石油與天然氣構(gòu)成了中國能源架構(gòu)的基石，對于維護(hù)國家能源安全及推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會全面發(fā)展具有不可估量的價(jià)值。據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局最新數(shù)據(jù)揭示，2021年度，國內(nèi)原油產(chǎn)量接近1.99億噸，而進(jìn)口量則攀升至5.13億噸；同期，天然氣產(chǎn)量達(dá)到2053億立方米，進(jìn)口量為1687億立方米。面對新時(shí)代的需求，實(shí)施“穩(wěn)油增氣”策略被視為保障并強(qiáng)化我國油氣安全的關(guān)鍵路徑。在應(yīng)對氣候變化的全球議題下，天然氣作為推進(jìn)“雙碳”目標(biāo)與“美麗中國”愿景的重要支柱，將在能源結(jié)構(gòu)的綠色轉(zhuǎn)型中扮演核心角色，預(yù)計(jì)至2025年，天然氣產(chǎn)量將突破2300億立方米，并有望在2040年后長期穩(wěn)定在3000億立方米以上，屆時(shí)油氣在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比將提升至32%。鑒于中國資源結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性，非常規(guī)油氣資源的開發(fā)將成為實(shí)現(xiàn)“穩(wěn)油增氣”目標(biāo)的核心驅(qū)動(dòng)力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年非常規(guī)天然氣產(chǎn)量已占天然氣總產(chǎn)量的38%，并預(yù)測至2035年這一比例將超過50%。

隨著非常規(guī)油氣勘探開發(fā)力度的增強(qiáng)及油氣田步入開發(fā)中后期，采出水問題日益凸顯，其產(chǎn)量急劇增加。研究表明，在油氣田開發(fā)后期，采出水中水分含量高達(dá)70%至80%，部分甚至超過90%；頁巖氣田試采初期，單井日均采出水量可達(dá)20至30立方米。鑒于采出水的高礦化度（30至360克/升）、高含油量與懸浮固體、豐富多樣的有機(jī)物與重金屬污染，以及潛在的天然放射性物質(zhì)，其處理難度與成本均不容忽視。在此背景下，采用混凝沉淀、過濾等技術(shù)處理后，將采出水安全回注至現(xiàn)役或枯竭油氣藏成為行業(yè)通行做法，旨在維持地層壓力、提升采收率并減少外排成本。為確保地下水安全，回注井深度通常超過千米，最深處記錄已達(dá)5757米。然而，復(fù)雜的地質(zhì)條件增加了回注水外泄風(fēng)險(xiǎn)，可能通過井筒失效、斷層運(yùn)移、隔離層斷裂等多種途徑污染地下水及地表水。

鑒于地下水污染的特殊性——復(fù)雜性、隱蔽性、滯后性及恢復(fù)難度大，中國自2011年起便系統(tǒng)性地推進(jìn)地下水污染防治工作，通過制定及修訂《全國地下水污染防治規(guī)劃》、《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》等一系列法律法規(guī)，構(gòu)建全方位、多層次的防治體系。針對油氣田采出水回注，生態(tài)環(huán)境部等部門發(fā)布了多項(xiàng)規(guī)定，強(qiáng)調(diào)環(huán)境可行性論證、污染防治與監(jiān)控措施的重要性，嚴(yán)禁無關(guān)廢水回注。特別是《地下水管理?xiàng)l例》的實(shí)施，標(biāo)志著地下水管理進(jìn)入法治化新階段，對油氣田采出水回注提出了更嚴(yán)格的管理與污染防治要求。當(dāng)前，油氣田采出水回注面臨更高環(huán)保門檻，亟需加強(qiáng)管理體系、風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范的研究，以促進(jìn)油氣開發(fā)與地下水環(huán)境保護(hù)的和諧共生，實(shí)現(xiàn)行業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展。值得注意的是，盡管已有一系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)出臺，但針對油氣田采出水回注的國家級或生態(tài)環(huán)境部層面的具體標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范尚待完善。

中國與油氣田采出水回注相關(guān)的法律法規(guī)、管理?xiàng)l例及部委文件

回注選址的精細(xì)過程涵蓋了回注層與回注井的雙重評估。鑒于油田采出水回注旨在提升油藏采收率，當(dāng)前回注選址實(shí)踐多聚焦于氣田采出水的處理。中國當(dāng)前實(shí)施的氣田采出水回注規(guī)范，對地層選址與井位評選標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了詳盡規(guī)定，圖示如下。在回注層選擇方面，核心考量包括：其一，儲集潛能，即回注層需具備充足的容量以容納預(yù)期回注量；其二，封閉與隔離效能，要求回注層覆蓋有優(yōu)良的蓋層，并確保注入水在預(yù)定范圍內(nèi)不穿越斷層或地表出露；其三，回注深度控制，旨在防止回注活動(dòng)對淺層飲用水資源的潛在威脅。

至于回注井的選定，則側(cè)重于井筒的完整性、與氣田開發(fā)及回注區(qū)域的協(xié)調(diào)性，并嚴(yán)格規(guī)避地下水環(huán)境敏感區(qū)域。鑒于井筒完整性失效是引發(fā)采出水外泄、污染淺層地下水源的關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)之一，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)對井筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、防腐措施及固井質(zhì)量均設(shè)定了嚴(yán)格規(guī)范。

中國氣田采出水回注層評選要求圖

中國氣田采出水回注井評選要求圖

為確保回注作業(yè)的安全與高效，油氣田采出水在回注前需經(jīng)歷嚴(yán)格的水質(zhì)控制流程，旨在維護(hù)回注水與地層水及地層巖性的良好配伍性，預(yù)防地層因水敏（或鹽敏、酸敏、堿敏）而受損。水質(zhì)不配伍可能引發(fā)結(jié)垢沉淀、黏土礦物變形堵塞孔隙通道，進(jìn)而改變地層結(jié)構(gòu)、降低注入效率、增加回注難度，極端情況下甚至導(dǎo)致回注井失效及蓋層封閉性受損。此外，不良水質(zhì)還會加速注水系統(tǒng)與管道的腐蝕與結(jié)垢，影響設(shè)備性能與壽命。

當(dāng)前，國內(nèi)氣田采出水回注標(biāo)準(zhǔn)聚焦于一系列關(guān)鍵水質(zhì)指標(biāo)，如pH值、溶解氧含量、石油類及懸浮物濃度、硫酸鹽還原菌與鐵細(xì)菌數(shù)量等，中石油企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對此進(jìn)行了詳盡規(guī)定。相較之下，同年發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)雖未明確水質(zhì)具體參數(shù)，但強(qiáng)調(diào)了配伍性與可注入性的基本要求。鑒于油田回注采出水在提高采收率與地層壓力管理中的重要性，其水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)往往更為嚴(yán)苛。

為有效遏制采出水回注對地下水環(huán)境的潛在威脅，中國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)還強(qiáng)化了日常運(yùn)行管理與淺層水體監(jiān)控機(jī)制。前者涉及回注參數(shù)（如壓力、量、水質(zhì)）的記錄、井筒與回注井狀態(tài)的定期檢查；后者則聚焦于回注區(qū)域水體質(zhì)量的動(dòng)態(tài)監(jiān)測，旨在及時(shí)發(fā)現(xiàn)并應(yīng)對任何異常狀況，確?；刈⒆鳂I(yè)的環(huán)境友好性。

油氣田采出水回注日常運(yùn)行管理與監(jiān)測內(nèi)容圖