页岩气行业发展的环境风险及应对策略

添加时间：2014-04-23 10:15:55 来源：爱中国能源网

         页岩气是从富有机质页岩地层系统中开采的天然气。按成因机制，可将页岩气定义为以吸附或游离状态赋存于暗色富有机质、极低渗透率的页岩、泥质粉砂岩和砂岩夹层系统中，自生自储、连续聚集的天然气藏。

　　近年来，随着水平井、钻完井技术以及多级水力压裂等技术的最新突破，页岩气进入了工业化开采阶段。近期研究进一步证明，以往无常规油气生成的地区依然可以有页岩气的存在，并且具有巨大的勘探开发前景。因此，全球油气勘探正在因为页岩气的商业开发而引起巨大的变革，世界能源供需格局也会因此而发生重大的变化。

　　页岩气产业国内外现状

　　页岩气的勘探开发已有近200年的历史，目前正进入全球快速发展期。北美页岩气产业更是早已实现了高效、规模开发，成为北美重要的天然气供应基地，逐渐改变着全球天然气供应格局。目前，页岩气资源的重要价值以及巨大前景已被世界上许多国家和地区充分认可，并且迅速开始了页岩气研究和勘探开发工作，如基础理论研究、资源潜力评价和工业化开采试验等。

　　北美地区是全球发现页岩气最早的地区，1821年，在美国东部泥盆系页岩中钻成第一口页岩气井，并由此拉开了世界天然气工业发展的序幕；1914年，发现了第一个页岩气田——BigSandy气田。1981年，被誉为Barnett页岩气之父的乔治·米歇尔对Barnett页岩C.W.SlayNo.1井实施大规模压裂并获成功，实现了真正意义上的页岩气开发突破。至2009年底，全球页岩气勘探开发最为成功的依旧是北美地区——其含气页岩已在约50个盆地的古生代和中生代地层中被发现，而已有近10个盆地开始了页岩气生产；2009年，其产量已达到约1000亿立方米，约占北美天然气总产量的12%，带动北美进入了新的天然气富裕时代。

　　在我国，自1967年第一次在四川盆地的卭1井发现天然气以来，页岩气藏已在国内几乎所有陆上盆地含油气盆地中陆续被发现。1966年，在四川盆地威远构造钻探的威5井，在2795～2798米井深寒武系笻竹寺组页岩中获日产气2.46万立方米，成为我国早期发现的典型页岩产气井。政府及相关的企业自2000年开始就对页岩气予以高度重视，同时对北美页岩气的发展动态进行着密切的关注。

　　我国的页岩气实验基地基本在南方地区（四川盆地南部以及云南等地），这正是我国科研人员综合分析地质条件、成藏要素和油气产区特殊因素等条件，并且结合国外成功经验做出的决定。国土资源部希望借鉴美国的商业成功模式——大量中小企业共同参与的模式，于2011年、2012年先后组织了两次页岩气区块矿业权出让的招标，民营企业更是在2012年首次获得允许参与竞争。因此，大量国企、民企开始涌入页岩气领域希望在这块“可口的蛋糕”上分一杯羹。

　　页岩气行业目前面临的问题水力压裂技术造成水环境污染水力压裂技术的突破，正是页岩气开发的一项重要助力。美国油气工业在水力压裂技术的推动下得到快速的发展，然而美国自然资源保护委员会（NRDC）指出，大量饮用水和大面积野地会因为该项技术的不恰当使用而遭受污染。事实上，美国环保人士一直认为，页岩气开采所排放出的甲烷和化学物质会严重污染地下水资源。同时，页岩气井的大量压裂用水中包含的化学添加剂很有可能会泄漏到地下水层中，这样的情况极易污染河流、湖泊等水资源。页岩气开发过程也会消耗大量的水资源，这对当地的城市生活用水、捕鱼业、工业甚至水生生物都会或多或少产生影响。

　　不合理开发引起地质灾害

　　崩塌、滑坡、泥石流是一些经历漫长年代以及地质事件后会自然发生的现象。但是由于人类许多不合理的、压榨式的施工行为，导致这些现象过早被诱发，造成了恶劣的后果。2008年10月，美国某机场附近发生了一系列地震，但这片区域在此之前没有任何地震迹象显示。对此，科研人员研究表明，这些地震与注入井有密切关系。2011年仅上半年，美国中北部某州就已发生了几百余次小型地震，许多当地群众认为，这种地质塌陷正是由于大量地下水在页岩气开发时被抽空所致。同时，压裂过程中又会向地下注入大量的水、沙以及化学药品，可能会引起地层的不稳定滑动，严重时也会引发大小不等的地震灾害。 
      　造成空气污染

　　开发页岩气对于保障能源供应安全有益，同时也会不同程度地降低天然气价格。但是同样，开发页岩气有时对环境带来的负面影响也要比开发常规能源大得多。比如温室气体排放方面，以这种非常规能源相对于常规化石能源的生命周期来看，其排放量也要大很多。美国一大学研究表示，传统天然气对气候变化的影响远远低于页岩气。

　　开发过程中造成噪声及其他环境污染

　　在页岩气钻井和压裂过程中还会产生各种噪声污染。例如四川某页岩气开发现场，数台压裂车等大量重型机械装备同时运行、水平井钻井、压裂施工和后续页岩气输送过程都会产生高分贝噪声，严重影响附近民众日常生活，同时当地的农作物、空气质量等也受到了不同程度的影响。

　　页岩气行业发展的建议

　　加强新技术研发

　　水资源污染和地质资源的破坏正是当下页岩气开发所面临的最重要问题。专家指出，无节制的大规模进行页岩气开采而又不做好环保工作，很有可能给国家甚至世界带来很大的灾难。

　　加强技术创新来解决这一问题正是各国目前所亟需的。比如水力压裂技术是一项目前在页岩气开发方面几乎无可替代的成熟技术，水力压裂技术每次使用中消耗的大量地下水以及排出的混合有化学药剂的水都对水资源及地质资源存在潜在的危害。而美国科研工作者正在尝试改进现有的压裂技术——进行无水压裂，即用其他易处理物质代替水进行压裂。如果该技术能够成功并实际应用到生产中，将大大减轻废水、污水等方面的环保压力。反观其他各国包括我国的科研人员则在此类工作方面仍欠缺考虑。如此看来，美国在这些方面依然走在世界前列。我国的科研人员和政府部门也应该居安思危，勇于尝试，在勘探和开发技术方面，不仅要向国外先进水平学习，更要勇于创新实践，在我国还没有大规模的页岩气开发之前，对一些已经出现或者将要出现的问题进行深入研究，防患于未然。规范行业标准

　　避免一些开发技术偷工减料造成不必要损失。比如支撑剂陶粒砂方面，某油田工作人员曾在页岩气开发井现场做过随机抽样调查，发现目前该油田所使用的陶粒砂在承压、粘附力等方面很难完全符合国际标准。虽然不完全达标的支撑剂一样可以对页岩气开发起到帮助作用，但是由于规格不达标会导致材料浪费甚至遗留在地下造成环境隐患。提高产业门槛，严格产业标准，刻不容缓。学习先进技术，突破现有束缚，对当前的使用材料进行创新，更是重中之重。

　　完善监管体系

　　在当前环境下，我国政府更是要对国内以及世界各地所反应出的页岩气开发带来的各方面影响高度关注，完善一个可靠详实的监管体系，未雨绸缪，尽可能降低环境影响。同时，应该借鉴国外如美国的成功经验，逐步研究和调整我国现有的水、土地以及环保方面的法律法规，提高社会舆论对环境保护的监督意识和力度。有针对性地制定一系列符合国情的页岩气开发技术规范和管理制度，为安全有效的大规模开发提供基础依据以及保障。坚持页岩气开发和环保工作同时进行，将页岩气资源勘探开发评估以及经济价值评估与环境影响评估相结合，建立更加全面的评估体系，有意识地提高企业进行大规模开采的门槛，坚持谨慎有序开发的原则，坚决避免走上边污染边治理的老路。