《页岩气开采地下水污染评价技术指南》编制说明

《页岩气开采地下水污染评价技术指南》

（征求意见稿）

编制说明

《页岩气开采地下水污染评价技术指南》

编制课题组

2023年10月

1、编制背景

页岩气是一种清洁能源，其开发利用能有效的降低对石油和常规天然气的依

赖以及发挥衔接化石能源和新能源的作用，对实现碳达峰碳中和具有积极意义。

近年来，美国页岩气产业发展迅速，页岩气快速勘探开发使其天然气储量增加了

40％，对美国和世界能源格局产生了重要影响。而我国页岩气储量巨大，据统计，

页岩气可采量大约为36×1012立方米。如此丰富的页岩气资源，其有效开采可大

大缓解我国资源压力。目前我国已成为北美洲之外第一个实现规模化商业开发的

国家，建成了重庆涪陵、四川长宁-威远、滇黔北昭通、延安4个国家级页岩气

示范区，2020年总产气量超过200亿立方米，计划到2030年全国实现页岩气产

量800-1000亿立方米。但在页岩气开采带来巨大清洁能源资源和经济效益的同

时，也带来了一系列的环境问题，并造成了一定的环境污染损失。

页岩气开采有别于常规油气及其他非常规油气，如占地面积是常规天然气的

几倍，钻井数量也是常规天然气的上百倍。开采的关键技术是水平钻井和水力压

裂技术，水平钻井是一种特殊钻井，与常规钻竖井最大的区别为该井在目标地层

中维持了一定程度最大井斜角在90°左右的水平井段；水力压裂是利用地面高压

泵，将大量掺入化学物质的水灌入页岩层进行液压碎裂以释放天然气。开采工程

影响时段从施工期、运营期，一直到退役期，影响时间长且范围广，地下水环境

保护工作在防治污染到保护生态环境等许多方面一直伴随着整个活动过程，任务

十分艰巨。

页岩气工程项目造成的主要环境问题之一为地下水环境污染。如钻井液和压

裂返排液处理不当，可能会污染地下水环境。地下水是水资源的重要组成部分，

由于埋藏于地下，遭受污染时不易被发现，且难以恢复治理，具有隐蔽性、滞后

性及难修复性的特点。特别是浅层地下水作为饮用、养殖、灌溉的重要水源，分

布广、敏感程度高，是页岩气开采的主要环境制约因素之一。

编制组依托国家重点研发计划“页岩气开采场地土壤和地下水污染过程及机

制”（编号：2019YFC1805502），通过同位素源解析、标志化合物等方法对开页

岩气开采区特征污染物进行筛选、识别，并结合页岩气开采特征及我国页岩气开

采实际，编制《页岩气开采地下水污染评价技术指南》，在页岩气开采过程中进

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行全生命周期的地下水污染评价，可切实有效地规范和指导页岩气资源开采过程

中的地下水环境保护和污染防治工作，为页岩气资源绿色开采提供技术支撑。

2、编制过程

编制组由重庆市生态环境科学研究院牵头，中煤科工重庆设计研究院（集团）

有限公司和重庆大学参与，针对页岩气开采主要地下水环境问题，以及现有页岩

气开采过程中环保技术政策的不足，在广泛收集国内外页岩气开采和地下水污染

评价相关的标准、规范和要求等基础上，完成本指南的编写。具体编制过程如下：

（1）2020年1月-2021年8月，依托国家重点研发计划“页岩气开采场地土

壤和地下水污染过程及机制”项目，就页岩气开采地下水污染过程及机制等科学

问题召开讨论会，开始页岩气开采区地下水环境状况等调查和指南编制前期筹备

工作。

（2）2021年8月-2023年3月，拟定指南编制的要求、工作思路、方法和

内容，梳理了相关页岩气钻井工程环境影响报告，分析、评估了指南的可操作性；

组织召开了《页岩气开采地下水污染评价技术指南》技术咨询会，并结合专家意

见，形成了《页岩气开采地下水污染评价技术指南》建议稿；2023年3月，通过

重庆市环境科学学会团体标准技术审查委员会及相关专家审核论证，完成立项。

（3）2023年3月-2023年10月，就《页岩气开采地下水污染评价技术指南》

建议稿进行了梳理，征求相关技术单位、页岩气开采单位、技术专家和管理部门

意见和建议，修改形成《页岩气开采地下水污染评价技术指南（初审稿）》。

3、编制依据

本指南引用了下列文件或其中的条款。凡是注明日期的引用文件，仅注日期

的版本适用于本标准。凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改

单）适用于本指南。

GB/T14848地下水质量标准

GB/T39792.1生态环境损害鉴定评估技术指南环境要素第1部分：土壤

与地下水

HJ25.1建设用地土壤污染状况调查技术导则

HJ25.3建设用地土壤污染风险评估技术导则

HJ164地下水环境监测技术规范

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HJ610环境影响评价技术导则地下水环境

HJ682建设用地土壤污染风险管控和修复术语

HJ1209工业企业土壤和地下水自行监测技术指南（试行）

HJ1248排污单位自行监测技术指南陆上石油天然气开采工业

HJ/T349环境影响评价技术导则陆地石油天然气开发建设项目

DZ/T0064.2地下水质分析方法第2部分：水样的采集和保存

DZ/T0288区域地下水污染调查评价规范

NB/T10848页岩气开发工程地下水环境监测技术规范

SY/T7640非常规气田采出水回注环境保护规范

地下水管理条例（国务院令第748号）

石油和天然气开采业行业清洁生产评价指标体系（试行）（国家发展和改革

委员会）

地下水环境状况调查评价工作指南（环办土壤函（2019）770号）

地表水和地下水环境本底判定技术规定（暂行）（环办监测函〔2019〕895

号）

废弃井封井回填技术指南（试行）（环办土壤函〔2020〕72号）

地下水污染源防渗技术指南（试行）（环办土壤函〔2020〕72号）

危险废物处置场和垃圾填埋场地下水环境状况调查评估技术指南（环办便函

〔2022〕382号）

地下水污染防治重点区划定技术指南（试行）（环办土壤函〔2023〕299号）

4、指南编制必要性

页岩气作为常规油气资源最理想的接替资源之一，其高效开发是保障我国能

源安全、优化能源结构的重大战略需求。但页岩气储存地质条件复杂，采用水平

井和多层压裂技术进行开采的过程中对地下水环境风险大，需要加强对地下水的

环境调查和污染评价。由于暂无专门针对页岩气开采地下水污染评价方面的导则，

难以适应当前页岩气开采中地下水污染防治的具体要求，与页岩气开采的快速发

展及其对地下水的环境风险不匹配，具体体现在以下几方面：

（1）未针对页岩气开采行业污染特征，缺乏针对性

与常规天然气自喷式、排水式采气方式相比，页岩气储存地质条件复杂、开

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采难度大，需要借助水平井技术和多层压裂技术进行开采，开采占地面积、钻井

数量、耗水量等均远远高于常规天然气开采，且页岩气钻井液、压裂液成份复杂，

多达100多种化学物质。现有地下水评价导则，如《环境影响评价技术导则地

下水环境》（HJ610-2016）、《环境影响评价技术导则陆地石油天然气开发建

设项目》（HJ349-2023）和《排污单位自行监测技术指南陆上石油天然气开采

工业》（HJ1248-2022）等，均将页岩气与常规天然气开采归为一类，缺乏对页

岩气开采行业的针对性，特征污染物不明晰。

（2）缺乏以地下水为主线的调查评价思路，操作性不强

页岩气开采对地下水环境风险大，且页岩气主产区多为岩溶发育地区，水文

地质条件复杂。但目前针对场地调查和重点行业企业土壤监管的技术导则均以土

壤调查为主线，如针对已退役或搬迁的工业企业原址地块的《建设用地土壤污染

状况调查技术导则》（HJ25.1-2019）、《建设用地土壤污染风险管控和修复监测

技术导则》（HJ25.2-2019）、《建设用地土壤污染风险评估技术导则》（HJ25.3-

2019）等技术标准文件，和针对土壤污染重点监管单位中在产工业企业的《重点

行业企业用地调查疑似污染地块布点技术规定（试行）》《工业企业土壤和地下

水自行监测技术指南（试行）》等，地下水调查仅作为地块土壤环境调查的一部

分，重点不突出。同时，以土壤污染风险管控为主的评价思路不能充分体现页岩

气开采地下水污染风险和特征，操作性不强。

（3）未结合页岩气开采工程特点和周期，适用范围不明确

页岩气开采呈现勘探—建设—生产交叉进行的“滚动开采”特征，场地内环境

影响强度及产生位置随开采进程变化较大，开采场地环境管理不适宜完全按照在

产工业企业或者退役搬迁企业原址地块进行管理。同时，现有导则调查范围以地

块或生产设施边界为主，对页岩气开采区及其影响范围、各类场地及运输系统占

地及施工临时占地等范围考虑不足，导致在调查过程中适用范围尺度不一。

综上，页岩气开采与常规天然气开采有较大差异，同时页岩气开采地下水污

染评价技术方法和依据不足，与页岩气开采的快速发展及其对地下水的环境风险

不匹配。结合页岩气行业特点和主产区水文地质特征，研究制定《页岩气开采地

下水污染评价技术指南》，规范页岩气开采地块地下水环境调查工作内容、工作

程序和评价方法，填补页岩气开采行业地下水污染评价的空白，对加强页岩气开

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采地下水污染防治具有重要意义。

5、指南编制原则

（1）针对性原则：区别于一般工业场地，针对页岩气行业特征、潜在污染

特点等，开展地下水污染调查、评价与防控等工作。

（2）规范性原则：采用程序化、系统化、规范化的工作程序和技术方法开

展页岩气开采场地地下水污染评价工作，保证调查过程的规范性、评价过程的科

学性和评价结果的客观准确性。

（3）可操作性原则：综合考虑页岩气开采场地条件、调查要求以及评价时

间和经费等因素，结合当前调查技术发展和专业技术水平，开展页岩气开采场地

地下水污染评价，科学合理地制定评价工作方案，使评价过程切实可行，以满足

页岩气开采地下水污染评价要求。

6、国内外相关内容研究

（1）国外研究情况

目前全球页岩气开发技术比较完善的是美国，有比较完善的技术法规，限定

相关工程污染物的排放。美国企业和政府均遵循联邦法律《清洁水法》，禁止天

然气点源废水污染物直接排放，水力压裂液不得直接排放到地表水体，必须运送

到拥有排放授权的处理设施并通过国家污染物排放消除系统许可证制度落实。同

时，政府针对页岩气压裂返排废水的特殊性，出台了有别于常规油气田废物处置

要求的规定，但各州差别较大。

近来美国环保署（EPA）已发现各州由于油气开发存在不同的环境问题，已

要求各州不断完善法规，例如得州最近几年不断推出新的政策条款。

美国油气开发的管理模式，主要为许可-监管方式，其中建设期排污许可方

式，与中国的环境影响评价制度相对应，运营期排污许可方式与中国正在建立的

新排污许可体系对应。

（2）国内研究情况

我国拥有相对完善的水环境保护法律法规，如《环境保护法》《水法》《水

污染防治法》等。根据这些法律法规，可以在一定程度上对页岩气开发活动进行

监管，但是缺乏专门针对页岩气开发的法律法规。在常规能源开采领域，制定了

相应的污染物排放控制标准及规范，如《海洋石油开发工业含油污水排放标准》。

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在页岩气开发领域，目前国家制定了《页岩气环境保护第1部分：钻井作业

污染防治与处置方法》，国家能源局也发布了《页岩气储层改造第3部分：

压裂返排液回收和处理方法》（NB/T14002.3-2015）标准，但均未直接涉及地下

水污染评价。已有技术规范如《环境影响评价技术导则陆地石油天然气开发建

设项目》、《建设项目竣工环境保护验收技术规范石油天然气开采》、《环境

影响评价技术导则地下水环境》等，在一定的适用范围内规范了地下水污染评

价工作，对本次《页岩气开采地下水污染评价技术指南》的制定起到了较好的借

鉴作用。

7、指南编制主要思路

一是基于《地下水管里条例》的管理思路，依托《区域地下水污染调查评价

规范》、《地下水环境状况调查评价工作指南》和《危险废物处置场和垃圾填埋

场地下水环境状况调查评估技术指南》技术框架。本指南采用的地下水环境状况

调查技术方法经过上述技术规范在全国范围的实践推广，得到了很好的验证，取

得了良好效果，故本次指南编制技术框架基于上述成熟的规范进行构建，使得指

南更具有可操作性。

二是在遵照国家和行业相关法律法规及标准的基础上，结合页岩气开采行业

环保政策综合制定。力求以符合水文地质专业技术要求、合理精简的工作手段，

科学经济有效地满足页岩气开采地下水污染评价的需要。

三是体现页岩气开采行业的地下水环境污染特征。对页岩气开采工程从选址

期、施工期、运营期、退役期全生命周期进行分析，根据页岩气开采全生命周期

中涉及的建设工程内容污染种类及浓度、产排污特征、潜在地下水污染途径及对

地下水环境影响的程度，将不同的工程进行分级分类，并给出了不同工程关注的

重点单元类型。

四是重视水文地质条件调查与分析。地下水污染评价工作开展是建立在水文

地质条件分析的基础上，只有在水文地质条件查清的情况下，后续评价工作才具

有科学准确性，评价结果才可信。

五是突出污染分级、污染防控的评价思想。一方面，在污染评价阶段增加地

下水污染等级划分这一维度，能使页岩气开采地下水污染评价结果更加直观，为

后续地下水环境治理提供依据；另一方面，增加了地下水脆弱性和设施设备场地

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防渗性能评价等维度，充分与现行的地下水污染防控技术规范进行衔接；最后，

将页岩气开采工程依据污染防控措施决策矩阵，提出了页岩气开采地下水污染防

控措施，避免地下水污染持续扩大恶化。

8、主要条款说明

本指南包括适用范围、规范性引用文件、术语与定义、总体要求、页岩气开

采场地地下水污染识别与调查、页岩气开采场地地下水污染状况监测与评价、页

岩气开采场地地下水污染防控、质量控制与保障等8部分内容。

8.1适用范围

本指南适用于页岩气开采全生命周期的场地地下水污染评价，包含拟建、在

建、在产、退役的页岩气勘探、选址、钻井、完井、录井、测井、试气、井下作

业、采气、集输、净化、回注、封井等。

8.2术语与定义

说明了本指南涉及的术语和定义。主要包括页岩气开采、地下水、包气带、

地下水环境敏感区、地下水污染、地下水污染状况调查和地下水脆弱性。

8.3页岩气开采场地地下水污染识别

依据《页岩气开发工程地下水环境监测技术规范》、《工业企业土壤和地下

水自行监测技术指南（试行）》、页岩气开采工程现场走访调查和环评编制文件，

基本上梳理清楚了页岩气开发工程内容及特点，在已有的规范划分的基础上，结

合本指南的评价重点，以地下水潜在污染风险程度为归属目标，进一步从建设工

程类型、潜在污染源梳理了页岩气开采地下水污染风险。其中，关于风险程度的

划定从污染规模、污染发现难易、污染种类等几个维度去考虑，划分了高、中、

低三个潜在风险等级，为后续污染评价工作开展提供不同侧重点的分级思路。同

时，本指南为了进一步细化评价重点，以场地为基础，进一步给出了重点评价单

元分类，达到页岩气污染评价快速、精细化识别的目的，突出评价重点关注对象。

8.4页岩气开采场地地下水污染调查

地下水污染调查主要依托传统水文地质调查方法，以查清评价场地水文地质

条件和污染状况为主要目标，为后续污染监测评价和成因分析提供基础参考。主

要调查方法包括遥感技术、地球物理勘探、水文测井、水文地质钻探、环境同位

素与示踪技术等，可分别参考DD2019-03、DZ/T0151、地下水污染地球物理探

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测技术指南（试行）和地下水污染同位素源解析技术指南（试行）等技术规范执

行。

8.5页岩气开采场地地下水污染状况监测与评价

8.5.1地下水污染状况监测

本指南在监测井布设方面充分参考《地下水环境状况调查评价工作指南》《地

下水环境监测技术规范》《页岩气开发工程地下水环境监测技术规范》和《区域

地下水污染调查评价规范》等已有标准规范的要求，重点结合页岩气潜在污染风

险程度和工程特征，针对不同地区的水文地质特征，有侧重点的选择布设。同时

监测指标的选取也充分考虑了地下水水化学特征，将地下水水化学基本特征指标

八大离子和地下水环境重点关注指标作为基础监测指标，结合《环境影响评价技

术导则陆地石油天然气开发建设项目》《页岩气开发工程地下水环境监测技术

规范》《排污单位自行监测技术指南陆上石油天然气开采工业》和《建设项目

竣工环境保护验收技术规范石油天然气开采》以及结合页岩气开采行业特征污

染物监测确定了特征监测因子。

8.5.2地下水污染状况评价

本指南污染状况评价采用两种污染评价方法，一种为《地下水质量标准》中

推荐的标准指数法，依据我国地下水质量状况和人体健康风险，参照生活饮用水、

工业、农业等用水质量要求，依据各组分含高低(pH除外)，分为五类，对地下水

监测指标对标评价，以评价地下水水质质量达标情况。另一种为DZ/T0288、地

下水环境状况调查评估工作指南、危险废物处置场和垃圾填埋场地下水环境状况

调查评估技术指南等推荐污染指数Pki法，该方法是反映地下水受人类活动影响

的污染程度，评价过程中，在除去对照值的前提下，以标准值为对照，能直观反

映人为影响，同时反映水化学指标超过国际公认危害标准的程度；同时该方法以

人体饮用健康为基准，更加直观的得出地下水污染程度，为后续地下水污染防控

提供依据。

8.6页岩气开采场地地下水污染防控

地下水污染防控从三个维度来设计构建，一是基于《地下水污染防治分区划

分工作指南》和《地下水污染防治重点区划定技术指南（试行）》提出的地下水

脆弱性评价，采用DRASTIC方法或PLEIK方法对评价区地下水进行评价，关于评

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价结果高、中等、低三个等级和评价流程参照上述工作指南执行。二是基于《地

下水污染源防渗技术指南（试行）》提出了场地防渗性能评价，主要针对已建场

地进行。三是基于《危险废物处置场和垃圾填埋场地下水环境状况调查评估技术

指南》给