【摘 要】近年來，全世界頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，并產(chǎn)生了巨大效益。對此，我們不應(yīng)該只是看到“頁巖氣革命”帶來的益處，而忽略了頁巖氣開發(fā)的環(huán)境風(fēng)險。

【關(guān)鍵詞】頁巖氣；環(huán)境；風(fēng)險

0.引言

頁巖氣賦存于有機泥頁巖及其夾層中，主要成分為甲烷，是一種高效、清潔的能源。與常規(guī)儲層有差別，頁巖不僅是天然氣生成的源巖，也是聚集和保存天然氣的儲層和蓋層。因為頁巖滲透率極低，頁巖氣體在其中并不能輕易流動，因此常常通過水平鉆井和壓裂的方法來實現(xiàn)頁巖氣儲層的開發(fā)。與常規(guī)天然氣相比，頁巖氣開發(fā)具有開采壽命長和生產(chǎn)周期長的優(yōu)點，大部分產(chǎn)氣頁巖分布范圍廣、厚度大、普遍含氣，這使得頁巖氣井能夠長期以穩(wěn)定的速率產(chǎn)氣。

近年來，頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，對世界能源格局產(chǎn)生了重要影響。以美國為例，2011年其產(chǎn)量達到了1800億方，占天然氣總產(chǎn)量的34%；并且到2035年，美國頁巖氣總產(chǎn)量比重將達到46%，是其未來天然氣增產(chǎn)的主要來源。但是頁巖氣開發(fā)引起的環(huán)境問題也引起了國際社會的廣泛關(guān)注，有的國家就要求延遲或限制在頁巖氣開發(fā)中使用水力壓裂技術(shù)。紐約參議院就曾在2010年8月通過了暫停通過水力壓裂技術(shù)開采頁巖氣的法令，歐洲的大部分地區(qū)也尚未進行頁巖氣系統(tǒng)勘探。根據(jù)國土資源部2012年調(diào)查評價結(jié)果，我國頁巖氣儲量豐富，可采量達到了25.08萬億方（不含青藏地區(qū)），已超過美國本土（24萬億方）。中國政府也高度重視發(fā)展頁巖氣，制定了頁巖氣發(fā)展“十二五”規(guī)劃，出臺了頁巖氣補貼相關(guān)政策。

然而我國頁巖氣開發(fā)屬于起步階段，應(yīng)避免“先開發(fā)，后治理”，充分利用已有研究成果和國外經(jīng)驗教訓(xùn)，結(jié)合我國頁巖氣主要富聚在西南、北方地區(qū)的客觀條件，及早建立適宜的環(huán)境監(jiān)管體系，采取相應(yīng)的措施。

1.水資源消耗

頁巖氣井鉆井和壓裂都需要大量水，尤其是頁巖氣開發(fā)常采用的多級壓裂技術(shù)，大約每口頁巖氣壓裂耗水量就達到2萬方水；并且頁巖氣井密度大、數(shù)量多，對水資源的需求。而這些用水主要來自于河流，池塘和含水土層的清潔水，這對于當(dāng)?shù)爻鞘?、生活和工業(yè)用水都是巨大的挑戰(zhàn)。而我國頁巖氣主要賦存地本身就常屬于嚴(yán)重缺水地區(qū)，水資源自我補給速度已經(jīng)低于抽取地下水的速度，在這些區(qū)域進行頁巖氣開發(fā)會影響開發(fā)區(qū)域內(nèi)水資源的可持續(xù)利用，使其面臨季節(jié)性甚至長期性水資源短缺。合理、有效開發(fā)頁巖氣應(yīng)杜絕粗放型地開采，維持生態(tài)的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

2.水體污染

頁巖氣開發(fā)過程中引起水體污染的途徑很多：（1）水力壓裂施工過程中需要使用壓裂液壓開地層、攜帶支撐劑，但是壓裂液含有緩蝕劑、除垢劑、降阻劑等化學(xué)添加劑，壓裂作業(yè)并不能完全返排，致使這些化學(xué)物質(zhì)殘留在地層中，污染地下水。（2）壓裂返排液會混合重金屬、烴類物質(zhì)和水溶性鹽類等，對偏遠地區(qū)的井場來說，返排液無論是就地處理還是外輸至污水處理廠都是棘手的問題，處理不當(dāng)便會污染水質(zhì)。（3）頁巖氣鉆探、固井、完井等作業(yè)操作不當(dāng)也可能導(dǎo)致泥漿、水泥和其他化學(xué)物質(zhì)泄漏到地下水層中，引起水體污染。（4）頁巖氣開發(fā)常常采用大型設(shè)備，大型設(shè)備震動會引起井水等水體混濁。

水體一旦受到污染，將很難采取措施進行恢復(fù)，尤其是我國賦存頁巖氣的區(qū)域常常地質(zhì)條件復(fù)雜，地下裂縫、溶洞等發(fā)育，地下水環(huán)境復(fù)雜，濾失和泄漏的污染物處理非常困難。

3.溫室氣體排放和大氣污染

頁巖氣的最主要、最基本的成分是甲烷氣體，甲烷氣體是導(dǎo)致全球氣體變暖的主要溫室氣體之一。盡管甲烷在大氣中停留的時間僅為 CO2的1/10，同等質(zhì)量甲烷氣體引起的氣溫上升是二氧化碳的幾十倍。到2030年，全球油氣生產(chǎn)釋放的甲烷氣體將會是人為產(chǎn)生甲烷氣體的最主要來源，如果考慮最近幾年頁巖氣開發(fā)的迅猛發(fā)展，該比例還會提高。

我國頁巖構(gòu)造中約含有大于1%的硫化氫，還有少量的苯、正己烷等，如果處理不當(dāng)，將嚴(yán)重影響局部空氣質(zhì)量，造成嚴(yán)重環(huán)境隱患。另外，研究表明天然氣燃燒產(chǎn)物經(jīng)過一系列復(fù)雜光化學(xué)反應(yīng)還會產(chǎn)生新的污染，在美國的某些地方，頁巖氣大規(guī)模開發(fā)引起了地面臭氧煙霧污染，導(dǎo)致臭氧煙霧達到了污染臨界值。

4.土地占用和地表、植被破壞

頁巖氣開發(fā)鉆井?dāng)?shù)常常密度高、間距小，在10Km2的范圍內(nèi)頁巖氣田氣井?dāng)?shù)可能就會超過10口，大量鉆井會導(dǎo)致土地資源占用，加劇土地矛盾，在農(nóng)耕區(qū)甚至?xí)淖儏^(qū)域土地利用類型；在壓裂作業(yè)時，大量壓裂卡車進場，對公路路面有潛在危險，修建壓裂車進場道路和壓裂場地會破壞大量的地表植被，勢必對生態(tài)造成一定影響；此外，修建頁巖氣集輸管道也會引起占用土地、破壞地表和植被。

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