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水力壓裂從地球深處獲取天然氣

2019-10-23 9:25:10 來源:中國礦業報 作者:苑坤

自工業革命以來,能源的消耗就在不斷攀升,其中大部分產自石化燃料,如煤或天然氣。近年來,一種具有爭議性的天然氣提取方法被很多人提及,這就是高壓水砂碎裂法,也被稱為水力壓裂法。

簡單地說,水力壓裂法是從地球深處獲取天然氣的技術。通過這種技術,多孔巖石被水、砂子和化學試劑的混合液液壓碎裂,從而達到釋放封存的天然氣的目的。液壓破碎法的技術早在上世紀40年代就已被人們發現,但直至過去的十年,水力壓裂法才在美國慢慢興起。這是因為在美國和歐洲大陸,大部分常規天然氣資源已經枯竭,天然氣和其他燃料價格逐漸上升,而更為復雜和昂貴的水力壓裂技術對解決這一困難有很大幫助。目前,水力壓裂技術的使用次數僅在美國突破了一百萬次,超過60%的新石油和天然氣采集平臺正在使用水力壓裂法進行鉆孔。

現在,讓我們來看看水力壓裂的實現過程吧。首先,鉆孔機要打進地下幾百至上千米深,相當于一個垂直的洞從地表延伸至地下巖石中的含氣層;然后,用高性能的泵注入用于壓裂的液體注入(壓裂液水是最重要的組成部分,800萬升水大約相當65000人一天的水量,加上幾千噸的砂子以及約20萬升的化學試劑),混合液進入地下后會打開巖層并產生無數細小的裂縫,砂子則起到支撐裂縫的作用,防止這些縫隙再次閉合,化學試劑會起到凝結水、殺死細菌并溶解礦物質的作用;第三步,大多數的壓裂液會再次被抽走,天然氣就可以沿著打開的裂縫通過鉆洞上傳至地表,進而完成采集;最后,當天然氣被采集完后,鉆孔會被封上。

水力壓裂法所用的水加入了大量化學物質,擁有極高的污染度,就連大型污水處理廠都無法處理,只能在多次使用后將其封存在地下深處。然而,這并不是一種安全的處理方式,事實上,在美國已經發生因為疏忽而導致廢水泄露并滲透至地下水中的事故了。

早在2004年,EPA(美國環境保護署)就對水力壓裂法的環境影響做出過評估,當時的結果認為這種技術很安全。2005年,美國《能源政策法》甚至規定水力壓裂法不受《安全飲用水法案》的限制。然而,在環保組織和一些立法者的眼中,EPA的評估結果值得商榷。有關水力壓裂法,美國《能源論壇》曾撰文表示,該問題是由一系列單獨的水污染事件引發,是由于操作者操作不當所造成,而不是水力壓裂法自身存在缺陷。

近年來,隨著我國政府部門對水資源的嚴格監管,油氣生產商也越來越重視環境保護工作。通過不斷升級廢水處理技術,壓裂作業產生的廢水已經可以逐漸實現重復利用,經濟綠色的水力壓裂技術已成為天然氣開發的趨勢。□

(作者單位:中國地質調查局油氣資源調查中心)

網站編輯:宮莉

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