為了借鑒美國(guó)在頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)方面的技術(shù)與管理經(jīng)驗(yàn)，2010年4月27日，國(guó)家發(fā)展改革委與美國(guó)貿(mào)易發(fā)展署在北京聯(lián)合舉辦了中美頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)培訓(xùn)班。圖為培訓(xùn)班開(kāi)學(xué)儀式。（楊旭 攝）

      編者按 高油價(jià)時(shí)代，頁(yè)巖氣作為一種新能源，正在被世界所追捧。美國(guó)是世界上頁(yè)巖氣資源勘探開(kāi)發(fā)最早的國(guó)家。近3年，頁(yè)巖氣的大規(guī)模開(kāi)發(fā)改變了美國(guó)的能源格局。美國(guó)頁(yè)巖氣的快速發(fā)展，靠的是競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)機(jī)制，靠的是競(jìng)爭(zhēng)帶來(lái)的技術(shù)創(chuàng)新。而且，美國(guó)的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)在發(fā)展的同時(shí)，也在不斷地處理與環(huán)境的關(guān)系。而這一切，又是如何發(fā)生的呢？本版今天刊發(fā)的這篇源自于美國(guó)紐約時(shí)報(bào)記者克利福德·克勞斯和湯姆·策勒的文章，或許能夠給讀者以啟示。

    2008年以前，面對(duì)迅速增長(zhǎng)的天然氣需求，業(yè)界普遍認(rèn)為美國(guó)大量進(jìn)口液化天然氣不可避免。但是，在一家名不見(jiàn)經(jīng)傳的公司實(shí)現(xiàn)了頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)的突破后，頁(yè)巖氣這種此前被認(rèn)為沒(méi)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的非常規(guī)天然氣的開(kāi)采出現(xiàn)井噴。短短3年間，美國(guó)天然氣實(shí)現(xiàn)自給，并超越俄國(guó)成為世界最大天然氣生產(chǎn)國(guó)。

    統(tǒng)計(jì)資料顯示，美國(guó)頁(yè)巖氣年產(chǎn)量已從2007年的340億立方米躍升至去年的超過(guò)900億立方米。預(yù)計(jì)到2015年，美國(guó)頁(yè)巖氣的年產(chǎn)量將達(dá)到1800億立方米。在頁(yè)巖氣產(chǎn)量攀升的幫助下，去年美國(guó)的天然氣年產(chǎn)量達(dá)到6240億立方米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了年產(chǎn)量為5820億立方米的俄羅斯。

    美國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量大躍進(jìn)的背后，是該國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的如火如荼。在這種大背景下，美國(guó)很多地方居民的生活也因頁(yè)巖氣而發(fā)生了改變。

    荒涼之地發(fā)現(xiàn)了頁(yè)巖氣

    頁(yè)巖氣是從頁(yè)巖層中開(kāi)采出來(lái)的天然氣，是一種重要的非常規(guī)天然氣資源。頁(yè)巖氣的形成和富集有著自身獨(dú)特的特點(diǎn)，往往分布在盆地內(nèi)厚度較大、分布廣的頁(yè)巖烴源巖地層中。與常規(guī)天然氣相比，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)具有開(kāi)采壽命長(zhǎng)和生產(chǎn)周期長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，大部分產(chǎn)氣頁(yè)巖分布范圍廣、厚度大，且普遍含氣，這使得頁(yè)巖氣井能夠長(zhǎng)期以穩(wěn)定的速率產(chǎn)氣。

    目前，美國(guó)的很多州都對(duì)頁(yè)巖氣鉆探工作大開(kāi)綠燈，比如路易斯安那州、得克薩斯州和阿肯色州。有著豐富經(jīng)驗(yàn)的鉆井人杰瑞·杜格斯曾在路易斯安那州工作，目前他在位于賓夕法尼亞州的卡波特石油和天然氣公司擔(dān)任主管。他介紹說(shuō)：“在南方，石油和天然氣的鉆取和開(kāi)采已有超過(guò)100年的歷史了。在那里的每一個(gè)人都習(xí)慣于看到鉆井人的身影，并且也明白這項(xiàng)工作的方方面面。對(duì)他們來(lái)說(shuō)，沒(méi)什么可大驚小怪的。”

    在美國(guó)，不論是迪索托（位于得克薩斯州）還是薩斯奎哈那（位于美國(guó)東海岸），在歷史上都是貧瘠落后之地。然而，這些地方現(xiàn)在都因?yàn)樨S富的頁(yè)巖氣資源而發(fā)生了徹底的變化。

    比爾·威廉姆森是一個(gè)已賦閑在家的電話(huà)工廠退休員工。他居住在迪索托北部一個(gè)名為“石墻”的小城市。這個(gè)小城地下1萬(wàn)到1.3萬(wàn)英尺的地方有著豐富的頁(yè)巖氣資源，這一部分巖層也被冠名為“哈內(nèi)斯維爾”頁(yè)巖。目前，加拿大天然氣巨頭恩卡納（Encana）正在威廉姆森家附近展開(kāi)鉆探工作。盡管鉆探設(shè)備的汽笛聲十分刺耳，但威廉姆森并不反感這位不速之客。因?yàn)樗玫搅碎_(kāi)發(fā)者支付的不菲土地租金。

 
    其實(shí)，在2000年之前，僅有2.8萬(wàn)人的迪索托還是得克薩斯州最貧困的地區(qū)之一，直到頁(yè)巖氣的價(jià)值被開(kāi)發(fā)出來(lái)。迪索托所在的曼斯菲爾德市的市長(zhǎng)柯蒂斯說(shuō)：“那時(shí)，一夜暴富不是神話(huà)。很多人不久前還一貧如洗，突然就拿著現(xiàn)金買(mǎi)下凱迪拉克汽車(chē)。”在當(dāng)?shù)兀裢飞@樣的人還有很多，他們從天然氣公司得到了大筆租金，并簽下長(zhǎng)達(dá)10年的合約。

    在美國(guó)路易斯安那州的曼斯菲爾德，當(dāng)?shù)厝丝趦H為5500人。一直以來(lái)，這里都是一片凋零衰敗的景象，只有煤礦和木材加工兩個(gè)產(chǎn)業(yè)。縣里甚至連修路的錢(qián)都沒(méi)有。而在2008年，這一切改變了。石油天然氣公司接踵而來(lái)，以一英畝幾百美元的價(jià)格從當(dāng)?shù)厝耸种凶庀峦恋兀缓筮M(jìn)行勘探。當(dāng)?shù)劓?zhèn)長(zhǎng)麥考伊說(shuō)：“人們頭天晚上上床睡覺(jué)，結(jié)果一覺(jué)醒來(lái)發(fā)現(xiàn)自己變成了富翁。”2008年5月，史密斯已故父親留下的土地以140萬(wàn)美元的簽約價(jià)格出租給油鷹能源公司進(jìn)行天然氣勘探。他說(shuō)：“我的一生就此改變，我再也不用靠砍樹(shù)為生了。”

    能夠吸引油鷹能源公司這樣的企業(yè)前仆后繼來(lái)到路易斯安那州這片窮鄉(xiāng)僻壤的，正是頁(yè)巖氣。居民史密斯的土地恰恰位于海恩斯維爾頁(yè)巖的上面。這里發(fā)現(xiàn)的黑色頁(yè)巖層厚達(dá)150到300英尺，位于地下幾百米的地方，其面積達(dá)3400平方英里，橫跨路易斯安那和得克薩斯兩州。這些巖石中貯藏著大量的天然氣——據(jù)估計(jì)儲(chǔ)量在112萬(wàn)億到245萬(wàn)億立方英尺之間，其上限儲(chǔ)量能夠滿(mǎn)足美國(guó)12年的能源需求。

    然而，這里還不是美國(guó)頁(yè)巖氣儲(chǔ)量面積最大的地區(qū)。面積最大的當(dāng)屬橫跨賓夕法尼亞及周邊各州的馬塞勒斯頁(yè)巖。其面積為6.5萬(wàn)平方英里，面積甚至超過(guò)了希臘的國(guó)土面積。

美國(guó)的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)已相當(dāng)成熟。圖為美國(guó)天然氣鉆井。  （CFP供圖）

    環(huán)保成為最擔(dān)心的問(wèn)題

    在美國(guó)很多地方，一些居民還在自家的土地里挖掘地下水，形成一個(gè)個(gè)小池塘——這些水能夠支持天然氣公司通過(guò)水力壓裂法來(lái)開(kāi)采頁(yè)巖氣。在這個(gè)過(guò)程中，大量的水、沙子和化學(xué)制品被強(qiáng)大的壓力注入到地下，破壞頁(yè)巖層的結(jié)構(gòu)，從而釋放其中豐富的頁(yè)巖氣資源。目前，這項(xiàng)技術(shù)被認(rèn)為是唯一能開(kāi)啟天然氣礦床的“鑰匙”。但該技術(shù)也是一把雙刃劍——帶給人們豐富的天然氣資源的同時(shí)，也帶給人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的憂(yōu)慮。

    首先表現(xiàn)為對(duì)飲用水的威脅。2010年4月，大約150戶(hù)迪索托居民被迫疏散到鄰近的卡多縣——埃科（Exco）能源公司的鉆井機(jī)無(wú)意中造成了淺層天然氣的泄漏。當(dāng)時(shí)，埃科公司承認(rèn)甲烷已經(jīng)滲入當(dāng)?shù)氐娘嬘盟校⑶冶硎緯?huì)監(jiān)測(cè)是否有氣體從鉆井中逸出。

    美國(guó)南部的小鎮(zhèn)迪默克近來(lái)也不平靜。十幾位居民與卡波特石油與天然氣公司對(duì)簿公堂。卡波特公司被指控在開(kāi)發(fā)天然氣的過(guò)程中，造成了甲烷滲透進(jìn)居民水井的嚴(yán)重后果。在剛剛拍攝完成的紀(jì)錄片《天然氣國(guó)度》中，幾位當(dāng)?shù)氐木用窠邮芰瞬稍L——他們?cè)阽R頭前，點(diǎn)燃了從家中水龍頭中滲出的甲烷氣體。

    其次表現(xiàn)為化學(xué)物質(zhì)的泄漏。2009年，在隸屬于切薩皮克能源公司的鉆井平臺(tái)附近，人們發(fā)現(xiàn)了16頭牛的尸體。事后的調(diào)查顯示，這些牛是食用了鉆井機(jī)使用的化學(xué)制品后死亡。而這些化學(xué)制品則是在一次暴風(fēng)雨中發(fā)生泄漏的。在這次看似偶然的事故之后，切薩皮克公司宣布將會(huì)避免類(lèi)似事件再次出現(xiàn)。

    再次，環(huán)保人士還擔(dān)心水力壓裂過(guò)程中會(huì)消耗大量水資源。據(jù)德國(guó)地球科學(xué)研究中心的霍斯菲爾德教授介紹，每口頁(yè)巖氣井需耗費(fèi)400萬(wàn)加侖（1加侖約合3.78升）的水才能使頁(yè)巖斷裂。在美國(guó)的東北區(qū)域，情況也讓人感到有些棘手。在賓夕法尼亞州，關(guān)于飲用水安全和其他潛在環(huán)境問(wèn)題的訴訟讓鉆探工作遇到了不小的麻煩，甚至間接導(dǎo)致了能源產(chǎn)品成本的增加。同時(shí)，政府也在近期暫時(shí)中止了在國(guó)有林區(qū)內(nèi)發(fā)放新的鉆井許可證。

    在這種情況下，美國(guó)環(huán)境保護(hù)署開(kāi)始了一項(xiàng)關(guān)于天然氣開(kāi)發(fā)對(duì)地下水影響的調(diào)查研究項(xiàng)目，同時(shí)，一些環(huán)保組織也在不遺余力地游說(shuō)并開(kāi)展各種活動(dòng)，希望能有更嚴(yán)厲細(xì)致的聯(lián)邦法規(guī)出臺(tái)，來(lái)規(guī)范天然氣開(kāi)采行業(yè)。

    但與此同時(shí)，也有一些環(huán)保主義者肯定了天然氣開(kāi)發(fā)的正面影響。因?yàn)榕c石油和煤相比，天然氣更為低碳。而且，在可再生資源大規(guī)模應(yīng)用之前，天然氣能夠取代煤炭成為美國(guó)電能的主要來(lái)源，為美國(guó)從傳統(tǒng)能源向可再生能源轉(zhuǎn)變開(kāi)辟了一條低碳之路。

    找到環(huán)保與開(kāi)發(fā)的結(jié)點(diǎn)

    在人們的環(huán)保憂(yōu)慮之下，美國(guó)的相關(guān)部門(mén)和頁(yè)巖氣開(kāi)采公司開(kāi)始采取補(bǔ)救措施。

    近日，賓夕法尼亞州的環(huán)保廳廳長(zhǎng)約翰·韓格爾宣布了一項(xiàng)耗資1200萬(wàn)美元的計(jì)劃——用管道將城市用水從蒙特羅斯運(yùn)送到迪默克。“這項(xiàng)計(jì)劃旨在消除人們的用水恐慌。”韓格爾說(shuō)。據(jù)了解，為這條5.5英里長(zhǎng)的管道工程買(mǎi)單的正是在當(dāng)?shù)亻_(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣的卡波特公司。此外，卡波特公司還為很多居民提供了價(jià)值不菲的純凈水系統(tǒng)。雖然公司一直聲稱(chēng)沒(méi)有證據(jù)證明是該公司的行為造成了當(dāng)?shù)氐奈廴荆珮I(yè)內(nèi)表示，要徹底杜絕頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)帶來(lái)的潛在危害，僅僅靠送水計(jì)劃并不能完全解決問(wèn)題。

    據(jù)了解，美國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)行業(yè)正試圖減少氣井鉆探以及水力壓裂帶來(lái)的環(huán)境破壞。如在每次壓裂完成之后，對(duì)水進(jìn)行獲取和重新利用。美國(guó)許多頁(yè)巖氣鉆井就建在傳統(tǒng)天然氣生產(chǎn)場(chǎng)所附近，因而壓裂后的水能夠被捕獲、處理，并回收利用到下次水力壓裂中。據(jù)悉，目前美國(guó)頁(yè)巖氣鉆探中，70%的水來(lái)自水力壓裂回收的水。

    水力壓裂中使用的殺菌劑也是引發(fā)的擔(dān)憂(yōu)之一。本來(lái)，在水中加入化學(xué)用品是為了使水具有凝膠特性，利于水力壓裂；而水中的細(xì)菌可能阻止化學(xué)反應(yīng)，因此才需要向水中加入殺菌劑。但人們擔(dān)心類(lèi)似的化學(xué)用品會(huì)滲透到地下水位以下。目前，許多頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)公司已經(jīng)考慮采用高強(qiáng)度的超聲波、過(guò)濾器或其他環(huán)保化學(xué)用品殺死水中的細(xì)菌。 

    此外，去年3月，美國(guó)環(huán)保署已出資600萬(wàn)美元，深度研究頁(yè)巖氣壓裂開(kāi)采法對(duì)環(huán)境可能造成的影響。該研究將持續(xù)兩年，這也是美國(guó)首次開(kāi)展此類(lèi)研究。

 3月12日，中石油啟動(dòng)了國(guó)內(nèi)首批頁(yè)巖氣三維地震采集項(xiàng)目。該項(xiàng)目位于滇黔北，這里山高林密，是國(guó)內(nèi)勘探難度較大的地區(qū)之一。圖為隊(duì)員在測(cè)量途中。（王浩 攝）