基于頁巖氣開采的環境影響因素探析

薛鯤(河南省煤炭地質勘察研究總院 河南省 鄭州市 450052)

隨著經濟的發展，能源成為拉動經濟發展的重要資源，引起世界各國的重視。而隨著能源的的開采和利用，世界各國都面臨著嚴重的能源危機，開發新能源成為國家發展面臨的新課題。頁巖氣的開發熱潮順應了全球能源發展的趨勢。隨著頁巖氣的開采和利用，造成了嚴重的環境問題，尤其是水力壓裂法在也頁巖氣開采中的使用。

一、頁巖氣開采的現狀

隨著世界經濟的發展，世界各國都面臨著能源短缺的危機。美國是頁巖氣開采最成功的國家。頁巖氣的早期開采工作緩慢，但是隨著能源需求的日益增長，頁巖開采的技術的不斷進步，加之政府相關扶植政策的出臺，頁巖氣開采發展迅速，頁巖氣的產量也迅速的攀升。2004年，美國頁巖氣井僅有2900口，2007年暴增至41726口，到2009年，頁巖氣生產井數達到了98590口。而且，這種增長勢頭還在繼續保持，2011年僅新建頁巖油氣井數就達到了10173口。2013年美國頁巖氣總產量已超過2000億立方米，已占該國天然氣總產量的1/3，2015年可能達到2800億立方米。對于頁巖氣的開發，可以降低國家對石油等能源的需求，減少石油能源的進口，進而可以降低國家的對外依存度。中國頁巖氣的儲量為30萬億～100萬億立方米，中國的南方地區和西北地區的盆地開采頁巖氣最為有利，開采資源約為26萬億立方米，中國的許多盆地具有頁巖氣儲藏的條件，因此頁巖氣具有巨大的開發潛力。而我國的頁巖氣儲量豐富，卻沒有得到應有的商業開發。資源的開采是國民經濟建設的需求下的重要工作，因此需要重視頁巖氣的開采工作。頁巖氣開發公司需要勘探中國的地形，借鑒美國的頁巖氣開采的技術和經驗，從而不斷提高我國頁巖氣的開采技術水平。

二、頁巖氣開采的環境影響因素

隨著能源的需求不斷增加，能源的開采和使用量也逐漸的增大，能源可以滿足人們的生產和生活的需要，給人們帶來便利。但是能源的開采往往會對環境造成一定的影響，這種影響可以是直接的，也可以是潛在的。而頁巖氣的開采在解決我國能源短缺的現狀的同時，也會但來環境問題。

1.對大氣的污染

頁巖氣的主要成分甲烷，頁巖氣的燃燒后可以帶來溫室效應。研究資料顯示，同質量的甲烷燃燒后帶來的熱量遠遠高于二氧化碳的燃燒產生的熱量。甲烷是一種溫室氣體，頁巖氣的開采中容易發生泄漏，大量的甲烷氣體釋放到空氣中就會加速全球的變暖，在頁巖氣的開采中設備的泄漏、水利壓裂過程等都會產生頁巖氣的泄漏。頁巖氣的開采管道需要穿過水層才可以進入到地下更深的頁巖層，如果出現管道破裂或者操作不當，都會導致甲烷氣體泄漏到含水層中。在水力壓裂過程中需要打開新裂縫連接天然氣存在的裂縫，這樣甲烷可能會溶解在廢水中而內釋放到大氣中。頁巖氣的燃燒可以產生氮氧化物、碳氫化合物、VOCS等氣體，當濃度達到一定程度，就會產生光化學煙霧，另外在鉆機、壓縮機以及其他的機械設備的運行中，也會產生大量的氮氧化物和碳氫化合物，這樣就會加劇了光化學煙霧。頁巖氣在開采中，注水時需要柴油提供動力，而柴油在燃燒中通常會產生苯系物、氮氧化物以及顆粒粉塵，這些都會污染到大氣。

2.污染地下水

通常油服企業將水力壓裂使用的壓裂液中的化學添加劑作為商業機密不對外披露，而這些化學添加劑極有可能造成地下水污染。在頁巖氣的開采中，化學物質可以在水力壓裂過程中沿裂縫從地下慢慢向地表滲透，或者是由于各種原因導致管道破裂，引起化學物質泄露，從而造成地下和地表水體污染。水力壓裂完成后，壓裂液就會回流到地面上，然而這些壓裂液中可能含有放射性物質會污染施工現場，之后滲入到地下污染地下水。天然氣開采公司認為成開采活動并沒有污染地下水，他們認為開采過程不會讓化學物質滲流到地下水層中，而美國環保局研究表明，不管是頁巖氣的開采技術問題，還是開采的操作失誤問題都會影響造成地下水的污染。而地下水的含水層的污染是永久的，不可恢復，因此在頁巖氣的開中需要注意水污染的問題。

3.大量的耗費水資源

在頁巖氣的開采中，經常使用水力壓裂技術。壓裂液中主要由高壓水、砂、化學添加劑組成。其中水和砂占有大量的比例。因此在頁巖氣的開采中需要大量的用水。根據美國頁巖氣開采經驗，壓裂一口頁巖氣井需要4～5萬加侖的水，遠遠高于常規水力壓裂井的用水。頁巖氣井的生產過程中會耗費大量的地表水和地下水，這樣就會影響到城市工業和居民用水、水產養殖業的用水等。頁巖氣開采行業試圖采取措施減少鉆探和水力壓裂中的水的使用，通常是采用重復使用水資源，這樣就會相對的減少水資源的利用。

三、減少頁巖氣開采污染的措施

在頁巖氣開采中需要大量的水資源，因此我國應該引進先進頁巖氣開采技術，力求做到節約水資源的效果。同時我國應該借鑒先進的水資源管理理念和環境保護技術，避免造成水資源的浪費。需要加強頁巖氣的開采勘探和環境影響評估工作，減少頁巖氣燃燒對大氣的污染。對于頁巖氣開采中產生的回流水，需要引進和研發回流水的處理技術，禁止直接排入河流、湖泊中。在頁巖氣的開發中需要引進新的技術設備，鋪設大量的集氣管線，防止頁巖氣開采中發生泄漏。

結語

頁巖氣作為一種高效清潔的能源，受到世界各國的廣泛的關注。頁巖氣成為重要的戰略能源，各國逐漸興起開發頁巖氣的熱潮，這樣可以大大的緩解能源危機，降低國家的對外依存度。我國在頁巖氣資源的開采和利用中，需要重視頁巖氣開采中的環境問題，研發頁巖氣的開采技術，以及引進先進的頁巖氣開采技術和設備，避免造成環境污染。

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