引言
目前,全国累计探明石油地质储量为341×10^8t,探明程度为34%;累计探明天然气地质储量为11×10^12m3,探明程度为18%。贾承造等研究初步得出:我国页岩气地质资源量为(86~166)×10^12m3,可采资源量为(15~25)×10^12m3;致密气地质资源量为(17~25)×10^12m3,可采资源量为(8.8~12)×10^12m3;致密油地质资源量为(74~80)×10^8t,可采资源量为(13~14)×10^8t。
由此可看出我国油气资源特别是非常规油气资源丰富,勘探开发前景大,在未来油气工业发展中将会占据重要地位。目前我国针对油气田开发展开的规划环境影响评价工作仍处于起步阶段,尤其是油气田开发规划环评的总体思路、评价技术方法、评价指标体系等都相对薄弱,尚未形成一套业内广泛认可的评价指标体系。
综上所述,油气资源环境评价已深入到油气勘探开发的各个层面,逐步成为发展的必然趋势。为确保油气资源的可持续开采,降低环境风险,从环境保护角度对油气田产业结构布局和规模合理性开展审核和评价工作十分必要。顺应这一发展趋势,本文通过梳理污染排放现状及特点、资源利用情况和环境质量现状等环境因子,开展中国石油天然气股份有限公司(简称“中石油”,下同)常规/非常规油气资源区块环境影响要素分析,形成基于“评价指标体系—指标归一化—环境综合评价—评价分级标准”的评价方法,以期实现常规/和非常规油气资源区块的环境承载负荷综合评价,为第四次油气资源评价提供技术支持。
1油气资源环境评价指标体系构建
石油开发涉及面广,影响因素较多,如建设期的钻井地面工程建设;施工期的含油污水、伴生气、井下作业及石油传输中产生的落地原油和风险事故的发生。在现有污染排放现状及特点、资源利用情况和环境质量现状基础上,采用综合性评价方法对常规油气资源和非常规油气资源进行评价,开展中石油常规/非常规油气资源区块环境影响要素分析,形成基于“评价指标体系—指标归一化—环境综合评价方法—评价分级标准”的评价方法。
1.1评价指标选取原则
油气资源环境评价指标体系需从宏观角度反映规划实施带来的环境、社会经济影响,选取定性定量相结合的原则搭建评价指标体系。
根据油气资源开发的特征污染物、环境影响特征、节能减排指标(废气SO2、NOx污染物控制总量、废水COD和氨氮污染物控制总量)、区域环境质量评价指标及相关文献资料,通过专家咨询,建立基于资源环境压力—资源环境承载力2个层面的常规油气和非常规油气资源环境评价指标体系。评价指标体系构建的原则如下:①简明性原则:评价指标要简单、明确。②独立性原则:评价指标具有相对独立性。③代表性原则:选取合适的评价指标,尽可能以最少的指标代表最多的信息。④系统性原则:应确定相应评价层次,选取污染控制指标、清洁生产指标、节能减排指标体现出系统性。⑤易获性原则:指标要易获取,具有可操作性。
在具体评价工作过程中,按照上述原则要求,针对规划指标与区域环境特征,对评价指标进行调整和完善。
1.2构建的评价指标体系
油气资源区域环境评价内容包括资源环境压力、资源环境承载力2类指标。
(1)资源环境压力用来表征油气资源开发对资源的需求压力和对环境的影响程度,即压力越大,油气资源开发对环境的影响程度越大,不利于实际区域的可持续发展。
(2)资源环境承载力反应了区域自然资源及环境的客观承载力大小。承载力越大,表明区域内该类资源及环境对油气资源开发的承载能力越高。根据常规/非常规油气资源勘探开发的环境影响特点,分别将常规油气资源环境评价指标体系分为3个层次,12个指标;将非常规油气资源环境评价指标体系分为3个层次,10个指标(图1,图2)。

延伸阅读:
环保部:《建设项目环境影响评价分类管理名录》(修订征求意见稿)
2评价方法构建
在搭建“环境压力—环境承载力”指标体系下,利用层次分析法确定各单因素指标权重,采用综合评价法对油气资源区域环境状况进行分析及诊断,得出常规/非常规油气资源区环境影响评价综合指数,为油气资源区域生态环境管理提供参考和依据。
2.1评价指标计算方法
2.1.1环境评价指标
资源环境压力用来表征油气资源开发对资源的需求压力和对环境的影响程度。其中,资源环境压力指标分为资源压力和环境压力两大类。
(1)资源压力指标。油气开采过程中,可用的水资源量是限制性因素,因此将水资源开发利用率作为主要评价指标。

式中:k为水资源开发利用率,%;l为未开发区年可采油气量,×10^4t;n为单位油气当量新鲜水消耗量,10^4t/10^4t;M为区域水资源总量,×10^8m3。
(2)环境压力指标。在油气开采过程中,产生废气、废水和固体废物,这些污染物的排放对大气、水和土壤等环境造成了压力,也成为各油田开采过程中亟需解决的主要环境问题。研究中选用污染物的排放贡献率和特征污染物排放强度作为主要评价指标。
主要包括:废气SO2年排放贡献率、废气NOx年排放贡献率、废水COD年排放贡献率、废水氨氮年排放贡献率、废水石油类年排放强度及土壤环境压力贡献率。
①大气污染物年排放贡献率(%)。
油气资源勘探过程中柴油机及加热炉、锅炉燃料燃烧造成的烟气排放,开采井口废气挥发等都会对大气环境造成污染,因此将大气污染物排放贡献率作为评价指标。

式中:s为大气污染物排放贡献率,%;r为大气污染物年排放量,t;Z为油气污染物年排放控制总量,t。
②废水污染物年排放贡献率(%)。
常规油气开采过程中会产生大量采油废水,非常规油气开采会产生大量采排水,除此之外,常规和非常规油气开发过程都会产生大量含油废液、钻井废液、压裂废液和生活污水,导致周围水环境中石油、COD及氨氮含量升高。因此需将废水污染物排放贡献率纳入评价指标。

式中:c为废水污染物排放贡献率,%;x为废水污染物年排放量,t;D为废水污染物年排放控制总量,t。
③废水石油类年排放强度(t/10^4t)。
常规油气资源除了上述指标外,还需将废水石油类排放强度作为评价指标。

式中:H为废水石油类排放强度,t/10^4t;e为废水石油类年排放量,kg;V为年油气产量,10^4t。
④土壤环境压力贡献率(%)。
钻井过程产生的废弃泥浆、岩屑、生活垃圾和生产过程中的落地油、罐底油泥会对周围的土壤生态环境造成污染。

式中:工业固体废物综合利用率指工业固体废物综合利用量占工业固体废物产生量的百分率。
延伸阅读:
环保部:《建设项目环境影响评价分类管理名录》(修订征求意见稿)
2.1.2资源环境承载力指标
资源环境承载力反应了区域自然资源及环境的客观承载力大小,是区域经济和社会发展的限制性因素,对于维持油气资源区域生态系统平衡和可持续发展有重要意义。
(1)资源承载力指标。资源承载力指标是指与油气资源开发相关的资源,油气勘探活动主要涉及水资源、土地资源。评价中将人均水资源量(m3/人)和人均耕地占有量(10^3km2/人)作为资源承载力的主要评价指标。
其中:人均水资源量即单位人口拥有的水资源量;人均耕地占有量即单位人口拥有的耕地面积。
(2)环境承载力指标。环境承载力指标通常分为水环境承载力、大气环境承载力和土壤环境承载力。将环境质量综合指标作为环境承载力的主要评价指标,具体如下:
空气质量优良率:空气环境质量达到或优于二级的天数占全年天数百分比

区域工业固体废物综合利用率等于综合利用的工业固体废物量与工业固体废物产生量的比率。
2.2评价指标量化方法
油气资源区块环境影响评价指标涉及范围比较广,在对油气资源区环境可持续发展模型评价指标赋予权重的时候,由于每个指标有不同的量纲,因此指标数量级差异很大,故首先需要对评价指标进行标准化处理。采用极差正规化法对评价指标进行无量纲化处理,变换成为标准化指标值。

2.3评价指标权重的确定
在“资源环境压力—资源环境承载力”指标体系中,各要素的改变对整个系统的改变贡献不同,或者说整个系统对于不同要素的改变响应不同。权重的赋值合理与否,对评价结果的科学合理性起着至关重要的作用。因此,对于权重的赋值应做到科学、客观,这就需要在寻求合适的权重确定方法的基础上,根据各级指标的重要性程度对指标分别赋予合理的权重。
采用层次分析法确定油气勘探开发区块综合环境影响评价指标权重。首先,设计评价指标权重调查表,将该表连同相关的指标内涵信息等一起发送给相关专家。其次,专家针对研究区域(各油田)污染物排放特点完成各评价指标的权重问卷调查。最终,结合专家问卷调查结果确定各评价指标权重值。
2.4评价指标分值
将各指标的权重与指标标准化值相乘,并加和,得出指标分值,

2.5环境承载力水平综合评价
将所有压力指标的评价分值进行加和,得到压力指标总分值(CCP);将所有承载力指标的评价分值进行加和,得到承载力指标总分值(CCS)。根据环境评价内涵,采用承压度(CCPS)描述特定生态系统的环境承载力水平,承压度用压力指标分值(CCP)、承载指标分值(CCS)的比值来表征。
当压力指标分值小于承载指标分值(CCPS<0.95),系统承压水平为低负荷;当压力指标分值约等于承载指标分值时(0.951.05),系统承压水平为超负荷。
延伸阅读:
环保部:《建设项目环境影响评价分类管理名录》(修订征求意见稿)
3某油田环境影响评价案例
根据评价指标中的具体要素,采用合适的方式和方法,收集某油田201x至201(x+2)年的污染物排放量、污染物年排放控制指标、油气产量及新鲜水消耗量等相关基础数据。其中,环境压力方面的污染物指标查阅《各油田环境统计数据》;区域水资源总量可查阅最新《各省市水资源公报》;环境承载力方面的各项指标查阅《中国统计年鉴报告》;空气质量优良率、区域工业固体废物综合利用率可查阅《各省市环境质量公报》;功能区水质达标率可查阅《各省市环境质量公报》或《各省市水资源公报》。基础数据具体获取方式见表1、表2。

将收集的指标基础数据根据计算方法计算出要素具体值,根据数据标准归一化方法对评价具体值进行处理,得出指标标准化值,以便于不同单位评价指标的比较。最终通过每一个评价对象的环境压力和环境承载力评价分值,算出承压度值,然后根据环境综合评价分级标准,分析判断油气资源评价区域的环境负荷水平及可持续发展状况。某油田环境影响评价结果如表3所示。

4结论
通过梳理污染排放现状及特点、资源利用情况和环境质量现状等环境因子,开展中石油常规/非常规油气资源区块环境影响要素分析,形成基于“评价指标体系—指标归一化—环境综合评价—评价分级标准”的评价方法。
该评价方法具备科学性、层次性、准确性,数据易于收集、便于计算,可操作性较强,容易实施,评价结果简单明了等优势。以某油田为例开展应用案例评价,应用效果良好,具有推广应用价值,评价结果亦为后续大规模开展油气资源环境影响评价提供技术支撑。
延伸阅读:
环保部:《建设项目环境影响评价分类管理名录》(修订征求意见稿)
原标题:油气资源环境评价方法、实践及案例