10月25日，國(guó)土資源部在京舉行了2012年頁(yè)巖氣探礦權(quán)第二輪招標(biāo)，本次招標(biāo)共推出20個(gè)區(qū)塊，83家企業(yè)參與。中國(guó)是繼美國(guó)和加拿大之后，著手勘探開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣資源的國(guó)家。然而頁(yè)巖氣開(kāi)采將大量消耗水資源，而且可能對(duì)地下水造成污染。要使致密的頁(yè)巖層變得疏松，就得使用大量的高壓水。不僅如此，開(kāi)采過(guò)程還可能對(duì)地下水造成污染，由此也引發(fā)了不少環(huán)保人士的質(zhì)疑。如何盡最大可能減少對(duì)頁(yè)巖氣開(kāi)采對(duì)環(huán)境的危害，是擺在所有油氣公司面前的難題。
頁(yè)巖氣及其開(kāi)采技術(shù)原理
頁(yè)巖氣指賦存于頁(yè)巖中的非常規(guī)天然氣，往往分布在沉積盆地的烴源巖地層中。但是，這種氣體被束縛在致密的、幾乎沒(méi)有孔隙和裂縫的頁(yè)巖里，在對(duì)其進(jìn)行開(kāi)采時(shí)必須人工壓裂地層，制造長(zhǎng)裂縫，并把裂縫支撐住形成通道，讓氣體保持壓力并源源不斷地流入井筒。
頁(yè)巖氣的開(kāi)采技術(shù)主要是水平鉆探技術(shù)和水力壓裂技術(shù)。水平井主要用于生產(chǎn)，可以獲得更大的儲(chǔ)層泄流面積，得到更高的天然氣產(chǎn)量。水力壓裂技術(shù)的目的是增加井孔與氣藏巖層的接觸，為油氣提供一個(gè)向井孔流動(dòng)的高滲透通道。其基本流程是在完成鉆井的鉆探和安裝后，將高壓液體混合物注入鉆井，使氣藏巖層裂開(kāi)，而高壓液體中的支撐劑進(jìn)入裂縫后使其保持開(kāi)放狀況，從而使得這種水力裂縫成為將油氣導(dǎo)向鉆井的高速通道。高壓液體由水和固體支撐劑(如石英砂)以及化學(xué)添加劑組成，水砂含量一般為98%～99.5%，添加劑含量0.5%～2%。用于高壓液中的化學(xué)添加劑有250 余種。
頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)對(duì)水資源的影響
頁(yè)巖氣的開(kāi)采成功將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，但其對(duì)環(huán)境的潛在影響更令人擔(dān)憂：一方面是頁(yè)巖氣的開(kāi)采需要消耗大量的淡水資源，可能威脅到當(dāng)?shù)睾蛥^(qū)域的水資源可持續(xù)利用;另一方面是頁(yè)巖氣開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生噪聲、廢水、廢氣及其開(kāi)采事故災(zāi)害等引起的環(huán)境污染。
根據(jù)美國(guó)能源部統(tǒng)計(jì)，Marcellus 頁(yè)巖氣田的每一個(gè)鉆井平均用水量為3.88 百萬(wàn)gal(約1.5 萬(wàn)立方米)，其中用于水力壓裂的水量占98%。而每天用于Marcellus 頁(yè)巖氣井鉆探的水量估計(jì)達(dá)8.4 百萬(wàn)gal。由于頁(yè)巖氣井的鉆探周期較短(24h作業(yè)，一個(gè)水平井需4～5 周，再加3～5天的水力壓裂處理)，在此期間內(nèi)大量消耗當(dāng)?shù)氐乇硭虻叵滤?每口Marcellus 頁(yè)巖氣井每天需用水約3萬(wàn)gal)，很可能會(huì)影響當(dāng)?shù)厮锏纳�、捕魚業(yè)、城市和工業(yè)用水等。
頁(yè)巖氣開(kāi)采所使用的水力壓裂技術(shù)不僅消耗大量水資源，而且向地下注入裂解液可能污染地下水。還有專家指出，向頁(yè)巖層大量注水，可能促使深層巖石滑動(dòng)，引發(fā)地震。賓夕法尼亞大學(xué)研究人員表示，在賓夕法尼亞州使用水力壓裂法開(kāi)采頁(yè)巖氣的地區(qū)，地下飲用水中甲烷含量比未鉆探區(qū)域高出17倍，這種甲烷污染與水力壓裂法的應(yīng)用有關(guān)。賓夕法尼亞地下水中之所以發(fā)現(xiàn)甲烷，可能是那里的水井本身穿過(guò)了煤層，因此有甲烷進(jìn)入，或者是頁(yè)巖氣井的隔離手段做得不夠。
水力壓裂液中的成分，也是爭(zhēng)議焦點(diǎn)之一。美國(guó)三名民主黨議員2010年4月在一份報(bào)告中說(shuō)，美國(guó)14家油氣公司過(guò)去五年的頁(yè)巖開(kāi)采中使用了約295 萬(wàn)立方米的壓裂添加劑，其中包括750種化學(xué)產(chǎn)品，以及有毒物質(zhì)苯和鉛等�；亓鞯膲毫岩喝绻醇皶r(shí)處理或造成泄漏，對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響不可低估。
頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)對(duì)環(huán)境的影響
頁(yè)巖氣資源開(kāi)發(fā)的蓬勃發(fā)展不僅消耗大量的水資源，也對(duì)生態(tài)環(huán)境會(huì)造成新的威脅。頁(yè)巖氣井產(chǎn)生的壓裂液和地層水潛在的環(huán)境危害，這兩種水統(tǒng)稱回流水(回流水的體積占原來(lái)注入高壓液體的30%～70%。鉆探泥漿和回流水一般先存儲(chǔ)于現(xiàn)場(chǎng)的廢水池或儲(chǔ)存車中，然后運(yùn)往指定處理中心進(jìn)行后期處理�；亓魉谐撕懈邏阂后w中的化學(xué)添加劑成分外，還含有烴類化合物、重金屬和高溶解固體(TDS)等，其中TDS 組分包括鈣、鉀、鈉、氯化物和碳酸鹽以及來(lái)自氣藏巖層的天然放射性物質(zhì)，如鈾、釷及其衰變產(chǎn)物等。
盡管目前回收與循環(huán)利用方法有可能減少80%需要處理或處置的回流水， 但預(yù)計(jì)2010 年需處理的回流水每天仍有55 萬(wàn)gal，2020 年達(dá)150 萬(wàn)gal/d。統(tǒng)計(jì)報(bào)告表明，每口頁(yè)巖氣開(kāi)采時(shí)的用水量為100萬(wàn)～800 萬(wàn)gal，每100 萬(wàn)gal 水中含約20t 化學(xué)物質(zhì)(如苯、甲醇、殺菌劑等)，回流水比海水咸10倍。如此多的高鹽度回流水，若不進(jìn)行及時(shí)處理或造成泄漏，對(duì)水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境的影響不可低估。
有報(bào)告指出，頁(yè)巖氣開(kāi)采產(chǎn)生的廢氣中有61%的成分是對(duì)健康有害的，開(kāi)采地附近的許多樹(shù)木因開(kāi)采產(chǎn)生的污水和廢氣會(huì)導(dǎo)致枯死。實(shí)際上，因存儲(chǔ)池或地面蓄水設(shè)備破裂、設(shè)備故障、溢油、人為破壞、交通事故、火災(zāi)以及錯(cuò)誤操縱等泄漏的含有有毒物質(zhì)的液體，會(huì)經(jīng)地面徑流或地下水流入地表水體或滲透到地下土壤和含水層，造成環(huán)境污染和健康危害。
開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要注意的問(wèn)題
頁(yè)巖氣是否能夠成功開(kāi)發(fā)的一個(gè)關(guān)鍵因素是，在不干擾當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)正常用水的前提下，當(dāng)?shù)厮Y源的供水能力是否能夠滿足頁(yè)巖氣井的鉆探與水力壓裂用水。如果沒(méi)有正確控制鉆探取水的頻率、時(shí)間和地點(diǎn)，則會(huì)對(duì)河流的有效利用產(chǎn)生不利影響。例如，河流水量的減少會(huì)造成下游公共給水的不足，對(duì)水生和陸地生態(tài)系統(tǒng)、濕地、含水層補(bǔ)給等生態(tài)環(huán)境帶來(lái)負(fù)面影響，同時(shí)也可能會(huì)加劇干旱效應(yīng)。大量增加的頁(yè)巖氣開(kāi)采用水可能會(huì)引起對(duì)環(huán)境的累積影響，如河流等地表水和地下水資源的枯竭、含水層儲(chǔ)水能力的喪失、水質(zhì)的惡化，以及區(qū)域水資源的可持續(xù)利用率減少等。需要著重注意幾個(gè)問(wèn)題：
1)本著不影響當(dāng)?shù)睾蛥^(qū)域的居民飲用水、工農(nóng)業(yè)用水、動(dòng)植物生態(tài)需水等水資源平衡的原則，防治和減少頁(yè)巖氣資源開(kāi)發(fā)中潛在的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。
2)做好頁(yè)巖氣開(kāi)采產(chǎn)生的回流水的處置和處理工作，引進(jìn)和自主研發(fā)回流水的關(guān)鍵處理技術(shù)，嚴(yán)禁向河流、湖泊和土壤中排放未經(jīng)處理的回流水。3)在制定鼓勵(lì)頁(yè)巖氣資源勘探開(kāi)發(fā)優(yōu)惠政策的同時(shí)，對(duì)現(xiàn)有的水、土、環(huán)境保護(hù)等法律法規(guī)以及油氣開(kāi)采的技術(shù)政策等進(jìn)行修訂，提高環(huán)境保護(hù)基準(zhǔn)，加大公眾與輿論的參與和監(jiān)督力度。
4)評(píng)估選定合適的處理方法處置含有污染物質(zhì)的大量鉆探回收水。頁(yè)巖氣的開(kāi)采需要大量的水資源，中國(guó)在引進(jìn)先進(jìn)開(kāi)采技術(shù)的同時(shí)，更要注重借鑒先進(jìn)的水資源管理理念和環(huán)境保護(hù)技術(shù)，避免造成水資源的浪費(fèi)、污染和枯竭，避免(鄉(xiāng)村)小流域和河流的退化。
由于中國(guó)人均淡水資源量只有2100立方米，僅為世界人均水平的28%，比人均耕地占比還要低12個(gè)百分點(diǎn);石油天然氣可以用其他能源替代，而飲用淡水還無(wú)其他資源能替代。
在中國(guó)大陸開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣必然注意這一基本國(guó)情，節(jié)約用水、可持續(xù)用水，才有可能開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣。
發(fā)布信息
