王夕

頁巖氣的開發(fā)不啻于油氣領(lǐng)域的一次革命，如果不遵循科學規(guī)律辦事，很容易使頁巖氣的投入產(chǎn)出不成正比，白白浪費大量的時間、資金還有精力，開采可能帶來環(huán)境污染。

幾年前，中國地質(zhì)大學能源實驗中心主任張金川外出開會時，總是隨身背著一塊神秘的黑色石頭。在現(xiàn)場，他會把這塊石頭扔進水中，讓大家看看這塊石頭在水中咕嘟咕嘟冒泡的樣子。

“如果只是用嘴說石頭里能出天然氣，大家都會認為這是開玩笑，但是直到他們看見水里的石頭冒泡，表明有甲烷釋出時，他們才相信了。”

這塊黑色的、會冒泡的石頭叫做頁巖，而張金川將石頭放進水里的舉動，是方便向大家解釋什么叫做“頁巖氣”。

頁巖氣就是人們熟悉的天然氣

所謂頁巖氣，就是保留在頁巖這種致密的巖石中的天然氣。天然氣以游離狀態(tài)儲存在頁巖石顆粒之間的孔隙或裂縫中，或吸附在頁巖中有機物的表面。它是非常規(guī)天然氣的一種，與“煤層氣”屬同一類。

中國地質(zhì)大學地球科學與資源學院教授于炳松告訴記者，開采出來的頁巖氣，就是人們熟悉的天然氣，只是這些天然氣儲存的地方不同，是在頁巖中而已。

頁巖氣的發(fā)現(xiàn)由來已久。1821年，美國在紐約州打出了世界上第一口天然氣井，這口氣井恰好就在頁巖層。但直到上世紀70年代，美國才開始將頁巖氣作為非常規(guī)氣的一個類型加以研究。

從2004年開始，我國開始逐步探索頁巖氣大致的分布輪廓。張金川說，我國頁巖氣聚集的目標區(qū)域是南方、華北—東北、西北和青藏地區(qū)。頁巖氣分布區(qū)域在我國南方大致呈“廠”字形分布，一橫就是指長江沿線、一撇主要指滇黔桂，中間這個節(jié)點就是在四川盆地，尤其是重慶。

于炳松告訴記者，“頁巖氣也是這兩年，人們才認識到它的價值?！彪m是初來乍到，但是千萬不要小看這些頁巖氣，它是能源界中闖出的一匹黑馬。提起頁巖氣，能源界無人不曉。頁巖氣的開發(fā)不啻于油氣領(lǐng)域的一次革命。

頁巖氣幫助美國實現(xiàn)“能源獨立”

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，過去10年，美國的頁巖氣產(chǎn)量增長了11倍，如今可滿足美國近1/4的天然氣需求。光是在2009年，美國頁巖氣產(chǎn)量就超過了中國同期所有類型天然氣年產(chǎn)量的總和。

頁巖氣的使用，大大減緩了美國國內(nèi)能源需求的壓力，2008年該國石油的對外依存度出現(xiàn)了1977年以來的首次下降。

而反觀國內(nèi)，2009年，國內(nèi)原油生產(chǎn)出現(xiàn)28年來的首次負增長。中國在2008年已成為天然氣凈進口國，2009年的天然氣供應(yīng)缺口超過40億立方米。

“由于美國的開發(fā)，頁巖氣對國家戰(zhàn)略層面的影響逐漸被認識?！庇诒筛嬖V記者，各界對頁巖氣的關(guān)注和期待與美國成功開發(fā)不無關(guān)系，頁巖氣給美國帶來一場“能源革命”，甚至可以幫助美國實現(xiàn)“能源獨立”，這讓頁巖氣儲量豐富的中國也看到了希望。

2011年，頁巖氣被國務(wù)院批準為第172個獨立礦種，政府頒布了諸多鼓勵補貼政策，對頁巖氣開發(fā)進行兩次招標，還為其長遠發(fā)展量身定制了“十二五”規(guī)劃。

根據(jù)國土資源部公布的數(shù)據(jù)顯示，我國頁巖氣的儲量也十分豐沛。初步的調(diào)查顯示，我國陸域頁巖氣地質(zhì)資源潛力為134.42萬億立方米，可采資源潛力為25.08萬億立方米（不含青藏區(qū)），與常規(guī)天然氣資源相當。

開采可能帶來環(huán)境污染

守著頁巖氣這個“金礦”，人們自然就開始想方設(shè)法將它開采出來。2011年底，我國石油企業(yè)共建設(shè)了15口頁巖氣試驗井，其中9口成功開采到頁巖氣。

但是不得不承認的是，我國的頁巖氣開采還處于起步階段。比如頁巖氣勘探開發(fā)需要水平井分段壓裂等專門技術(shù)，而目前我國尚未完全掌握相關(guān)核心技術(shù)，突破關(guān)鍵技術(shù)尚需做大量工作。

“技術(shù)難點在于開發(fā)，因為它的開采方式，可能會造成污染，而且對水的需求量也很大?！庇诒烧f。

頁巖氣的開采方法叫做“壓裂開采法”，將一種由水、砂、化學制劑等物質(zhì)混合成類似“雞尾酒”的壓裂液，會在高壓作用下向巖石噴射。天然氣會從被裂解的巖石中逃逸出來，被輸送回氣井表面。

但是，要在壓裂液中摻雜不同成分，包括支撐劑、防腐劑、生物促進劑等一些化學物質(zhì)和藥品。這些壓裂液有可能會污染地下水體，而且水在壓縮后，還有一個往地表回灌的過程，這也可能對地面造成影響。

根據(jù)美國環(huán)保署（EPA）發(fā)布的信息，盡管壓裂液的99%都是水，但由于液體總量太大，使得每個礦井中那1%的成分其實相當于57000升化學物質(zhì)，在回抽之后，仍有85%以上的漿體留在地下。

為此，2011年3月，美國環(huán)保署出資600萬美元深度研究頁巖氣壓裂開采法對環(huán)境可能造成的影響。據(jù)稱該研究將持續(xù)兩年，這是美國首次開展此類研究。

此外，根據(jù)《水資源和頁巖氣開發(fā)》報告顯示，頁巖氣在開發(fā)過程中要消耗大量水資源。從美國經(jīng)驗來看，鉆井和壓裂所需水量為500萬加侖，相當于1000輛卡車的運水量。另外，在作業(yè)過程中，壓裂液將回流至地表，而壓裂液中大都含有化學物質(zhì)，如處理不當，會對環(huán)境造成一定污染。

開采頁巖氣首先需摸清家底

國家發(fā)改委能源經(jīng)濟與發(fā)展戰(zhàn)略研究中心副主任劉小麗也曾表示，我國水資源本來就匱乏，在重慶和成都這樣的地方都可能出現(xiàn)用水緊張的情況，更何況新疆和東北這樣水資源匱乏的地區(qū)了。

另外，頁巖氣在開發(fā)過程中還會發(fā)生一定程度的泄漏，頁巖氣的主要成分是甲烷，它的全球變暖潛力是二氧化碳的25倍，因此如何控制氣體外泄也是未來開發(fā)不得不面對的問題。

但是很早就開始研究頁巖氣的張金川卻有些不同的意見。他認為，開發(fā)環(huán)節(jié)的技術(shù)問題被誤認為是最大的瓶頸，但頁巖氣的主要技術(shù)，就是水平井和壓裂技術(shù)，這些在國內(nèi)都是成熟技術(shù)，只不過是以前沒有綜合在一起運用過?！耙患逻€沒有實際做就說有難度，我認為是不妥當?shù)??！睆埥鸫ㄕJ為，頁巖氣的開發(fā)技術(shù)問題，只要有人潛心研究，10年之內(nèi)是能解決的。

頁巖氣的重要性不言而喻，但專家認為，目前對頁巖氣的熱情有些過熱了。

“對于這股異乎尋常的熱情，冷靜顯得尤為重要，不能急于求成，也不要一窩蜂地去做?！庇诒烧f，美國從1970年代就開始研究頁巖氣，前期的地質(zhì)勘探研究花了很長時間，而實際的大規(guī)模開發(fā)則很快，也就是近10年甚至5年內(nèi)的事。

所以開發(fā)頁巖氣也要遵循科學規(guī)律。而它的科學規(guī)律就是要先認清它和常規(guī)天然氣的區(qū)別，它的存在狀態(tài)、富集規(guī)律以及形成機理等，然后從中國自身的地質(zhì)條件出發(fā)，因地制宜地摸索適合我們自身的開采技術(shù)，決不能照搬國外的?！叭绻蛔裱茖W規(guī)律辦事，很容易使頁巖氣的投入產(chǎn)出不成正比，白白浪費大量的時間、資金還有精力。”

而在劉小麗看來，我國頁巖氣資源稟賦條件較為復(fù)雜，與國外相比，我國經(jīng)歷的地質(zhì)運動較多，因此造成的儲存情況更加復(fù)雜?！澳壳绊搸r氣開發(fā)的首要任務(wù)還是要摸清家底。”