页岩气开发环境问题研究

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1、页岩气开发环境问题研究2014-08-07能源怙报文/干-楠国土资源部汕气资源战略研究屮心页岩气在全球范围内大量开采的同时，环境问题也Fl益凸显，有的其至影响到了政府开采的决心。事实上，已有页岩气商业开采的美国、加拿人都存在对页岩气开采过程屮环境影响的争议，部分州、地区也因环境问题中止了部分页岩气开发项冃。除波兰外，欧洲的大部分地区尚耒进行页岩气系统勘探，欧洲对页岩气开发述存在不小的疑问。2011年法国成为第一个对页岩气开采说“不”的国家，英国也对页岩气开发持谨慎态度，至今已有许多国际环保组织开展了类似“反对页岩气开釆”的活动。我国业界在该领域的研究

2、尚属起步阶段，针对其中的关键问题，应客观分析现状，充分利用己有研究成果和国外先进经验，以积极的态度应对新型能源时代所带來的环境问题。一、页岩气开发过程中的主要环境问题2011年4月，美国康奈尔人学的研究小组公布了一份关于页岩气的研究报告，该报告严厉指岀了页岩气开发所带來的包括温室气体排放和破坏水资源等在内的一•系列环境问题。不久BBC也制作了一期节目，斥责页岩气的清洁程度其至不如煤炭。同年7月，美国著名杂志《今口物理》刊载DavidKrame的题为“页岩气开采面临越来越大的公众反对压力和法规监管挑战”的文章，认为页岩气开采过程的环境问题延误了其在美国

3、东北地区的发展。页岩气开发过程中面临的主要环境问题有以下儿种:一是水力压裂过程中使用压裂液的潜在风险；二是压裂Z后的废水处理问题；三是压裂造成的地下水污染问题；四是淡水资源的大量消耗问题；五是温室气体排放问题；六是开采过程中伴生的其他坏境问题。1、水力压裂过程中使用压裂液的潜在风险水力压裂技术是目前唯一可以开启页岩气矿藏的金钥匙，高压液体注入井下并使岩层裂开,液体中的支撑剂叮以保持住裂缝，使其成为油气导向井筒的高速渗透通道。页岩气水力压裂技术主要使用砂子和水，行业最初拒绝透露用于水力压裂的压裂液成份，称其为“商业秘密”。近年來，在监管机构的压力下，压

4、裂液的成份也逐渐明晰。通常情况下，压裂液的成份为：94.62%的水，5.24%的砂子，0.05%的降阻剂，0.05%的抗菌剂，0.03%的盐酸以及0.01%的防垢剂，其中的化学添加剂达250余种，包括苯、甲苯、二甲苯等这些已知的人类致癌物，并且是被美国政府法律管制的污染物。美国14家汕气公司过去5年使用了约295万立方米压裂液，其中包括750种化学产品和有毒物质。也有研究报告称，这些化学成分被广泛应用于各种领域，甚至很多口常产品中也冇应用，在高稀释的情况下，是不大可能对人类健康造成风险的。但无论怎样解释，压裂液中的确含有多种致癌有害物质，且使用量巨人

5、,潜在风险极高。2、压裂之后的废水处理问题压裂过程中，使用的压裂液完成操作后会有注入量的15%〜80%回流到地表，这些巨量废水的处理问题也非常严峻。废水中的化学物质部分來H于压裂液屮的苯等，部分來白于压裂过程中深层岩石渗透出的放射性物质，如铀、盐和苯，有时还有少量的链，其有毒盐水浓度是海水浓度的6倍。水力压裂给水处理带来了巨大挑战：贝岩气井中回收的废水含有碳氢化合物、重金加、污垢以及化学盐分，普遍认为是最难处理的一类工业污水。美国FI前的废水处理办法主要有三种:注回地卜-、处理后排放到地表水系、循环再利用。注回地卜-有严格的条件限制，取决于废弃矿井的

6、位置、评估地下水污染风险等;排放到地表要做无害化处理，对水处理公司要求很高，非专业技术不能达到；若投以循环再利用，则是最为经济和安全的办法，无论从成本还是环保考虑，水资源的循环利用都是油气工业发展的未来趋势。但是专业水处理公司的存在和发展都将直接制约该产业的健康运转和环境的良性走向。有人计算严格的废水处理将导致单一的页岩气井成本增加7%,但対较大型的页岩气开发，成本将会低很多。3、压裂造成的地下水污染问题至于地下水的渗透问题，一般來说，饮用水含水层通常在地表以下的百米左右，而页岩气储层则在数百米甚至千米以下。即使在垂直裂隙发育地区，含水层深度与页岩气

7、储层仍有一定距离。通过水层的井管是川混凝土和钢材料包裹，气体泄需基本上是不可能的，但是若冇失败，也会及时用水泥密封。美国的页岩气业界声称，“地卜•水污染更频繁的发牛在与页岩气无关的产业，在页岩气被严格监管的情况下，没有地下水的污染或破坏被归因于页岩气的水力压裂行为”（JosephJ.Lee,宾夕法尼亚州环保部）。能源界认为出现污染案例并非压裂技术的问题，而是由于井身缺陷、管理不当等原因造成的,可以通过加强管理避免。但是可以证实的是，20伯年5月，美国杜克大学的研究人员表示，在宾夕法尼亚州使用水力压裂法开釆页岩气的地区，地下水中甲烷含量比未钻探区域高出

8、17倍。可能是由于钻探设备缺陷导致的，而研究并未发现注入页岩层的化学物质会向上流动影响浅层地卜•水。这些物质