10月25日，国土资源部在京举行了2012年页岩气探矿权第二轮招标，本次招标共推出20个区块，83家企业参与。中国是继美国和加拿大之后，着手勘探开发页岩气资源的国家。然而页岩气开采将大量消耗水资源，而且可能对地下水造成污染。要使致密的页岩层变得疏松，就得使用大量的高压水。不仅如此，开采过程还可能对地下水造成污染，由此也引发了不少环保人士的质疑。如何尽最大可能减少对页岩气开采对环境的危害，是摆在所有油气公司面前的难题。

　　页岩气及其开采技术原理

　　页岩气指赋存于页岩中的非常规天然气，往往分布在沉积盆地的烃源岩地层中。但是，这种气体被束缚在致密的、几乎没有孔隙和裂缝的页岩里，在对其进行开采时必须人工压裂地层，制造长裂缝，并把裂缝支撑住形成通道，让气体保持压力并源源不断地流入井筒。

　　页岩气的开采技术主要是水平钻探技术和水力压裂技术。水平井主要用于生产，可以获得更大的储层泄流面积，得到更高的天然气产量。水力压裂技术的目的是增加井孔与气藏岩层的接触，为油气提供一个向井孔流动的高渗透通道。其基本流程是在完成钻井的钻探和安装后，将高压液体混合物注入钻井，使气藏岩层裂开，而高压液体中的支撑剂进入裂缝后使其保持开放状况，从而使得这种水力裂缝成为将油气导向钻井的高速通道。高压液体由水和固体支撑剂(如石英砂)以及化学添加剂组成，水砂含量一般为98%～99.5%，添加剂含量0.5%～2%。用于高压液中的化学添加剂有250 余种。

　　页岩气开发对水资源的影响

　　页岩气的开采成功将带来巨大的经济效益，但其对环境的潜在影响更令人担忧：一方面是页岩气的开采需要消耗大量的淡水资源，可能威胁到当地和区域的水资源可持续利用;另一方面是页岩气开采过程中产生噪声、废水、废气及其开采事故灾害等引起的环境污染。

　　根据美国能源部统计，Marcellus　页岩气田的每一个钻井平均用水量为3.88 百万gal(约1.5 万立方米)，其中用于水力压裂的水量占98%。而每天用于Marcellus　页岩气井钻探的水量估计达8.4 百万gal。由于页岩气井的钻探周期较短(24h作业，一个水平井需4～5　周，再加3～5天的水力压裂处理)，在此期间内大量消耗当地地表水或地下水(每口Marcellus　页岩气井每天需用水约3万gal)，很可能会影响当地水生生物的生存、捕鱼业、城市和工业用水等。

　　页岩气开采所使用的水力压裂技术不仅消耗大量水资源，而且向地下注入裂解液可能污染地下水。还有专家指出，向页岩层大量注水，可能促使深层岩石滑动，引发地震。宾夕法尼亚大学研究人员表示，在宾夕法尼亚州使用水力压裂法开采页岩气的地区，地下饮用水中甲烷含量比未钻探区域高出17倍，这种甲烷污染与水力压裂法的应用有关。宾夕法尼亚地下水中之所以发现甲烷，可能是那里的水井本身穿过了煤层，因此有甲烷进入，或者是页岩气井的隔离手段做得不够。

　　水力压裂液中的成分，也是争议焦点之一。美国三名民主党议员2010年4月在一份报告中说，美国14家油气公司过去五年的页岩开采中使用了约295 万立方米的压裂添加剂，其中包括750种化学产品，以及有毒物质苯和铅等。回流的压裂液如果未及时处理或造成泄漏，对生态环境的影响不可低估。

　　页岩气开发对环境的影响

　　页岩气资源开发的蓬勃发展不仅消耗大量的水资源，也对生态环境会造成新的威胁。页岩气井产生的压裂液和地层水潜在的环境危害，这两种水统称回流水(回流水的体积占原来注入高压液体的30%～70%。钻探泥浆和回流水一般先存储于现场的废水池或储存车中，然后运往指定处理中心进行后期处理。回流水中除了含有高压液体中的化学添加剂成分外，还含有烃类化合物、重金属和高溶解固体(TDS)等，其中TDS 组分包括钙、钾、钠、氯化物和碳酸盐以及来自气藏岩层的天然放射性物质，如铀、钍及其衰变产物等。

　　尽管目前回收与循环利用方法有可能减少80%需要处理或处置的回流水，　但预计2010 年需处理的回流水每天仍有55 万gal，2020 年达150 万gal/d。统计报告表明，每口页岩气开采时的用水量为100万～800 万gal，每100 万gal 水中含约20t 化学物质(如苯、甲醇、杀菌剂等)，回流水比海水咸10倍。如此多的高盐度回流水，若不进行及时处理或造成泄漏，对水质和生态环境的影响不可低估。

　　有报告指出，页岩气开采产生的废气中有61%的成分是对健康有害的，开采地附近的许多树木因开采产生的污水和废气会导致枯死。实际上，因存储池或地面蓄水设备破裂、设备故障、溢油、人为破坏、交通事故、火灾以及错误操纵等泄漏的含有有毒物质的液体，会经地面径流或地下水流入地表水体或渗透到地下土壤和含水层，造成环境污染和健康危害。

　　开发过程中需要注意的问题

　　页岩气是否能够成功开发的一个关键因素是，在不干扰当地工农业正常用水的前提下，当地水资源的供水能力是否能够满足页岩气井的钻探与水力压裂用水。如果没有正确控制钻探取水的频率、时间和地点，则会对河流的有效利用产生不利影响。例如，河流水量的减少会造成下游公共给水的不足，对水生和陆地生态系统、湿地、含水层补给等生态环境带来负面影响，同时也可能会加剧干旱效应。大量增加的页岩气开采用水可能会引起对环境的累积影响，如河流等地表水和地下水资源的枯竭、含水层储水能力的丧失、水质的恶化，以及区域水资源的可持续利用率减少等。需要着重注意几个问题：

　　1)本着不影响当地和区域的居民饮用水、工农业用水、动植物生态需水等水资源平衡的原则，防治和减少页岩气资源开发中潜在的环境污染和生态破坏。

　　2)做好页岩气开采产生的回流水的处置和处理工作，引进和自主研发回流水的关键处理技术，严禁向河流、湖泊和土壤中排放未经处理的回流水。3)在制定鼓励页岩气资源勘探开发优惠政策的同时，对现有的水、土、环境保护等法律法规以及油气开采的技术政策等进行修订，提高环境保护基准，加大公众与舆论的参与和监督力度。

　　4)评估选定合适的处理方法处置含有污染物质的大量钻探回收水。页岩气的开采需要大量的水资源，中国在引进先进开采技术的同时，更要注重借鉴先进的水资源管理理念和环境保护技术，避免造成水资源的浪费、污染和枯竭，避免(乡村)小流域和河流的退化。

　　由于中国人均淡水资源量只有2100立方米，仅为世界人均水平的28%，比人均耕地占比还要低12个百分点;石油天然气可以用其他能源替代，而饮用淡水还无其他资源能替代。

　　在中国大陆开发页岩气必然注意这一基本国情，节约用水、可持续用水，才有可能开发页岩气。