劉海萍 吳婷 張健 高雪嬌 楊文瀾
(1.中石油管道有限責任公司西氣東輸分公司蘇北管理處 2.淮陰師范學院化學化工學院)
石油是一種優質、高效、穩定且經濟的能源,為人類社會的生存和發展提供了重要的物質保障,在現代能源體系中占有非常重要的地位。改革開放以來,隨著國民經濟的快速發展和人們生活水平的持續提高,我國對石油的需求也在不斷增加,在一次能源結構中我國石油消耗的比重已達到20%[1]。由于石油資源的不可再生屬性,一直以來世界各國均高度關注油田的勘探與開發建設。
油田的勘探、開發建設將對生態環境系統產生復雜的影響,其中施工期將對空氣、地表水、地下水、土壤和生態等環境要素產生諸多不利影響,同時運營期也將存在較多的環境風險[2]。因此,為謀求油田開發的健康發展,實現資源與環境、經濟與社會的和諧發展,保障政府、企業和居民利益的共贏,對油田開發建設項目開展系統且有針對性的環境影響評價就顯得尤為重要。
石油勘探與開發建設屬于《產業結構調整指導目錄(2015年本)》中的鼓勵類,該類項目的建設符合國家相關產業政策。
規劃環評能夠在規劃實施前對各類重大開發活動作出合理的安排,實現在開發建設活動源頭防范環境污染的目的。一般而言,油田的開發是滾動式的,具有區域性、長期性等特點,因此,無論是對新建還是現有油田的開發,都應首先對其進行規劃環評,這是實現“預防為主,保護優先”的有效手段。
油田開發建設項目規劃環評的主要目標是促進區域環境質量,改善并做好環境風險防控,同時在規劃區域設定合理的開發與保護范圍,明確禁止開發的紅線區域。重點做好井位、站場、集輸管線、供排水、交通、污染處置設施等主輔工程的設計和布局安排,注意避讓規劃開發區域內的環境敏感保護目標(如村莊、基本農田、基本草原等),禁止在飲用水水源保護區、自然保護區、世界文化和自然遺產地等環境敏感區域設立油井,確需在保護區、試驗區開采的油田項目,經有關主管部門同意,油井應在較小的范圍內調整。規劃環評還應當明晰項目實施的主要制約性因素,提出優化油田開發的規模、布局、開發方式、建設時序等建議,明確預防和減緩不利環境影響的對策措施。
工程分析是在開展環境影響預測和評價之前,對建設項目的環境污染因素、產污節點、環境污染特性做的全面分析,它能夠為準確開展環境影響預測,有針對性地制定污染防控方案提供重要的基礎數據,是做好環境影響評價工作的重要基礎。油田建設項目按照開發建設時序,可分為初步設計期、建設期、運營期和封井期四個階段,每個階段產生的環境影響各不相同。
油田建設項目的主體工程主要包括勘探、鉆井和開采、站場、集輸管線、摻水和注水管線等;公用工程和輔助工程主要包括道路、供電、通訊、生活基地、環保措施、供排水設施等。依據不同階段工程建設的特點,工程分析應重點說明項目建設期和運營期廢水、廢氣、固體廢物和噪聲的產生源,匯總給出污染物的產生點位、濃度和產生量,明確污染物的處理處置方法和排放去向。對于滾動開發的建設項目,應針對現有項目開展污染源的跟蹤監測及調查,收集現有污染源的排放數據,為后續的環境影響評價提供類比資料。圖1為油田開發項目的工藝流程及產污環節示意圖[3]。

圖1 油田開發建設項目的工藝流程及產污環節
對于已建油田項目的滾動開發,應重點關注“以新帶老”的問題,做好已建項目的回顧性評價,重點關注不同開采年限、不同產能條件下新、老建設項目原輔材料的消耗量和污染物產生量的變化情況。明確已開發項目的規模和開發方式,分別從水、大氣、噪聲、固廢和生態等環境要素回顧分析已建工程施工期和運營期各類污染物(如含油污水、廢棄泥漿、落地油等)的產生點位和產生量,分析已投入運行的環保設施的運行效果,已采取的環保措施(如施工期取棄土處置去向、集輸站污水和油泥處理等措施)存在的主要問題,并最終提出擬在新建項目中解決的環境問題。
油田開發建設項目的環境影響主要發生在施工期和運營期。
施工期的環境影響主要包括:動力機械和車輛產生的發動機尾氣(含有NO2、CO、非甲烷總烴等)以及施工和運輸揚塵會對環境空氣產生影響;鉆井時產生的廢水、鉆井廢液、鉆井巖屑和落地油等污染物會對地表水、地下水、土壤和生態環境等產生不利影響。其中產生量較大的鉆井廢液,同時含有重金屬、油、有機和無機類化學處理劑等污染物,且有毒有害物質濃度較高,如處置不當將會引發嚴重的環境污染,應將其作為評價重點[4]。油田開發建設過程中還會引發植被破壞、生態受損等問題,應針對不同情況采取不同的方式進行保護。除此之外,項目建設過程中還會產生噪聲污染,應采用隔聲、減震降噪等措施進行防護。
運營期需要按照正常工況和事故狀態兩種情況開展環境影響識別、預測與評價。
正常工況下,油田開發過程中產生的主要廢氣為甲烷烴及非甲烷烴等揮發烴類、油田伴生氣及各種加熱爐燃燒廢氣,污染物主要有揮發性有機物、SO2、NOx、顆粒物等。油田注水開采過程中,采出含油污水、回注水等會對地下水和地表水造成污染,同時破壞土壤的理化性質,對地表植被的生長產生不良影響。采油階段引發的地下水環境影響是一個復雜且長期的過程,依照HJ 610—2016《環境影響評價技術導則 地下水環境》的相關要求,石油開采為Ⅰ類建設項目,至少為地下水二級評價。地下水環境評價的重點應包括項目評價范圍的地下水開采、利用情況調查,評價范圍的地下水水質評價,其監測井應明確井深、水層,及其與項目開發油井的位置關系。實際工作中,由于對項目所在地的水文、地質條件調查深度不夠,往往無法提供準確的預測參數,使地下水預測結果不可靠。這就要求在環境現狀調查階段深入研究掌握評價范圍的水文地質特征,選擇合理的預測模型并確定準確的預測參數,以期得到準確的地下水環境質量預測結果。
油田運營期(開采期)還存在較大的環境風險,必須引起足夠的重視。在環境影響評價中,應當針對不同類型的可信事故開展環境風險識別與預測,分析各種環境風險因素的影響。油田運營期的事故風險主要源于鉆井、場站以及原油集輸管線等工藝環節,潛在危險因素主要有設備及其控制系統的施工與設計缺陷、員工操作失誤、管道腐蝕、第三方破壞、自然災害等。常見的事故類型包括井噴、井壁坍塌和原油集輸管道破裂,其中井噴和管線破裂會導致原油泄漏,引發土壤或水體污染;井壁坍塌有可能導致原油和含鹽量較高的回注水串流至飲用水層,引發地下水污染事故。評價工作中應著重預測油井泄漏對地下水目標含水層的影響情況,預測方法可采用數值法或解析法,其中預測參數的確定宜采用類比法。
原油在事故條件下泄漏,其中易揮發的烴類和芳香類化合物進入大氣不僅污染大氣環境,這些有機污染物還會危及人群健康和安全;若原油泄漏引發火災和爆炸,還將對大氣和生態環境以及周邊人群的生命財產安全造成更加嚴重的危害。若泄漏事故發生于地表水體附近,原油進入水體不僅會直接造成水環境污染,油污覆于水體表面還會阻礙水體復氧,缺氧導致水生生物的死亡,使厭氧微生物迅速繁殖,嚴重影響地表水的功能。若泄漏事故發生于遠離地表水體的位置則會在土壤表面形成落地油,造成土壤污染,使得土壤的透水性和透氣性都顯著下降,無法形成有效的導水通道,影響植物生長甚至可導致植物死亡。若不能及時處置土壤中的落地油,下雨時油污會隨地表徑流進入周邊水體,引發地表水的污染。
油田的開發建設將改變開發區域土地資源的利用方式,對區域生態環境造成直接的破壞和影響,在開發過程中應通過以下措施進行生態保護:
1)初步設計階段,對工程用地(包括站場、井場等)和石油管線進行合理規劃,盡可能避開農田、林地、文物、地表水體等,對占用的農田必須做到占補平衡以避免農作物減產。
2)施工過程中應嚴格控制施工車輛、施工機械及人員的活動范圍,鋪設專用的車輛通道,減少對地表的碾壓。
3)施工中應明確臨時占地和永久性占地,并做好表土層的剝離、臨時堆放和水土流失的防護。
4)因施工導致的地表裸露應及時綠化,防止水土流失,綠化與生態恢復應與景觀保護相結合,確保與自然景觀的和諧。
5)使用新型泥漿,減少鉆井廢物的產生,做好泥漿池的防漏防滲處理,防止污染土壤和地下水環境。
6)妥善處理作業過程中產生的鉆井廢液和含油污水,及時處置落地油等。
鉆井廢液主要由鉆井液、鉆屑以及各種生產廢液組成,其含固、含油量高,組分復雜,部分污染物濃度超出國家允許排放標準的數百倍。處理時應將鉆井廢液和泥漿全部排入井場泥漿池,在池中沉淀澄清后,含油量較大的上清液經處理后可回注油層,剩余污泥可采用覆土填埋或坑內密封法處理。油氣分離出的含油污水大部分經處理后回注油層。各站場應建設生活污水處理設施,確保生活污水的達標排放。
含油污泥是石油生產的伴隨品,一般包含原油和各種渣油等重質油,是原油開采、油氣集輸過程中的一類特征污染物。目前,各采油單位對含油污泥的處理還沒有成熟有效的方法,國家也缺乏相應的含油污泥排放標準。在環境影響評價中,可參考美國的相關標準:石油總烴的質量分數低于2%[5]。對于含油污泥的處理,可采用固化、焚燒、調質分離、萃取、生物等方法進行綜合處置。
環境風險管理的關鍵在于減少風險事故發生的可能性,并采取必要的防范措施和監控技術降低事故后果的嚴重性。為了防范油田建設期和運營期的環境風險,應要求員工嚴格按規程操作,減少因操作失誤引發的事故,同時做好環境風險防范應急預案,防止安全生產事故轉化為環境污染事故;因此,在環境應急預案中應詳細說明防范、處置各種風險事故中環境污染的制度和措施。井壁坍塌和井管破裂等事故會導致地下水污染,由于水文地質條件非常復雜,其影響的范圍和程度通常難以準確預測,應針對其主要的環境影響制定切實可行的應急措施和長期的監測計劃,以便及時發現問題并采取措施減緩不利影響。
油田勘探與開發建設項目對環境造成的影響具有長期性和不可逆性等特點,要使石油企業在開發建設過程中減少對生態環境的破壞,就需要企業管理者和相關政府部門能夠相互配合,以環境影響評價作為切入點,從宏觀上根據相關規劃實施情況,結合油田不同開發區塊與不同環境敏感區之間的位置關系,進行合理的環境影響預測。嚴格依照環評文件中提出的防治污染和防止生態破壞的措施開展環保工作,堅守生態保護紅線及環境質量底線,將節能、環保的理念貫徹到企業管理中,做到油田開發的健康發展,實現資源與環境保護、經濟與社會發展的共贏。