评估水力压裂对水质和供应的影响

这篇文章首次发表于IW金融。

水力压裂中国国内石油产量创下历史新高，但也引发了有关这种做法对环境影响的激烈辩论。这个过程包括在高压下向地下含油岩层注入化学物质和液体混合物，从而使岩石破裂并释放出石油。到目前为止，水是压裂混合物中最大的成分，这导致了一些石油储量丰富的地区面临水资源短缺的问题。

据石油生产商切萨皮克能源公司称，最初的钻井作业本身可能会消耗6000到60万加仑的水。然而，地下水保护委员会2009年的一份报告指出，“钻孔和水平裂缝所需的水量页岩气井根据盆地和地层特征，一般范围在200万到400万加仑之间。”

由于优质水的可用性对许多行业的运作至关重要，机构投资者应该密切关注这种生产方法的影响当地水供应。

现行的用水和规定

在最近的中期选举中，加州、俄亥俄州和得克萨斯州的社区选择颁布水力压裂法禁令。也许最值得注意的是在德克萨斯州丹顿通过的禁令，丹顿被公认为水力压裂技术的诞生地。

据《休斯顿纪事报》(Houston Chronicle)报道，在丹顿，选民们支持这项禁令的主要原因之一是，这种做法对水质的影响，以及向钻探地点运送水的大型卡车造成的干扰。但是，这项决定引起了有关国家水权和石油生产国责任的令人感兴趣的法律考虑。

一项研究(PDF)去年，经济地质局在《环境科学与技术》杂志上发表了一篇论文，研究了德克萨斯州页岩区过去和预计的水力压裂用水情况。就石油产量和水力压裂活动而言，德克萨斯州无疑是页岩油产量和水力压裂活动最多的州。该报告发现，2011年水力压裂法在该州使用的水是三年前的两倍多。

美国经济地质局(Bureau of Economic geological)的数据显示，2011年在美国钻孔和完工的水力压裂气井消耗了1350亿加仑的水。

德州页岩开采的用水情况很容易研究，因为开采商必须向德州铁路委员会报告水力压裂的用水情况。但是，关于水源或水质的信息不需要报告。地表水的所有权归国家所有，而地表水的所有权归国家所有。任何工业使用或转用都需要水权许可证。然而，用于石油和天然气活动的地下水抽取不受地下水保护区法规的约束。

经济地质局的报告估计，2011年美国所有钻井和完工的水力压裂气井消耗了1350亿加仑的水，相当于美国淡水消耗总量的0.3%。值得注意的是一份报告环境工作组发现至少有33亿加仑水来自干旱地区。

然而，石油和天然气生产工业的用水量仍然远远低于国内农业的用水量32.85亿加仑的水根据美国能源协会(Energy Collective) 2013年的一份报告，水力压裂法生产的水比水力压裂法生产的页岩气多243倍。

水质问题

使石油和天然气生产商的用水成为一个更受关注的话题的是水质问题。压裂过程中使用的化学混合物要求水在被重新利用之前进行处理。

在钻井过程中注入的水中，有多达60%的水会在钻井后不久从井中返回，成为反排废水。这些废水需要被捕获、处理或回收。许多现代油田使用地表池塘来储存水力压裂液，尽管这种方法最近在宾夕法尼亚州被禁止。据2011年《纽约时报》报道，页岩油气开采过程中产生的废水可能含有大量的溶解固体、压裂液添加剂、金属、石油和天然气、细菌和自然产生的放射性物质，这些物质可能会对当地生态系统造成危害文章。

由于废水的修复或适当的储存成本高昂，而且随着油价下跌，生产商的利润率也在下降，因此一些生产商试图寻找废水的替代用途。由于含盐量高，它被作为冬季道路的除冰剂出售，这引起了人们对径流进入饮用水供应渠道的担忧。这样的垃圾仍然不受联邦和州的监管。

一些能源组织已承诺减少废水，并寻找更先进的获取、处理和储存液体的方法。通用电气(General Electric Co .)宣布到2020年，该公司还将额外投资100亿美元，以帮助开发“无水”压裂法的可行性。

含水层的担忧

尽管含水层通常比传统的压裂深度深得多，脱水和污染仍然是普遍关注的问题。科罗拉多州和巴内特页岩地区的浅层含水层已经引起了环保组织的关注，他们对化学污染表示担忧，尽管环保署关于地下水污染的报告显示，污染不太可能发生，而且几乎总是由于施工不当造成的。

近地表含水层与油井之间由几层水泥和钢套管隔开，旨在控制化学物质和泄漏的甲烷气体。然而，报告确实发现了这一点至少10种化合物从水力压裂活动中找到了进入怀俄明州地下水的途径。

美国自然资源保护委员会(Natural Resources Defense Council)的高级政策分析师艾米?“这份报告草案清楚地表明，有许多因素在起作用，其中任何一个都可能出错。我们需要更强有力的规则，以确保良好的建筑标准更强有力，并减少对饮用水的威胁。”

与任何新的能源生产策略一样，水力压裂需要广泛的监控，以准确确定任何内在风险。IW金融将继续发布关于压裂对供水影响的最新研究。