為了借鑒美國在頁巖氣開發方面的技術與管理經驗，2010年4月27日，國家發展改革委與美國貿易發展署在北京聯合舉辦了中美頁巖氣開發培訓班。圖為培訓班開學儀式。（楊旭 攝）
編者按 高油價時代，頁巖氣作為一種新能源，正在被世界所追捧。美國是世界上頁巖氣資源勘探開發最早的國家。近3年，頁巖氣的大規模開發改變了美國的能源格局。美國頁巖氣的快速發展，靠的是競爭的市場機制，靠的是競爭帶來的技術創新。而且，美國的頁巖氣開發在發展的同時，也在不斷地處理與環境的關系。而這一切，又是如何發生的呢？本版今天刊發的這篇源自于美國紐約時報記者克利福德·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，面對迅速增長的天然氣需求，業界普遍認為美國大量進口液化天然氣不可避免。但是，在一家名不見經傳的公司實現了頁巖氣開采技術的突破后，頁巖氣這種此前被認為沒有經濟價值的非常規天然氣的開采出現井噴。短短3年間，美國天然氣實現自給，并超越俄國成為世界最大天然氣生產國。
統計資料顯示，美國頁巖氣年產量已從2007年的340億立方米躍升至去年的超過900億立方米。預計到2015年，美國頁巖氣的年產量將達到1800億立方米。在頁巖氣產量攀升的幫助下，去年美國的天然氣年產量達到6240億立方米，遠遠超過了年產量為5820億立方米的俄羅斯。
美國頁巖氣產量大躍進的背后，是該國頁巖氣開發的如火如荼。在這種大背景下，美國很多地方居民的生活也因頁巖氣而發生了改變。
荒涼之地發現了頁巖氣
頁巖氣是從頁巖層中開采出來的天然氣，是一種重要的非常規天然氣資源。頁巖氣的形成和富集有著自身獨特的特點，往往分布在盆地內厚度較大、分布廣的頁巖烴源巖地層中。與常規天然氣相比，頁巖氣開發具有開采壽命長和生產周期長的優點，大部分產氣頁巖分布范圍廣、厚度大，且普遍含氣，這使得頁巖氣井能夠長期以穩定的速率產氣。
目前，美國的很多州都對頁巖氣鉆探工作大開綠燈，比如路易斯安那州、得克薩斯州和阿肯色州。有著豐富經驗的鉆井人杰瑞·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任主管。他介紹說：“在南方，石油和天然氣的鉆取和開采已有超過100年的歷史了。在那里的每一個人都習慣于看到鉆井人的身影，并且也明白這項工作的方方面面。對他們來說，沒什么可大驚小怪的。”
在美國，不論是迪索托（位于得克薩斯州）還是薩斯奎哈那（位于美國東海岸），在歷史上都是貧瘠落后之地。然而，這些地方現在都因為豐富的頁巖氣資源而發生了徹底的變化。
比爾·威廉姆森是一個已賦閑在家的電話工廠退休員工。他居住在迪索托北部一個名為“石墻”的小城市。這個小城地下1萬到1.3萬英尺的地方有著豐富的頁巖氣資源，這一部分巖層也被冠名為“哈內斯維爾”頁巖。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鉆探工作。盡管鉆探設備的汽笛聲十分刺耳，但威廉姆森并不反感這位不速之客。因為他得到了開發者支付的不菲土地租金。
其實，在2000年之前，僅有2.8萬人的迪索托還是得克薩斯州最貧困的地區之一，直到頁巖氣的價值被開發出來。迪索托所在的曼斯菲爾德市的市長柯蒂斯說：“那時，一夜暴富不是神話。很多人不久前還一貧如洗，突然就拿著現金買下凱迪拉克汽車。”在當地，像威廉姆森這樣的人還有很多，他們從天然氣公司得到了大筆租金，并簽下長達10年的合約。
在美國路易斯安那州的曼斯菲爾德，當地人口僅為5500人。一直以來，這里都是一片凋零衰敗的景象，只有煤礦和木材加工兩個產業。縣里甚至連修路的錢都沒有。而在2008年，這一切改變了。石油天然氣公司接踵而來，以一英畝幾百美元的價格從當地人手中租下土地，然后進行勘探。當地鎮長麥考伊說：“人們頭天晚上上床睡覺，結果一覺醒來發現自己變成了富翁。”2008年5月，史密斯已故父親留下的土地以140萬美元的簽約價格出租給油鷹能源公司進行天然氣勘探。他說：“我的一生就此改變，我再也不用靠砍樹為生了。”
能夠吸引油鷹能源公司這樣的企業前仆后繼來到路易斯安那州這片窮鄉僻壤的，正是頁巖氣。居民史密斯的土地恰恰位于海恩斯維爾頁巖的上面。這里發現的黑色頁巖層厚達150到300英尺，位于地下幾百米的地方，其面積達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——據估計儲量在112萬億到245萬億立方英尺之間，其上限儲量能夠滿足美國12年的能源需求。
然而，這里還不是美國頁巖氣儲量面積最大的地區。面積最大的當屬橫跨賓夕法尼亞及周邊各州的馬塞勒斯頁巖。其面積為6.5萬平方英里，面積甚至超過了希臘的國土面積。
美國的頁巖氣開發已相當成熟。圖為美國天然氣鉆井。 （CFP供圖）
環保成為最擔心的問題
在美國很多地方，一些居民還在自家的土地里挖掘地下水，形成一個個小池塘——這些水能夠支持天然氣公司通過水力壓裂法來開采頁巖氣。在這個過程中，大量的水、沙子和化學制品被強大的壓力注入到地下，破壞頁巖層的結構，從而釋放其中豐富的頁巖氣資源。目前，這項技術被認為是唯一能開啟天然氣礦床的“鑰匙”。但該技術也是一把雙刃劍——帶給人們豐富的天然氣資源的同時，也帶給人們對環境保護的憂慮。
首先表現為對飲用水的威脅。2010年4月，大約150戶迪索托居民被迫疏散到鄰近的卡多縣——埃科（Exco）能源公司的鉆井機無意中造成了淺層天然氣的泄漏。當時，埃科公司承認甲烷已經滲入當地的飲用水中，并且表示會監測是否有氣體從鉆井中逸出。
美國南部的小鎮迪默克近來也不平靜。十幾位居民與卡波特石油與天然氣公司對簿公堂。卡波特公司被指控在開發天然氣的過程中，造成了甲烷滲透進居民水井的嚴重后果。在剛剛拍攝完成的紀錄片《天然氣國度》中，幾位當地的居民接受了采訪——他們在鏡頭前，點燃了從家中水龍頭中滲出的甲烷氣體。
其次表現為化學物質的泄漏。2009年，在隸屬于切薩皮克能源公司的鉆井平臺附近，人們發現了16頭牛的尸體。事后的調查顯示，這些牛是食用了鉆井機使用的化學制品后死亡。而這些化學制品則是在一次暴風雨中發生泄漏的。在這次看似偶然的事故之后，切薩皮克公司宣布將會避免類似事件再次出現。
再次，環保人士還擔心水力壓裂過程中會消耗大量水資源。據德國地球科學研究中心的霍斯菲爾德教授介紹，每口頁巖氣井需耗費400萬加侖（1加侖約合3.78升）的水才能使頁巖斷裂。在美國的東北區域，情況也讓人感到有些棘手。在賓夕法尼亞州，關于飲用水安全和其他潛在環境問題的訴訟讓鉆探工作遇到了不小的麻煩，甚至間接導致了能源產品成本的增加。同時，政府也在近期暫時中止了在國有林區內發放新的鉆井許可證。
在這種情況下，美國環境保護署開始了一項關于天然氣開發對地下水影響的調查研究項目，同時，一些環保組織也在不遺余力地游說并開展各種活動，希望能有更嚴厲細致的聯邦法規出臺，來規范天然氣開采行業。
但與此同時，也有一些環保主義者肯定了天然氣開發的正面影響。因為與石油和煤相比，天然氣更為低碳。而且，在可再生資源大規模應用之前，天然氣能夠取代煤炭成為美國電能的主要來源，為美國從傳統能源向可再生能源轉變開辟了一條低碳之路。
找到環保與開發的結點
在人們的環保憂慮之下，美國的相關部門和頁巖氣開采公司開始采取補救措施。
近日，賓夕法尼亞州的環保廳廳長約翰·韓格爾宣布了一項耗資1200萬美元的計劃——用管道將城市用水從蒙特羅斯運送到迪默克。“這項計劃旨在消除人們的用水恐慌。”韓格爾說。據了解，為這條5.5英里長的管道工程買單的正是在當地開發頁巖氣的卡波特公司。此外，卡波特公司還為很多居民提供了價值不菲的純凈水系統。雖然公司一直聲稱沒有證據證明是該公司的行為造成了當地的污染，但業內表示，要徹底杜絕頁巖氣開發帶來的潛在危害，僅僅靠送水計劃并不能完全解決問題。
據了解，美國頁巖氣開發行業正試圖減少氣井鉆探以及水力壓裂帶來的環境破壞。如在每次壓裂完成之后，對水進行獲取和重新利用。美國許多頁巖氣鉆井就建在傳統天然氣生產場所附近，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。據悉，目前美國頁巖氣鉆探中，70%的水來自水力壓裂回收的水。
水力壓裂中使用的殺菌劑也是引發的擔憂之一。本來，在水中加入化學用品是為了使水具有凝膠特性，利于水力壓裂；而水中的細菌可能阻止化學反應，因此才需要向水中加入殺菌劑。但人們擔心類似的化學用品會滲透到地下水位以下。目前，許多頁巖氣開發公司已經考慮采用高強度的超聲波、過濾器或其他環保化學用品殺死水中的細菌。
此外，去年3月，美國環保署已出資600萬美元，深度研究頁巖氣壓裂開采法對環境可能造成的影響。該研究將持續兩年，這也是美國首次開展此類研究。
3月12日，中石油啟動了國內首批頁巖氣三維地震采集項目。該項目位于滇黔北，這里山高林密，是國內勘探難度較大的地區之一。圖為隊員在測量途中。（王浩 攝）
