重庆地区页岩气开发规划环评探析

付永川，杨海蓉，钱炜，吴飚

(1.重庆市环境科学研究院，重庆 401147；2.重庆市生态环境监测中心，重庆 401147)

重庆地区页岩气开发规划环评探析

付永川1，杨海蓉2，钱炜1，吴飚1

(1.重庆市环境科学研究院，重庆 401147；2.重庆市生态环境监测中心，重庆 401147)

结合页岩气开采的环境污染特点、当前重庆地区页岩气开采存在的主要环境问题、页岩气规划环评现状及面临的主要问题，对页岩气开发规划环评关注的重点进行了分析探讨，建议按自然地理单元开展页岩气开发规划环评，并加强对现有采区的环境影响研究，尽快制定页岩气开发环评技术规范及标准。

页岩气；重庆；规划环评

2014年3月，涪陵页岩气田进入商业开发阶段，重庆地区成为我国首个实施页岩气大规模商业开发的区域。2015年3月，重庆市发布了《重庆市页岩气产业发展规划(2015—2020年)》，标志着新一轮页岩气勘探开发的展开。根据《环境影响评价法》和《规划环境影响评价条例》，对自然资源开发的专项规划应当进行环境影响评价。本文重在对重庆地区的页岩气开发规划环评进行探析，以指导后续勘探开发。

1 重庆地区页岩气勘探开发现状

根据重庆市国土房管局公布的信息，截至2016年12月，全市页岩气井共投产240口，探明地质储量3805.98亿m3，建成年产能68亿m3，累计产气90.16亿m3。其中，2016年1—11月新投产53口，新建年产能17.3亿m3，产气45.59亿m3。全市产气重点区域集中在涪陵页岩气田，该气田是中国首个大型页岩气田，是全球北美地区以外第一个进行商业开采的大型页岩气田，含气面积为383.54 km2。

根据《重庆市页岩气产业发展规划(2015—2020年)》，计划到2017年页岩气产能、产量分别达到150亿m3和100亿m3，到2020年，页岩气产能和产量分别达到300亿m3和200亿m3，共投产690口井，钻井50～70口，建成井工厂平台12～18个，涉及除重庆都市功能核心区、都市功能拓展区外的绝大部分区县，重点地区包括涪陵、彭水等地。目前，中石化、中石油等公司在各自矿权区块正在或即将开展新一轮的勘探开采。

2 页岩气勘探开发环境影响特点

2.1 页岩气开发主要环境影响因素

页岩气勘探开发包括钻前工程、钻井工程和采输工程，各阶段对环境的影响不尽相同。页岩气开发存在的主要环境影响因素，如表1所示。

2.2 生态保护红线对开采具有一定制约性

重庆生态环境敏感性区域主要包括特殊生态功能区、生境敏感区、石漠化敏感区、土壤侵蚀敏感区、生物多样性关键区。按照《重庆市生态保护红线划定方案》，重点生态功能区(包括水源涵养区、水土保持区、生物多样性维护区)、生态敏感区(包括水土流失敏感区、石漠化敏感区)、禁止开发区(包括饮用水水源保护区、自然保护区、自然文化遗产地、湿地公园、森林公园、风景名胜区、地质公园)及其他区域(包括四山禁建区、三峡水库消落区、生态公益林地等)均属生态保护红线，全市共划定生态保护红线30 790.9 km2，占全市总面积的37.3%，主要分布在渝东北生态涵养发展区和渝东南生态保护发展区。

表1 页岩气勘探开发环境影响主要因素

重庆页岩气潜在开发区与上述敏感区在空间上均存在不同程度的重叠[1]，尤其是宣汉-巫溪、涪陵、黔江等区块。因此，页岩气勘探开发井场选择受到一定制约，容易发生占用自然保护区、风景名胜区、世界文化和自然遗产地、饮用水水源保护区、森林公园、地质公园、重要湿地、城市规划区以及其他生态保护红线范围内的生态环境敏感区的现象。

2.3 页岩气开发引发的资源环境问题不容忽视

页岩气勘探开发的环境制约因素主要有生态环境影响、水资源制约、地下水环境风险及由于污染防治措施尚待完善而产生的环境污染等。

生态环境影响主要表现为工程占地对生态的破坏，预计到2035年，重庆页岩气开发工程永久占地和临时占地面积分别为15.95 km2和68.45 km2，总计84.40 km2[2]。这些分散的井场占地主要涉及林地和耕地，一定程度上造成生境破碎化，加深当地的人地矛盾，影响粮食生产，也增加了新的水土流失。

水资源是页岩气开发最主要的资源制约因素。重庆地区页岩气单井压裂耗水量在20 000～40 000 m3。水力压裂作业的时间一般较短，分段压裂中，2～3个压裂层段一般在一天之内就可完成，多段水力压裂一般在一周内可以完工，短期内如此高强度的用水量加剧了局部地区一定时段内的水资源不足矛盾。

重庆地区岩溶地貌分布广泛，增加了地下水环境风险。岩溶地区水环境系统具有地上、地下双层空间结构，地表水与地下水转化频繁，地下水空间分布不均，呈现管道化、水系化、易污染的特征，因此，对于页岩气开采钻井废水泄漏、压裂返排液回注对地下水污染的预防与控制难度大，易发生地下水污染的环境风险。据调查[3]，涪陵焦石坝地区压裂废水返排率只有5%，95%的压裂液滞留在地层中，这些漏失的钻井液成分复杂，可能通过裂缝渗透到地下水层或随雨季到来外溢，污染水环境。

页岩气勘探开采产生的压裂返排液多采用直接或简单预处理后回用于水力压裂，也有依托当地污水处理设施进行处理或自行处理。返排液长期露天储存无法避免细菌生长，发黑发臭，压入页岩气地层时，缺氧环境和高温条件都能加速细菌繁殖；二价阳离子易形成碳酸盐或硫酸盐沉淀，影响水力压裂效果，降低产气量。压裂返排液中，以NaCl为主要成分的溶解性总固体(TDS)含量高，页岩气开采区域现有污水处理设施普遍采用生化处理工艺，对此类高浓度含盐废水难以有效处理。

3 页岩气开发规划环评分析重点

论证规划方案的环境合理性，识别不适宜开展钻井的区域，优化规划方案，为规划和环境管理提供决策依据，为下一步项目环评的顺利开展和简化创造条件是页岩气开发规划环评的工作目标。结合上述目标和重庆市页岩气开采的环境影响特点，合理确定页岩气勘探开发规划环评分析重点十分必要。

3.1 规划方案协调性分析

结合重庆市五大功能区定位、生态保护红线划定范围，重点分析页岩气勘探开发规划方案的合理性。页岩气的勘探开发区域应符合城乡规划、土地利用规划、页岩气产业发展规划和生态环境功能区划。利用3S技术，采用空间叠图等方法，明确页岩气规划方案中不符合法律法规约束性条件的部分，并结合生态保护红线、区域资源环境特征、主体功能区规划等要求，提出规划方案的优化建议，对位于生态保护红线范围内的勘探开发布局采取避让措施。

3.2 水资源承载力分析

水资源承载力应作为页岩气开发的重点分析内容。游声刚等[4]利用美国Marcellus页岩气田单井耗水量15 000 m3的标准，对重庆非油公司正在进行页岩气勘探作业的秀山区块、酉阳区块、城口区块、黔江区块的水资源消耗量进行了估算，页岩气开发用水量占区域总用水量的比例在19.69%～37.11%，重庆地区实际耗水量可能更大。在规划环评中，以水资源利用所在流域为单位开展评价可科学反映页岩气开发对流域水资源的影响程度，通过调查流域内水资源总量、时空分布及开发利用强度，如生活用水、工农业生产用水、生态环境用水等现状及规划用水情况，对比流域内可利用水资源量余量与页岩气开发需要消耗的水资源量，可有针对性地提出页岩气开发水资源减缓措施，如优化页岩气井规划布局、开发时限、开发方式，或优化水资源配置，调整压裂时间避开河流枯水期或当地用水高峰期等。

3.3 环境影响与环保措施分析

页岩气规划环境影响宜按环境要素分别进行预测分析，突出累积性、长期性、综合性影响评价。根据目前页岩气开发环境影响研究成果，对生态、水、大气环境的影响分析是页岩气开发规划环评的重点。

(1)生态环境影响及保护修复措施。生态环境的影响分析主要关注以自然地理为单元的流域或区域的景观生态分析，注重生境破碎化和生态完整性，若占用耕地，则需关注对当地农业生产的影响。以涪陵页岩气田为例，涪陵页岩气田焦石坝一期工程规划面积262.8 km2，共布置235口井，总占用旱地164.64 hm2，占用林地59.318 hm2，其他用地19.56 hm2；在旱地中有基本农田85.784 hm2，永久占用基本农田达18.73 hm2，预计每年造成的粮食生产损失360.5 t[5]。因此，在井位选择时应充分考虑生态环境保护，优先选择生态不敏感的地点，尽量减少占用耕地，禁止占用基本农田，减缓人地矛盾。

(2)水环境影响分析及减缓措施。页岩气开发的水环境影响包括地表水环境影响和地下水环境影响。地表水的环境影响主要是由开发产生的各类废水排放引起。鉴于压裂返排液具有TDS和盐分含量高、成分复杂、不易降解、间歇性排放等特点，压裂返排液的处理方案需作为规划环评的重点之一。在规划层面上协调各井开发时序，最大限度回用各类废水。由于重庆地区页岩气钻井区块属岩溶发育区，水力压裂过程中易发生污染地表水和地下水现象，而现阶段重庆地区页岩气开采对深层地下水影响研究成果尚属空白，因此，一方面应及时开展页岩气开采地下水影响的调查研究，另一方面通过合理选择钻井平台位置、选择环保型钻井液、加强钻井段套管保护和固井措施，减小对地下水特别是浅层地下水的影响。应禁止压裂返排液稀释排放或回注，尽量减少对地下水造成污染的可能性。

(3)空气环境影响分析及减缓措施。空气污染来源主要为页岩气泄漏、放喷燃烧废气和柴油机组产生的废气。已有研究表明[6-7]页岩气开发行业存在着甲烷排放显著的问题。因此，即使现阶段规划环评未将气候变化因素纳入评价指标体系，作为温室气体排放量较大的行业，规划环评中将甲烷泄漏及放喷燃烧废气排放因素作为评价指标进行适当研究探索仍具有重要意义。通过比较页岩气开发排放的CO2当量和区域排放CO2当量总量，作为碳减排的决策依据。页岩气开发利用过程中甲烷泄漏或排放可分为人为泄漏和地质构造泄漏[8]。因此，为减少温室气体排放，可通过选择恰当井位避开不良地质地区，采取工程、管理措施，如改进完井工艺，提升装备质量，对含气返排液进行气液分离，分离后的气体进入管网输送；改进试气求产阶段进站测试工艺和流程，减少放喷时间等。

(4)固体废物影响分析及处置措施。页岩气开采产生的固体废物主要有钻井岩屑、废泥浆、废油等。页岩气规划环评需重点针对含油岩屑、废油基泥浆的处理方案提出要求，选择恰当的处置利用方式，如通过当地水泥生产线协同处置或在以区县为单位的开采区域内配套建设含油岩屑回收利用站，并分析论证处置方案的可靠性。

4 页岩气开发环评存在问题与建议

截至2016年底，重庆市针对页岩气钻探、试采等项目已审查100余项环评文件，但尚未开展页岩气规划环评。就目前重庆地区页岩气开发规划而言，面临着规划责任主体不明确、岩溶地貌地区页岩气开发地下水环境影响程度认识不足、规划环评地下水环境影响评价技术方法和手段尚不完善、页岩气开发温室气体排放影响评价方法、评价体系缺失、针对页岩气开发行业的相关环境影响评价技术规范、排放标准不完善等问题。针对这些问题，在此提出以下建议：

(1)明确页岩气开发规划主体，按自然地理单元开展规划环评。目前，重庆地区页岩气勘探开发规划主要由中石化、中石油等多家页岩气勘探开采单位负责编制，进行规划环评编制时，同一区域不同单位各自开展规划环评，不利于从生态环境整体性角度反映页岩气勘探开发所产生的环境影响程度。以流域或区域自然地理单元开展评价可更为科学客观地反映页岩气开发对当地水资源、土地资源及环境质量的影响，有利于从总体上优化页岩气开发规划。建议由地方政府相关部门与勘探开采单位协调，按资源赋存、生态环境自然连续属性科学划分，开展规划环境影响评价。

(2)加强页岩气开采环境影响研究。页岩气在重庆地区开采时间较短，特别是针对岩溶地貌地区页岩气开发对地下水环境影响程度、范围等的了解尚不充分；页岩气行业的温室气体排放影响尚需深入研究，难以全面、科学评价页岩气规划实施所带来的环境影响。涪陵焦石地区作为我国页岩气首个商业化开采区，具备研究条件，可开展页岩气开发对地下水环境及生态环境影响的长期监测。

(3)尽快研究制定页岩气开发环评技术规范及标准。当前，与页岩气开发有关的环境保护法规、标准及环评技术规范尚未形成。针对页岩气的污染物排放标准尚未发布；《环境影响评价技术导则 陆地石油天然气开发建设项目》作为页岩气开发环评的主要参考依据，未考虑页岩气的环境影响特点，对页岩气开发环评指导性不足，如未明确地下水评价技术、温室气体影响评价方法、标准等。因此，通过对已建页岩气井环境保护的调查研究，并结合行业特点和重庆地区地质特征，研究制定适合重庆地方环境特点的页岩气开采相关环保标准、技术规范，如地下水评价技术、温室气体评价方法、页岩气开采污染控制标准等，对指导即将开展的新一轮页岩气开发规划具有十分重要的意义。

[1] 闫力源, 卢培利, 张虹, 等. 重庆页岩气潜在开发区环境特征及保护建议[J]. 环境影响评价, 2015, 37(6): 74- 78.

[2] 卢培利. 突破页岩气开发生态环境约束的思考[C]. 环境影响评价技术管理研讨会——页岩气开采环境管理与环评技术研究, 2016.

[3] 熊德明, 张思兰, 冯斌, 等. 涪陵页岩气勘探开发环保现状分析[J]. 西安石油大学学报(自然科学版), 2016, 31(6): 48- 53.

[4] 游声刚, 郭茜, 吴艳婷, 等. 页岩气开发中的水资源利用对策：以重庆地区为例[J]. 中国矿业, 2015(s1): 195- 198.

[5] 夏宏. 页岩气开采的环境问题及对策建议[C]. 环境影响评价技术管理研讨会——页岩气开采环境管理与环评技术研究, 2016.

[6] U.S. EPA. Study of the Potential Impacts of Hydraulic Fracturing on Drinking Water Resource[R]. USA: EPA, 2012.

[7] Heath G, Meldrum J, Fisher N,etal. Life cycle greenhouse gas emissions from Barnett Shale gas used to generate electricity[J]. Journal of Unconventional Oil and Gas Resources, 2014(8): 46- 55.

[8] 周志恩, 方维凯, 陈敏, 等. 页岩气开发环境影响评价探讨[J]. 环境影响评价, 2015, 37(6): 62- 67.

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，陕西府谷人，高级工程师，主要从事环境影响评价及环境科学研究，E-mail：447657244@qq.com

10.14068/j.ceia.2017.03.004

X37

A

2095-6444(2017)03-0011-04