本文作者:蒋晓云 湖南省科学技术协会副主席,湖南省环境科学学会、石油学会副理事长
地下水是生活和农业灌溉用水的重要来源,在我国淡水资源分布不均、极端恶劣天气渐趋频发的情况下,地下水对于应对干旱和水资源不足的价值和作用也日益凸显。然而长期以来一直存在的油气田开采水回注问题,令我国地下水面临持续污染,对生态环境造成严重破坏。为此,我亟需从法制、标准、技术等方面着手,不断加强油气田开采水回注污染防治,提升地下水环境保护工作效能,进而实现地下水资源的可持续利用。
一、我国油气田开采水处理现状
在油气田开采过程中,为弥补地层压力损失、提高油田产量和采收率,通常会将经过处理的油气田开采水回注到油井或地层中,以增加地层内压力,促使原油流向生产井。油气田开采水成分复杂,包括以石油烃类为主的多种有机物、以各种盐类和重金属为主的无机物、微生物等,其污染物浓度高,部分污染物还具有生物毒性和难降解性,处理难度大且成本高昂。目前,国内外油气行业普遍采取“深井灌注排污”法,将石油开采水通过混凝沉淀、过滤等简易工艺处理后,有计划地向现役油藏、枯竭废弃油气藏或地质构造封闭的地层回注。而一旦管理、技术不到位,这种排污方式将会对地下水资源造成不可逆的破坏。
根据相关资料显示,油气田开发进入中后期,采出油液中的含水量为70%至80%,有的甚至超过90%;页岩气田试采初期(2至3个月),平均单井采出水量为20至30m3/d。一旦油气田开采水回注后发生外泄,将严重破坏地下水、地表水环境。而相较于地表水,地下水更加脆弱,受污染后难以发现,且修复成本高、难度大、周期长。今年来,我国靖边、潍坊等地先后发生油气田开采水引发的地下水污染事件。有关地区部分油田周边水源井出现石油污水混入迹象,多数水源井地下水矿化度和氯离子浓度逐年上升。
二、我国油气田开采水污染防治存在的问题
(一)相关标准体系不健全,监管不到位。生态环境部等部委曾发布文件,要求采取切实可行的措施防止回注过程对地下水造成的污染,但并未发布油气田开采水回注标准规范,相关环保法律法规及管理条例亦未对油气田开采水回注问题进行明确。已颁布实施的《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法:SY/T 5329—2012》《气田水注入技术要求:SY/T 6596—2016》《非常规气田采出水回注环境保护规范:SY/T 7640—2021》等行业标准,以及《非常规油气资源勘探开发环境保护技术规范 :Q/SH 0518—2013》《气田水回注技术规范:Q/SY 01004—2016》等企业标准,也主要聚焦于回注选址、水质指标控制、回注日常运行管理与监测等三方面问题,主要明确由企业自主管理,缺乏国家层面的指导和监督。此外,还存在油田回注水未纳入环保监测、在线监测技术不够完善、监测井数量不足、环保监管部门缺少监测数据、缺乏对相关企业监督检查和执法等问题。
(二)相关处理技术不能满足现状。油田回注水成分日趋复杂,包括油、悬浮固体、溶解物质等,既有简易工艺不能满足排放要求。要实现稳定达标,急需对污水处理进行技术革新,但相关工艺技术设施的投资、运行费用高,将会加重企业负担。
三、对策建议
(一)建立健全国家层面油气田采出水回注管理体系和标准规范。适时开展相关立法调研或法律修订工作,进一步完善国家环境保护法律体系顶层设计,健全国家层面油气田采出水回注管理体系,明确油气田采出水回注这一事关能源与环保安全的重要问题的法律适用条款,为有效管理油气田采出水回注问题奠定坚实的法律基础。在这方面,美国经验值得参考。为加强对油气田采出废液回注监管,美国政府相继出台《联邦水污染控制法》《安全饮用水法》《清洁水法》《地下注入控制法规》(UIC)等一系列法律法规。其中,UIC的核心目的为保护地下水源,并对注入井选址、建造、运行、封井、检测、监测等活动进行全程全面监管,对于一些特殊重大回注计划,美国环保署将实行直接管理。
(二)加快制订油气田采出水回注标准规范。围绕油气田开采水高效处理与循环利用、回注选址、回注井筒防泄漏、回注水反应运移、立体监测等方面问题加强研究。由生态环境部牵头组织油气企业,制订基于地下水环境风控和污染防治的油气开采水回注标准体系,完善回注井建井、固井、旧井改造以及材料选用等技术要求,规范从源头到末端的全过程生态环保与监测技术要求,提高油气田开采水回注标准的科学性、有效性和操作性。
(三)加强油气田采出水回注污染防治环境监管。进一步强化对油气生产企业回注活动的指导规范,落实地下水环境保护主体责任,并持续推动环境管理八项基本制度的落实。一是落实环境保护目标责任制以及排污许可证制度,规定责任主体的环保目标和任务,促进相关生产单位加强管理,治理污染,改善环境。二是落实环境影响评价制度、“三同时”制度和污染集中控制,要求相关生产单位加强油气田开采水回注污染治理设施建设。三是落实限期治理制度,加强地下水污染状况监测工作,及时发现危害环境的污染源,并要求相关生产单位限期改进,以达到规定要求。
(四)鼓励和支持油气田开采水回注技术创新。有效减少废水中的污染物排放和对地下水、地表水的污染,是石油工业可持续发展的重要保证。目前,在回注水水质控制、降低井筒腐蚀和结垢、减少管道腐蚀和泄漏风险方面,已经取得部分技术研究成果,应鼓励企业积极应用,同时推动污染防治自动化、信息化、资源化等方面的产学研究,加强技术创新。