页岩气开采必然污染地下水吗？

任何人如果稍微了解一下水利压裂的技术细节，都可以从水污染的疑虑中解放出来，这项技术本身是安全的，问题的核心在于政府如何去监管。

根据ARI公司的估计，中国可开采的非常规天然气储量可达50万亿立方米，其中页岩气36万亿立方米、煤层气9万亿立方米、致密气3亿立方米。这个数字是中国可开采的常规天然气储量的十几倍。

2012年，国土资源部油气资源战略研究中心估计中国可开采的非常规天然气有25万亿立方米（不含青藏区）。虽然两个储量数据相差甚远，但中国拥有非常可观储量的可开采非常规油气的事实是世界公认的。

所谓非常规指的是这一类油气存在于渗透性非常低的岩层中，很难自行排出，在钻井完毕后需要水力压裂等手段刺激油井才可以维持油气的产生。非常规油气在过去被认为开采成本过高，而随着能源价格的上涨及开采技术的进步，非常规油气的开采成为世界各国能源开发的重要组成。

非常规油气开采中使用的水力压裂技术可能会带来一些环境及社会问题。面对这些问题及自身的能源状况，世界不同国家对非常规油气的开采持截然不同的态度。

美国是非常规油气开采技术的发源地，上世纪50年代就开始使用水力压裂技术，现在正在制定并实施监管措施，包括限制气体的排放和要求披露压裂液的成分等。墨西哥和加拿大有大量的非常规油气储量，但只有加拿大进行了商业规模的开采。

欧洲各国对于非常规油气的态度迥异，波兰和法国的储量最大，波兰积极支持开采，而法国却严格禁止水力压裂。澳大利亚对非常规油气的开采制定了愈加严格的环保措施，尤其是针对于煤层气开发。澳大利亚的常规油气储量仍然较大，未来二十年内，常规油气的开发仍然是澳大利亚的主要工作。

尽管各国在页岩气开采方面采取了不同的政策选择，但事实上合乎技术规范的水力压裂技术是十分安全的，并不会污染地下水。任何人如果稍微了解一下水利压裂的技术细节，都可以从水污染的疑虑中解放出来。

当然，在技术本身之外，如果监管不到位，作业者违反了相关技术规范得到的结果也必然是污染。

污染可以避免

当实施水力压裂前，需要先钻井，在钻井开始后，要在钻出的井孔中置入钢制的套管（套管外径比钻洞直径略小），在套管外侧与井孔的缝隙间注入水泥，既可以让套管牢固，也可以阻塞井内油气外溢。

地下饮用水在地面下30-300米左右，为了保护地下水，在地下水层附近用直径34cm的表层套管，表层套管的长度及使用的水泥都有严格的规定。而富含油气的页岩层一般在地面1500米以下，在地下水层和页岩层之间有致密的岩石层，正是这些没有渗透性的岩石保护了地下的油气资源不扩散。

在油气层上方200米左右，竖直向下方向前进的钻头开始逐渐转向水平。这样在到达油气层时，钻井方向为水平方向，根据油井的设计位置以及获得油气区块的边界，水平钻井一般可以前进300-3000米。

此时，钻井就形成了L型的油井，如同一个靴子。水平方向的远端如同脚趾，近端如同脚跟，竖直方向为靴筒。钻井完成后要安装生产套管，油气由生产套管导出。水平方向的生产套管中放入射孔枪，高压射流在这部分套管壁上打出孔洞，这样油气就可以通过这些孔洞通过生产套管流到地面。

再来看看水力压裂的过程。钻井设备移走后，压裂操作需要3-10天，而压裂后一口页岩气井可以产生几十年的天然气。压裂液由水、支撑剂（例如沙子）及一些添加剂（用于生成更均匀的混合液及控制凝固时间）混合而成，压裂泵让压裂液产生高压并注入到井内，强大的压力让含油气的页岩层产生裂缝，支撑剂填充这些裂缝，支撑剂内部的间隙让油气可以通过渗透作用一点点流入生产套管，再从井口流出。在水平方向的生产套管中（即L型油井的水平方向），为了精确控制压裂的过程，水平方向的套管要分成10-100段，由远端脚趾开始逐一做压裂，每做一段就加一个机械塞子，塞子隔离了刚刚做过压裂的脚趾端。压裂完成后，移走塞子，油气就流入到套管内。压裂完毕再将压裂液由油井中吸出，处理后可以再次使用。

通过上述钻井及压裂过程的描述，我们不难看出，在钻井的基础上，压裂只是在套管内完成，增加压裂这个过程并没有对环境产生太多难以控制的危害。压裂位置与地下水距离很远而且中间有严密的岩石层分隔，钻井过程中本身已经对地下水有严格的保护。压裂过程中要使用大量的水，但这部分水可以处理后重复利用。

所谓压裂技术污染地下水的判断，从技术层面和理论层面可以完全排除。至于已经产生的污染问题，这或许是由人为因素造成的，而非压裂技术本身不可靠。事实上，相比质疑压裂技术本身而言，似乎更应该重视和督促政府监管的完善和页岩气企业的自律。

黄金法则

就在去年，国际能源署已经提出了开发非常规天然气的黄金规则（Golden Rules），让政策制定者、立法者和操作者可以解决环境及社会问题。

这些规则包括对油井的选择、防止泄露、水的使用、信息的披露等一系列保护环境的手段。黄金规则强调，要想解除公众疑虑，保持透明、监测环境影响及对当地社区做出承诺都是非常必要的。为了保护环境，黄金规则增加了开发流程中的许多工作和开销，但开发成本仅增加7%。

尽管成本增加了，但这是必须的。工业的发展是促进科技进步的契机，也是发展保护环境技术和机制的契机，而市场是选择一切好技术的决策者。压裂技术是系统工程，涉及到机械、电子、液力、化工等一系列专业领域。

值得一提的是，在一系列技术中，压裂用的柴油机及压裂泵是压裂技术的心脏。众所周知，中国在内燃机和高压泵技术上仍然落后，中石油油气装备公司正在积极研发这些技术。对水力压裂技术的开发及应用不仅会促进这些核心领域技术的发展，也会让我们更认真地对待和管理工业生产中可能引发的环境问题。

我们必须承认，人类任何工业活动都会引发环境改变，资源开发和化工工业更是如此；工业中我们不能避免危害环境的废物产生，但我们可以合理地处理并处置这些废物。我国的非油气资源正在初步的勘测过程中，我们很可能拥有世界上最丰富的页岩气资源，从东部的松辽、渤海湾、华北盆地，到中部的鄂尔多斯、四川盆地，到西部的准格尔、塔里木盆地。

我们应该充分利用这些资源，改变我们在国际能源问题上所处的不利地位，并利用开发非常规油气的机会及产生的利润来增强我们的环境意识，以及制定并执行有效合理的环保法令，并充分发展环保技术。

是时候让我们把注意力从无休止的是否开发非常规油气的争论转移到如何解决高效安全开发的问题，从不同企业矿权重叠的短视冲突转移到技术进步和环保规范的长远发展目标中来。

（作者为美非能源有限公司副总裁）