì)劃地向現(xiàn)役油藏、枯竭廢棄油氣藏或地質(zhì)構(gòu)造封閉地層回注采出水成為國(guó)內(nèi)外油氣行業(yè)普遍采用的一種處置方式[5,8,13-14]。其優(yōu)點(diǎn)在于：一方面用于維持地層壓力、提高原油采收率，解決水驅(qū)采油水源問(wèn)題；另一方面減少達(dá)標(biāo)外排處理成本，降低油氣田采出水對(duì)地表環(huán)境的影響[5,15]。為避免回注采出水對(duì)地下水造成影響，回注井深度通常為數(shù)百米至數(shù)千米，一般大于1 000 m，已見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的最大回注深度達(dá)5 757 m[16]。然而，回注地區(qū)地質(zhì)、水文地質(zhì)條件復(fù)雜，回注井鉆穿多個(gè)含水層，存在回注水外泄影響地下水、地表水環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)[6,14]，可能的污染途徑主要包括：①井筒完整性失效，回注水沿井筒外泄；②回注層封閉性不好，回注水經(jīng)斷層運(yùn)移至上覆含水層甚至淺層含水層；③注入井井底壓力過(guò)大，在上覆隔離層產(chǎn)生斷裂面而泄漏；④回注水在壓力驅(qū)動(dòng)下緩慢擴(kuò)散運(yùn)移至地下水出露點(diǎn)或排泄點(diǎn)[4,17-19]。

相較于地表水污染，地下水污染具有復(fù)雜性、隱蔽性、滯后性和難恢復(fù)性，修復(fù)成本高、難度大、周期長(zhǎng)。為保障地下水安全，切實(shí)加大地下水資源保護(hù)力度，自2011年開(kāi)始，中國(guó)正式從國(guó)家層面系統(tǒng)實(shí)施地下水污染防治工作，先后出臺(tái)或修訂《全國(guó)地下水污染防治規(guī)劃（2011—2020年）》《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》《水污染防治法》《地下水污染防治實(shí)施方案》等法律法規(guī)和政策條例，全方位、多層次深化地下水污染防治。在油氣田采出水回注地下水環(huán)境保護(hù)方面，國(guó)家生態(tài)環(huán)境部于2019年12月發(fā)布了《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)估管理的通知》，明確指出，“涉及廢水回注的，應(yīng)當(dāng)論證回注的環(huán)境可行性，采取切實(shí)可行的地下水污染防治和監(jiān)控措施，不得回注與油氣開(kāi)采無(wú)關(guān)的廢水，嚴(yán)禁造成地下水污染”；國(guó)家生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合其他部委于2021年12月發(fā)布《“十四五”土壤、地下水和農(nóng)村生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》，要求探索油氣采出水回注地下水污染防治措施。2021年12月開(kāi)始實(shí)施的《地下水管理?xiàng)l例》，為防治地下水超采和污染奠定了法治基礎(chǔ)，標(biāo)志著中國(guó)地下水管理邁入依法嚴(yán)管的新階段，也對(duì)油氣田采出水回注地下水風(fēng)險(xiǎn)管控與污染防治提出了更艱巨的挑戰(zhàn)。當(dāng)前，油田采出水回注面臨更高的環(huán)保監(jiān)管要求，氣田采出水回注面臨部分地區(qū)禁止回注，允許回注地區(qū)現(xiàn)有回注井回注能力下降、新建回注井批復(fù)困難、回注受限等困境。為推進(jìn)油氣開(kāi)發(fā)與地下水環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)油氣行業(yè)綠色發(fā)展，亟待加強(qiáng)油氣田采出水回注管理體系、風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范等基礎(chǔ)研究。

美國(guó)油氣產(chǎn)量世界領(lǐng)先，2018年，原油產(chǎn)量約4.68×108t，天然氣產(chǎn)量達(dá)8 614×108m3，截至2018年年底，累計(jì)生產(chǎn)原油約316×108t，累計(jì)生產(chǎn)天然氣28×1012m3[20]，已頒布實(shí)施的地下注入控制法規(guī)在規(guī)范油氣作業(yè)采出水回注、保護(hù)地下水環(huán)境等方面發(fā)揮了重要作用。筆者系統(tǒng)回顧了美國(guó)地下注入控制法規(guī)的由來(lái)、組成以及其中許可授權(quán)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范等內(nèi)容，梳理了中國(guó)現(xiàn)行油氣田采出水回注管理體系，對(duì)比分析提出中國(guó)今后油氣田采出水回注工作改進(jìn)建議，以期為新時(shí)期中國(guó)油氣田采出水科學(xué)、安全回注提供參考。

1 美國(guó)地下注入控制法規(guī)

1.1 地下注入控制法規(guī)由來(lái)及組成

自20世紀(jì)30年代，美國(guó)石油公司開(kāi)始研發(fā)利用深井回注技術(shù)來(lái)處理油氣開(kāi)采相關(guān)廢液，隨后該技術(shù)推廣到其他行業(yè)的廢水處理。1948年，美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)《聯(lián)邦水污染控制法》，并于1972年出臺(tái)《聯(lián)邦水污染控制法修正案》，一方面允許實(shí)施廢水深部地質(zhì)處置，另一方面制訂了以技術(shù)為基礎(chǔ)的污染控制政策，建立了嚴(yán)格的、強(qiáng)制性的許可證管理制度[21-22]。為進(jìn)一步規(guī)范管理包括地下水在內(nèi)的公共飲用水供水系統(tǒng)，美國(guó)國(guó)會(huì)于1974年通過(guò)了《安全飲用水法》，為地下注入技術(shù)的污染控制奠定了法律基礎(chǔ)，又于1977年再次修訂了《聯(lián)邦水污染控制法修正案》，名為《清潔水法》，規(guī)定除非獲得污水排放許可，否則任何人不得從點(diǎn)污染源向外排放污水[21]。1980年，應(yīng)美國(guó)國(guó)會(huì)要求，美國(guó)環(huán)保署（EPA）頒布了《地下注入控制法規(guī)》（UIC），從技術(shù)層面進(jìn)一步規(guī)范各州在制訂、執(zhí)行地下注入控制計(jì)劃時(shí)所應(yīng)遵循的相關(guān)規(guī)定和技術(shù)規(guī)范，從而保障地下飲用水源不受污染[23-24]。

美國(guó)公共飲水系統(tǒng)中90%的水都取自地下水，因此，美國(guó)出臺(tái)UIC法規(guī)、對(duì)地下注入實(shí)施監(jiān)管的核心目的是保護(hù)地下水源。該法規(guī)框架結(jié)構(gòu)及其主要內(nèi)容如表1所示。地區(qū)負(fù)責(zé)人對(duì)本區(qū)域內(nèi)的注入井選址、建造、運(yùn)行、封井、檢測(cè)、監(jiān)測(cè)等活動(dòng)進(jìn)行全程、全面監(jiān)管，對(duì)于一些特殊的重大注入計(jì)劃，EPA實(shí)行直接管理[24]。按照注入流體類(lèi)型、注入地層、應(yīng)用領(lǐng)域的不同，EPA將注入井分為6類(lèi)，各類(lèi)井的功能及其數(shù)量如表2所示。這些地下注入井主要用于石油天然氣、采礦、市政、溫室氣體減排等領(lǐng)域的廢物廢液地質(zhì)處置。據(jù)EPA統(tǒng)計(jì)，美國(guó)全年注入地下的廢液量超過(guò)28.4×108m3，其中約3 400×104m3為危險(xiǎn)廢料，占地面處置危險(xiǎn)性液體廢料總量的60%左右[21,24]。自UIC法規(guī)實(shí)施以來(lái)，美國(guó)未見(jiàn)發(fā)生由地下回注引起的嚴(yán)重環(huán)境污染事故相關(guān)案例[17,23]。

表1 美國(guó)地下注入控制法規(guī)框架結(jié)構(gòu)表

表2 美國(guó)地下注入井類(lèi)型及其應(yīng)用領(lǐng)域表

1.2 地下注入規(guī)則授權(quán)及許可證授權(quán)

UIC法規(guī)規(guī)定，注入井的所有者或運(yùn)營(yíng)者必須取得許可證或規(guī)則授權(quán)方可從事地下注入活動(dòng)[24]。若回注導(dǎo)致含污染物的流體進(jìn)入地下飲用水層，或該污染物的存在可能違反飲用水法規(guī)或?qū)θ梭w健康造成負(fù)面影響，則地下注入無(wú)法獲得許可證授權(quán)或規(guī)則授權(quán)。對(duì)于Ⅰ類(lèi)井、Ⅱ類(lèi)井中的處置井和Ⅲ類(lèi)井，如果所有者或運(yùn)營(yíng)者在經(jīng)《安全飲用水法》授權(quán)的地下注入計(jì)劃首次生效后的一年內(nèi)，或按照地下注入控制法案要求編制詳細(xì)目錄（包括回注井的性質(zhì)、類(lèi)型、運(yùn)行現(xiàn)狀、回注液性質(zhì)、平均和最大回注壓力及井筒完整性測(cè)試日期等）并提交至地區(qū)負(fù)責(zé)人后，向現(xiàn)有回注井回注廢液，則此類(lèi)回注視為規(guī)則授權(quán)。規(guī)則授權(quán)回注井的所有者或運(yùn)營(yíng)者，應(yīng)按照相關(guān)法規(guī)開(kāi)展運(yùn)營(yíng)、維修、變更、封井、棄井或注入等活動(dòng)。若出現(xiàn)未能及時(shí)提交詳細(xì)目錄信息、未能遵守相關(guān)要求、未能提供財(cái)務(wù)擔(dān)保方案、未能證明經(jīng)濟(jì)擔(dān)保能力等情況，則禁止規(guī)則授權(quán)回注井的所有者或運(yùn)營(yíng)者開(kāi)展地下注入工作。

1.2.1 許可證類(lèi)別

許可證分為單井許可證、區(qū)域許可證和緊急許可證。緊急許可證是由地區(qū)負(fù)責(zé)人對(duì)某一特定地下注入活動(dòng)頒布的臨時(shí)許可證，多用于Ⅱ類(lèi)井以避免油氣資源產(chǎn)生重大不可彌補(bǔ)的損失和嚴(yán)重的油氣生產(chǎn)停滯（在不會(huì)導(dǎo)致注入流體流入地下飲用水源的情況下），或用于避免相關(guān)廢液對(duì)人體健康造成緊急和重大危害。獲得規(guī)則授權(quán)之外的地下注入井，若未獲得許可證授權(quán)，則禁止從事包括新建注入井在內(nèi)的所有注入活動(dòng)。當(dāng)出現(xiàn)規(guī)則授權(quán)注入井未能遵守規(guī)則要求、注入井不是或不再屬于規(guī)則授權(quán)井、為保護(hù)地下飲用水源需遵循監(jiān)測(cè)報(bào)告等要求等情況時(shí)，地區(qū)負(fù)責(zé)人可以要求規(guī)則授權(quán)注入井的所有者或運(yùn)營(yíng)者申請(qǐng)單井許可證或區(qū)域許可證。若回注井或項(xiàng)目的整個(gè)周期均獲得規(guī)則授權(quán)，則無(wú)需申請(qǐng)?jiān)S可證。地下注入控制法規(guī)對(duì)回注許可證申請(qǐng)、授權(quán)、簽署、期限、延期、轉(zhuǎn)讓、修改、吊銷(xiāo)并重新發(fā)布、終止等事項(xiàng)做了詳細(xì)規(guī)定。

1.2.2 許可證通用規(guī)定

為充分保障回注許可證的效力，UIC法規(guī)明確了許可證通用規(guī)定、制訂許可證規(guī)定、遵從時(shí)間表、監(jiān)測(cè)結(jié)果記錄與報(bào)告要求、糾正措施5個(gè)方面的規(guī)定。

許可證持有人必須遵守許可證下的所有規(guī)定，任何不遵守許可證規(guī)定的行為都將視為違反《安全飲用水法》，并作為許可證終止、吊銷(xiāo)并重新發(fā)布、修改或拒絕許可證重新申請(qǐng)的依據(jù)。由于不遵守許可證規(guī)定而對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響，許可證持有人應(yīng)采取合理措施減輕或糾正所有負(fù)面影響。許可證持有人應(yīng)在指定時(shí)間內(nèi)按照地區(qū)負(fù)責(zé)人提供其所要求的一切信息，應(yīng)保存所有回注監(jiān)測(cè)信息記錄并提交監(jiān)測(cè)報(bào)告。

1.2.3 制訂許可證規(guī)定

為了保證回注液不會(huì)流入地下飲用水源、回注層地層水不會(huì)遷移到地下飲用水源，許可證應(yīng)規(guī)定最大注入量和最大注入壓力。擬建新注入井的所有者或運(yùn)營(yíng)者在申請(qǐng)?jiān)S可證時(shí)，應(yīng)同時(shí)提交測(cè)試、鉆井及建造計(jì)劃，包含建造要求的許可證頒發(fā)之前，禁止一切建造活動(dòng)。許可證中還應(yīng)包括機(jī)械完整性相關(guān)內(nèi)容，若許可證持有人未能向地區(qū)負(fù)責(zé)人證明注入井的完整性，則禁止注入。

此外，許可證中還應(yīng)詳細(xì)說(shuō)明遵守時(shí)間、臨時(shí)日期、提交進(jìn)度報(bào)告時(shí)期等各項(xiàng)時(shí)間安排；應(yīng)對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備或監(jiān)測(cè)方法的使用、維護(hù)及安裝要求，監(jiān)測(cè)類(lèi)型、監(jiān)測(cè)時(shí)間監(jiān)測(cè)和頻次，提交報(bào)告次數(shù)等方面作詳細(xì)說(shuō)明。許可證中通常還規(guī)定了防止回注流體流入地下飲用水源而采取的必要的糾正措施，包括設(shè)定回注壓力范圍等。地區(qū)負(fù)責(zé)人在審查許可證申請(qǐng)人提出的糾正措施時(shí)，通常會(huì)考慮回注液的性質(zhì)和體積、潛在的受影響人口、地質(zhì)、水文學(xué)、回注歷史、與地下飲用水源的水力聯(lián)系、完井閉井記錄、廢井程序等。

1.3 適用于Ⅱ類(lèi)井的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

如表2所示，第Ⅱ類(lèi)井僅用于注入與油氣生產(chǎn)相關(guān)的液體。根據(jù)用途，EPA將Ⅱ類(lèi)井又細(xì)分為：①處置井，用于回注處置油氣生產(chǎn)過(guò)程、壓裂活動(dòng)產(chǎn)生的咸水或壓裂返排液[10]，回注層通常為生產(chǎn)枯竭層或相似地層，大約占Ⅱ類(lèi)井的20%；②提高采收率井，用于注入咸水、淡水、聚合物或二氧化碳至油藏以提高石油采收率，極少數(shù)應(yīng)用于提高天然氣采收率，大約占Ⅱ類(lèi)井的80%；③油氣儲(chǔ)存井，將油氣注入到地層（如鹽穴）儲(chǔ)存作為美國(guó)戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備，全美大約有100口。因油氣采出水鹽度高，含有毒金屬和放射性物質(zhì)，直接排放將對(duì)環(huán)境和公眾健康造成損害，地表處理達(dá)標(biāo)外排成本高昂，在各州實(shí)施防止采出水排放至土壤和地表水體的規(guī)定后，回注成了處理采出水的首選方式。

為規(guī)范、控制Ⅱ類(lèi)井地下注入計(jì)劃，UIC法規(guī)從建設(shè)要求、運(yùn)行—監(jiān)測(cè)—報(bào)告要求、地區(qū)負(fù)責(zé)人考慮信息3個(gè)方面建立了相應(yīng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)（圖1）。其中，建設(shè)要求主要規(guī)定了回注井選址、回注井建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)定回注地層信息等方面的要求，運(yùn)行—監(jiān)測(cè)—報(bào)告要求則規(guī)定了注入壓力、監(jiān)測(cè)內(nèi)容、監(jiān)測(cè)頻率和年度報(bào)告內(nèi)容，地區(qū)負(fù)責(zé)人考慮的信息規(guī)定了其在批準(zhǔn)Ⅱ類(lèi)井時(shí)所需考慮的內(nèi)容，包括回注地區(qū)圖件資料、擬定的運(yùn)行數(shù)據(jù)、地質(zhì)資料、擬定的回注過(guò)程、測(cè)井資料、封堵與廢棄計(jì)劃等。

圖1 UIC法規(guī)中適用于Ⅱ類(lèi)井的技術(shù)規(guī)范圖

2 中國(guó)油氣田采出水回注管理現(xiàn)狀

目前，中國(guó)環(huán)境保護(hù)相關(guān)的法律法規(guī)及管理?xiàng)l例尚未明確涉及油氣田采出水回注，中國(guó)生態(tài)環(huán)境部等部委發(fā)布的文件則已要求采取切實(shí)可行的措施防止回注過(guò)程對(duì)地下水造成污染（圖2）。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)層面（GB）或生態(tài)環(huán)境部層面（HJ）的油氣田采出水回注標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范尚未發(fā)布，已頒布實(shí)施的《碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法：SY/T 5329—2012》[25]《氣田水注入技術(shù)要求：SY/T 6596—2016》[26]《非常規(guī)氣田采出水回注環(huán)境保護(hù)規(guī)范：SY/T 7640—2021》[27]等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以及《非常規(guī)油氣資源勘探開(kāi)發(fā)環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范：Q/SH 0518—2013》[28]《氣田水回注技術(shù)規(guī)范 ：Q/SY 01004—2016》[29]等企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，主要聚焦于回注選址、水質(zhì)指標(biāo)控制以及回注日常運(yùn)行管理與監(jiān)測(cè)3個(gè)方面。

圖2 中國(guó)與油氣田采出水回注相關(guān)的法律法規(guī)、管理?xiàng)l例及部委文件圖

2.1 回注選址

回注選址包括回注層和回注井的評(píng)選。油田采出水回注至油藏提高石油采收率，故而現(xiàn)有的采出水回注選址通常針對(duì)氣田采出水。中國(guó)現(xiàn)行的氣田采出水回注地層選址與回注井評(píng)選標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范如圖3和圖4所示?；刈釉u(píng)選主要要求：①儲(chǔ)集空間，回注層有足夠的回注容量；②回注地層的封閉性與隔離性，回注層具有良好的蓋層，注入水波及范圍內(nèi)無(wú)斷層、地表露頭；③回注地層的深度，回注不對(duì)淺層可飲用地下水資源造成影響?；刈⒕x擇主要基于其完整性及其與氣田開(kāi)發(fā)區(qū)、回注區(qū)的匹配性，同時(shí)避開(kāi)地下水環(huán)境敏感區(qū)等。井筒完整性失效是回注采出水外泄污染淺層地下飲用水源的重要原因之一，故而中國(guó)現(xiàn)行的氣田采出水回注標(biāo)準(zhǔn)對(duì)井筒結(jié)構(gòu)、防腐、固井質(zhì)量等做了相應(yīng)規(guī)定（圖4）。

圖3 中國(guó)氣田采出水回注層評(píng)選要求圖

圖4 中國(guó)氣田采出水回注井評(píng)選要求圖

2.2 水質(zhì)指標(biāo)控制

油氣田采出水控制回注水質(zhì)是為了保證回注水與地層水、回注地層巖性配伍性良好，避免回注地層發(fā)生嚴(yán)重水敏（或鹽敏、酸敏、堿敏）損害。若回注水與地層不配伍，則可能造成結(jié)垢離子沉淀、黏土礦物膨脹或分散運(yùn)移堵塞孔隙吼道[30]，從而改變地層均質(zhì)性和孔滲特征，降低回注層注入能力，降低采油速度，增加回注壓力，最終導(dǎo)致回注井報(bào)廢甚至影響蓋層的封閉性[14-15]。此外，水質(zhì)不配伍還會(huì)給注水系統(tǒng)設(shè)備與管道帶來(lái)不同程度的腐蝕與結(jié)垢，降低設(shè)備的運(yùn)行效率甚至堵塞、損害管道[9,30]。目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的氣田采出水回注標(biāo)準(zhǔn)涉及的主要水質(zhì)指標(biāo)如表3所示，中石油企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)指標(biāo)控制主要包括pH值、溶解氧，石油類(lèi)、懸浮物固體含量以及硫酸鹽還原菌與鐵細(xì)菌數(shù)量，同年發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)未對(duì)水質(zhì)做明確要求，只需滿(mǎn)足配伍性和可注入性[26]。因油田回注采出水用于提高石油采收率和補(bǔ)充地層壓力，且回注水質(zhì)屬于采油生產(chǎn)控制性指標(biāo)，其水質(zhì)要求高于氣田回注采出水[25-26,29]。

表3 氣田采出水回注水質(zhì)指標(biāo)控制表

2.3 回注日常運(yùn)行管理與監(jiān)測(cè)

為盡可能避免采出水回注對(duì)地下水環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響，中國(guó)當(dāng)前現(xiàn)行的氣田采出水回注標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)日常運(yùn)行管理與淺層水體監(jiān)控做了相應(yīng)規(guī)定（圖5）。日常運(yùn)行管理主要針對(duì)回注壓力、回注量、回注水質(zhì)等信息的記錄以及井筒完整性、回注井技術(shù)狀況的定期檢查，淺層水體監(jiān)控則聚焦于回注區(qū)域河流、地下水水質(zhì)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，以期及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，采取應(yīng)對(duì)整改措施。

圖5 油氣田采出水回注日常運(yùn)行管理與監(jiān)測(cè)內(nèi)容圖

3 中國(guó)油氣田采出水回注發(fā)展建議

自《碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法：SY/T 5329—2012》[25]于1988年首次發(fā)布以來(lái)，圍繞油氣田采出水回注選址、水質(zhì)指標(biāo)控制、日常運(yùn)行管理與監(jiān)測(cè)3大方面，油氣行業(yè)陸續(xù)制訂了行業(yè)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)十余項(xiàng)，生態(tài)環(huán)境部與地方生態(tài)環(huán)境廳也陸續(xù)發(fā)布了油氣田采出水回注地下水污染防治技術(shù)政策（圖4），有效支撐了油氣開(kāi)發(fā)與地下水環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)，污染防治與生態(tài)保護(hù)并重。但與國(guó)外系統(tǒng)完善的油氣田采出水回注管理模式相比，中國(guó)油氣田采出水回注系統(tǒng)科學(xué)規(guī)范管理仍處于起步階段，存在國(guó)家層面政策法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范缺失，回注區(qū)域生態(tài)環(huán)境與地下水環(huán)境影響分析等基礎(chǔ)研究亟待加強(qiáng)等問(wèn)題。隨著《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)估管理的通知》《地下水管理?xiàng)l例》《“十四五”土壤、地下水和農(nóng)村生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》等文件的相繼出臺(tái)，國(guó)家對(duì)地下水污染防治與環(huán)境保護(hù)的管理愈發(fā)嚴(yán)格，上述問(wèn)題的有效解決愈發(fā)緊迫。借鑒美國(guó)地下注入控制法規(guī)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，建議加快開(kāi)展以下3個(gè)方面的工作。

3.1 建立健全國(guó)家層面油氣田采出水回注管理體系

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期探索和實(shí)踐，美國(guó)建立了《聯(lián)邦水污染控制法》《清潔水法》《安全飲用水法》—《地下注入控制法規(guī)》—地下注入規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的分級(jí)分類(lèi)的法律法規(guī)和技術(shù)規(guī)范體系，有效指導(dǎo)了地下注入全過(guò)程的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理。借鑒美國(guó)油氣田采出水回注經(jīng)驗(yàn)，基于回注環(huán)境可行性、安全性與經(jīng)濟(jì)性的充分論證，依據(jù)中國(guó)《環(huán)境保護(hù)法》《水污染防治法》《環(huán)境影響評(píng)價(jià)法》《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例》等法律，適時(shí)開(kāi)展立法調(diào)研或法律修訂，完善中國(guó)環(huán)境保護(hù)法律體系的頂層設(shè)計(jì)，健全國(guó)家層面油氣田采出水回注管理體系，明確油氣田采出水回注這一關(guān)系能源安全與環(huán)境保護(hù)重要領(lǐng)域的法律適用條款，為實(shí)施油氣田采出水回注奠定法律基礎(chǔ)。

3.2 加快制訂國(guó)家層面油氣田采出水回注標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

油氣田采出水回注最大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)在于區(qū)域斷裂構(gòu)造和鉆孔串層對(duì)地下飲用含水層的潛在影響不明。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有回注行業(yè)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在回注選址、水質(zhì)控制、管理與監(jiān)測(cè)等方面要求較為寬泛，缺乏更有針對(duì)性的地下水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。選址方面，回注目的層為現(xiàn)役油藏、枯竭廢棄油氣藏或地質(zhì)構(gòu)造封閉地層，而地質(zhì)構(gòu)造封閉地層量化評(píng)選標(biāo)準(zhǔn)缺失，無(wú)法充分論證回注目的層與回注井位的合理性以及回注環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控的系統(tǒng)性；回注水質(zhì)控制方面，油田采出水回注是為了平衡地層壓力、提高原油采收率、充分利用水資源，而氣田采出水回注是為了給氣田采出水處置尋找出路，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，降低地表達(dá)標(biāo)外排成本，應(yīng)進(jìn)一步結(jié)合回注層物性特征，分級(jí)分類(lèi)制訂回注水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；回注運(yùn)行管理監(jiān)測(cè)方面，過(guò)程控制與監(jiān)測(cè)的有效性、回注區(qū)域廢棄井的管理標(biāo)準(zhǔn)有待進(jìn)一步完善。當(dāng)前，國(guó)家對(duì)地下水環(huán)境的管理日趨嚴(yán)格，建議一方面加強(qiáng)油氣田采出水高效處理與循環(huán)利用、回注選址、回注井筒完整性、回注水反應(yīng)運(yùn)移、立體監(jiān)測(cè)等方面基礎(chǔ)研究；另一方面，建議生態(tài)環(huán)境部牽頭組織油氣企業(yè)，制訂基于地下水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管控和污染防治的油氣開(kāi)發(fā)采出水回注標(biāo)準(zhǔn)體系，完善回注井建井、固井、舊井改造以及材料選用等技術(shù)要求，規(guī)范從源頭到末端的全過(guò)程生態(tài)環(huán)境保護(hù)、地下水風(fēng)險(xiǎn)防控與環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)要求，提高油氣田采出水回注標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性、有效性和可操作性，保障油氣開(kāi)發(fā)的同時(shí)切實(shí)保護(hù)地下水資源。

3.3 試點(diǎn)推進(jìn)油氣田采出水回注許可制管理

排污許可制是目前多數(shù)國(guó)家開(kāi)展水環(huán)境管理的一項(xiàng)基本制度，自1989年在中國(guó)正式確立為環(huán)境管理八項(xiàng)基本制度之一以來(lái)[31]，在規(guī)范企事業(yè)單位及其他生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者排污行為，控制污染物排放，保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等方面發(fā)揮了重要作用。中國(guó)目前現(xiàn)行的排污許可管理辦法或排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范主要集中在大氣、土壤、地表水的污染防治，地下水污染防治或污染物對(duì)地下水影響的相關(guān)規(guī)定較少，油氣田采出水回注尚未納入許可管理。為保障油氣開(kāi)發(fā)采出水回注切實(shí)需要，指導(dǎo)和規(guī)范油氣生產(chǎn)企業(yè)回注活動(dòng)，落實(shí)地下水環(huán)境保護(hù)主體責(zé)任，建議借鑒UIC法規(guī)規(guī)則授權(quán)及許可證授權(quán)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，基于中國(guó)《排污許可管理?xiàng)l例》《排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范 總則：HJ 942—2018》[32]等管理?xiàng)l例或技術(shù)規(guī)范，進(jìn)一步完善注入井運(yùn)行管理與監(jiān)測(cè)內(nèi)容，試點(diǎn)推進(jìn)油氣田采出水回注許可制管理，逐步構(gòu)建以許可制為核心的油氣田采出水回注監(jiān)管體系，支撐油氣產(chǎn)能穩(wěn)定增長(zhǎng)與地下水污染防治并舉。

4 結(jié)論

1）圍繞氣田采出水回注選址、回注水質(zhì)指標(biāo)控制、運(yùn)行管理與環(huán)境影響監(jiān)測(cè)3大方面，油氣行業(yè)先后制訂了采出水回注標(biāo)準(zhǔn)十余項(xiàng)，生態(tài)環(huán)境部與地方生態(tài)環(huán)境廳陸續(xù)出臺(tái)了油氣田采出水回注地下水污染防控政策，有效支撐了中國(guó)油氣開(kāi)發(fā)與地下水環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)。

2）美國(guó)構(gòu)建的油氣田采出水地下注入管理體系與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以規(guī)范地下注入活動(dòng)、保護(hù)地下可飲用水源免受危害為核心，有效指導(dǎo)了地下注入全過(guò)程的地下水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控，取得良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益。

3）隨著中國(guó)常規(guī)、非常規(guī)油氣資源勘探開(kāi)發(fā)力度不斷加大，油氣田采出水量急劇上升，加之地下水環(huán)境保護(hù)政策趨緊，油氣田采出水回注面臨更高的環(huán)保監(jiān)管要求，需建立健全國(guó)家層面油氣田采出水回注管理體系，加快制訂國(guó)家層面油氣田采出水回注標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，試點(diǎn)推進(jìn)油氣田采出水回注許可制管理，強(qiáng)化油氣開(kāi)采地區(qū)地下水污染風(fēng)險(xiǎn)管控，進(jìn)一步增強(qiáng)油氣資源開(kāi)發(fā)與地下水環(huán)境友好性，助力高質(zhì)量實(shí)現(xiàn)“穩(wěn)油增氣”戰(zhàn)略目標(biāo)與美麗中國(guó)建設(shè)。