2011年，一部叫做“天然气之地”（Gasland）的小成本纪录片出人意料地获得奥斯卡最佳长纪录片奖。这部纪录片的拍摄者是一个普通的美国年轻人，他通过镜头讲述了美国页岩气开发给环境带来的诸多负面影响，尤其是页岩气开采所采用的水力压裂技术可能导致开采地域的饮用水源受到污染。

　　在片中，一些从居民家水龙头里流出的水可以被直接点燃，饮用水也变得浑浊不清，流经开采地块的河流里鱼虾绝迹……许多画面触目惊心。

　　所谓的水力压裂就是通过将压裂液压入油井中，将岩层压裂，产生高导流能力的裂缝通道，再注入支撑剂（主要是石英砂）撑住裂缝，进而提高油气采收率的一种石油开采工艺。

　　实际上，这并不是一种新鲜的技术，水力压裂在石油工业界的应用可以追述到19世纪60年代，那时人们已经通过甘油三硝酸酯压裂浅层坚硬的岩石，来提高石油产量。

　　在页岩气开采所使用的压裂液中，98%都是水，剩下2%的成分是化学添加剂。在压裂结束后，约有30%~70%的压裂液会被抽回地面，称之为“返排水”。这些返排水通常会有四种处理方式：循环利用、处理后排放到河流中、注入地下水以及储存在露天的蓄水池中。

　　尽管有批评说这部纪录片只关注了那些极端的案例，大多数页岩气的开采是安全的。但是这部纪录片的确反映出了美国公众对页岩气开发导致环境问题的担忧，并引起了广泛的争论。一些环境保护主义者认为水力压裂会造成压裂液中的化学物质和页岩气（主要是甲烷）混入地下水中，返排液处置不当也会污染地表水。而页岩气开采公司则认为正确的布井以及压裂作业的深度——绝大多数页岩层都位于含水层下方数千米——足以保证饮用水的安全。

　　2011年美国环境保护署（EPA）开展了针对水力压裂对水环境影响调查，其中包括取水、压裂液溢出、对饮用水的影响、返排液的影响、废水处理五个方面。这个研究的最终结果预计将于2014年公布。

　　不过，在2011年12月EPA已经公布的一份关于怀俄明州佩福林镇地下水研究的初步报告中，EPA指出在佩福林镇的含水层中发现了“类似水力压裂作业中使用的至少10种化学物质”，而化学物质的含量“总体上低于当前所规定的健康和安全标准”。

　　虽然天然气工业界强调该报告并没有给出一个明确的结论，同时认为这些化学物质有可能是通过其他途径进入到测试样本里面，比如生活污水、附近的垃圾填埋厂都有可能对地下水污染有“贡献”，而且孤立的事件并不能科学地证明这种技术存在着系统性风险。但这些解释显然无法让反对水力压裂的人满意。公众对水力压裂的担忧依然在不断发酵。

　　2011年5月份，纽约州政府要求美国联邦政府对特拉华河盆地的水力压裂作业施加禁令，以确保纽约州的饮用水供应安全。自2012年以来，纽约州已经有两家地方初审法院判决禁止水力压裂，一些社会团体也不断呼吁纽约州议会出台相关法案，以禁止水力压裂在这个富含页岩气资源州进行作业。在另一些地方对水力压裂的反对态度则更为坚决。比如今年5月16日，美国佛蒙特州正式立法禁止水力压裂在该州作业。

　　不过，随着人们对水资源和环境问题的重视，一些公司也加大了水力压裂替代技术的投入。2011年11月第一届世界页岩气大会将创新奖颁给了加拿大Gas Frac公司，以奖励他们在无水压裂技术上的突破性贡献——LPG（液化石油气）压裂。LPG压裂在地下的表现完全与水力压裂不同。LPG在压裂过程中会因为压力和高温而气化，因此会与天然气一起被重新抽回地面，进行分离并最终做到重复利用。

　　这种压裂手段相比于传统的水力压裂技术来说基本不需要水，也无需投入成本处理废水，极大地缓解了对环境和水资源的压力。

　　但这项技术的推广现在还存在难度，首先是LPG比水的成本要高，而且美国工业界已经建立了较为完善的水力压裂作业体系，生产商缺乏技术替换的动力。其次是该技术尚不成熟，其安全性还有待检验。2011年1月，在加拿大阿尔伯塔省一个采用LPG压裂技术的开采现场发生了一起火灾，三名工人被烧伤。Gas Frac公司表示未被检测到的LPG泄漏是该起事故的罪魁祸首。现在，该公司正不断改进技术并完善安全标准，同时也希望到那些对环境和水资源要求高的页岩气产地进行作业。一些对水力压裂持反对态度的地方，比如美国纽约州，也将本地区页岩气资源开发的希望寄托在了LPG压裂等无水压裂技术的进步上。

　　美国页岩气开发实践中所出现的问题，也为中国这样的页岩气后发国家提供了可借鉴之处。

　　根据“十二五”规划，天然气在我国能源消费中所占比重将由目前的4%提高到8%.如果开发顺利，预计2020年页岩气产量将达到800亿立方米/年，接近我国目前常规天然气生产水平。

　　但考虑到中国同时还是个缺水严重、水污染严重的国家——尤其是中国页岩气勘探的有利区域恰恰基本处于华北平原（黄淮海平原）、四川盆地、辽宁、山西、天山及河西走廊等重点缺水地区——这就决定了除勘探开发技术和政策以外，中国页岩气资源开发还需解决地理环境局限、潜在环境影响等问题。

　　目前，中国石油大学沈忠厚院士正率领着一个课题组，试图采用另一种无水压裂技术——超临界CO2压裂法来突破这个困境。石油工业界早已采用CO2气体驱油技术来提高采收率。而将CO2加温加压至临界点以上时，称其为超临界CO2流体。超临界CO2流体既不同于气体，也不同于液体，但有着比水力压裂更高的效率。

　　比如在储层原有的微裂缝中，高黏压裂液无法进入，超临界CO2流体却可以随意流动，使得储层产生更多的微裂缝，由于裂缝的多少直接决定了产量的大小，所以超临界CO2压裂技术的应用可以提高单井产量和采收率。

　　更为重要的是，超临界CO2压裂是一种清洁的压裂技术，其在压裂过程中不需要水的介入，也无需添加其他化学物质，对储层没有污染，也无需处理返排液，压裂完毕后可直接投产。

　　现在，纯液态CO2压裂已经在长庆油田有了成功的案例，超临界CO2压裂正是在这个基础上所做的创新。但根据课题组成员王海柱博士向记者的介绍，超临界CO2压裂技术目前还在实验室阶段，也有一些技术难点有待克服，这种技术进入现场应用尚需一定时间。

　　对于页岩气的开发，我们需怀有的审慎态度或许应当是：不能因为“Gasland”式的末日图景而因噎废食——由于潜在的环境风险而放弃一种高效能源；同时，也万不能重蹈以往为了眼前利益而忽视长远环境影响之覆辙。依靠严格环保标准，利用充分的市场竞争催生出新技术，进而破解我国页岩气发展的水资源约束，或许才是中国页岩气大规模开发的必由之路。