頁(yè)巖氣能否引發(fā)中國(guó)能源革命？

王夕

頁(yè)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(xué)規(guī)律辦事，很容易使頁(yè)巖氣的投入產(chǎn)出不成正比，白白浪費(fèi)大量的時(shí)間、資金還有精力，開采可能帶來(lái)環(huán)境污染。

幾年前，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)能源實(shí)驗(yàn)中心主任張金川外出開會(huì)時(shí)，總是隨身背著一塊神秘的黑色石頭。在現(xiàn)場(chǎng)，他會(huì)把這塊石頭扔進(jìn)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(shuō)石頭里能出天然氣，大家都會(huì)認(rèn)為這是開玩笑，但是直到他們看見(jiàn)水里的石頭冒泡，表明有甲烷釋出時(shí)，他們才相信了。”

這塊黑色的、會(huì)冒泡的石頭叫做頁(yè)巖，而張金川將石頭放進(jìn)水里的舉動(dòng)，是方便向大家解釋什么叫做“頁(yè)巖氣”。

頁(yè)巖氣就是人們熟悉的天然氣

所謂頁(yè)巖氣，就是保留在頁(yè)巖這種致密的巖石中的天然氣。天然氣以游離狀態(tài)儲(chǔ)存在頁(yè)巖石顆粒之間的孔隙或裂縫中，或吸附在頁(yè)巖中有機(jī)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(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院教授于炳松告訴記者，開采出來(lái)的頁(yè)巖氣，就是人們熟悉的天然氣，只是這些天然氣儲(chǔ)存的地方不同，是在頁(yè)巖中而已。

頁(yè)巖氣的發(fā)現(xiàn)由來(lái)已久。1821年，美國(guó)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(yè)巖層。但直到上世紀(jì)70年代，美國(guó)才開始將頁(yè)巖氣作為非常規(guī)氣的一個(gè)類型加以研究。

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

于炳松告訴記者，“頁(yè)巖氣也是這兩年，人們才認(rèn)識(shí)到它的價(jià)值。”雖是初來(lái)乍到，但是千萬(wàn)不要小看這些頁(yè)巖氣，它是能源界中闖出的一匹黑馬。提起頁(yè)巖氣，能源界無(wú)人不曉。頁(yè)巖氣的開發(fā)不啻于油氣領(lǐng)域的一次革命。

頁(yè)巖氣幫助美國(guó)實(shí)現(xiàn)“能源獨(dú)立”

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，過(guò)去10年，美國(guó)的頁(yè)巖氣產(chǎn)量增長(zhǎng)了11倍，如今可滿足美國(guó)近1/4的天然氣需求。光是在2009年，美國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量就超過(guò)了中國(guó)同期所有類型天然氣年產(chǎn)量的總和。

頁(yè)巖氣的使用，大大減緩了美國(guó)國(guó)內(nèi)能源需求的壓力，2008年該國(guó)石油的對(duì)外依存度出現(xiàn)了1977年以來(lái)的首次下降。

而反觀國(guó)內(nèi)，2009年，國(guó)內(nèi)原油生產(chǎn)出現(xiàn)28年來(lái)的首次負(fù)增長(zhǎng)。中國(guó)在2008年已成為天然氣凈進(jìn)口國(guó)，2009年的天然氣供應(yīng)缺口超過(guò)40億立方米。

“由于美國(guó)的開發(fā)，頁(yè)巖氣對(duì)國(guó)家戰(zhàn)略層面的影響逐漸被認(rèn)識(shí)。”于炳松告訴記者，各界對(duì)頁(yè)巖氣的關(guān)注和期待與美國(guó)成功開發(fā)不無(wú)關(guān)系，頁(yè)巖氣給美國(guó)帶來(lái)一場(chǎng)“能源革命”，甚至可以幫助美國(guó)實(shí)現(xiàn)“能源獨(dú)立”，這讓頁(yè)巖氣儲(chǔ)量豐富的中國(guó)也看到了希望。

2011年，頁(yè)巖氣被國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)為第172個(gè)獨(dú)立礦種，政府頒布了諸多鼓勵(lì)補(bǔ)貼政策，對(duì)頁(yè)巖氣開發(fā)進(jìn)行兩次招標(biāo)，還為其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展量身定制了“十二五”規(guī)劃。

根據(jù)國(guó)土資源部公布的數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)頁(yè)巖氣的儲(chǔ)量也十分豐沛。初步的調(diào)查顯示，我國(guó)陸域頁(yè)巖氣地質(zhì)資源潛力為134.42萬(wàn)億立方米，可采資源潛力為25.08萬(wàn)億立方米（不含青藏區(qū)），與常規(guī)天然氣資源相當(dāng)。

開采可能帶來(lái)環(huán)境污染

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

但是不得不承認(rèn)的是，我國(guó)的頁(yè)巖氣開采還處于起步階段。比如頁(yè)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(guó)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(diǎn)在于開發(fā)，因?yàn)樗拈_采方式，可能會(huì)造成污染，而且對(duì)水的需求量也很大。”于炳松說(shuō)。

頁(yè)巖氣的開采方法叫做“壓裂開采法”，將一種由水、砂、化學(xué)制劑等物質(zhì)混合成類似“雞尾酒”的壓裂液，會(huì)在高壓作用下向巖石噴射。天然氣會(huì)從被裂解的巖石中逃逸出來(lái)，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(jìn)劑等一些化學(xué)物質(zhì)和藥品。這些壓裂液有可能會(huì)污染地下水體，而且水在壓縮后，還有一個(gè)往地表回灌的過(guò)程，這也可能對(duì)地面造成影響。

根據(jù)美國(guó)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(gè)礦井中那1%的成分其實(shí)相當(dāng)于57000升化學(xué)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(guó)環(huán)保署出資600萬(wàn)美元深度研究頁(yè)巖氣壓裂開采法對(duì)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(guó)首次開展此類研究。

此外，根據(jù)《水資源和頁(yè)巖氣開發(fā)》報(bào)告顯示，頁(yè)巖氣在開發(fā)過(guò)程中要消耗大量水資源。從美國(guó)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，鉆井和壓裂所需水量為500萬(wàn)加侖，相當(dāng)于1000輛卡車的運(yùn)水量。另外，在作業(yè)過(guò)程中，壓裂液將回流至地表，而壓裂液中大都含有化學(xué)物質(zhì)，如處理不當(dāng)，會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定污染。

開采頁(yè)巖氣首先需摸清家底

國(guó)家發(fā)改委能源經(jīng)濟(jì)與發(fā)展戰(zhàn)略研究中心副主任劉小麗也曾表示，我國(guó)水資源本來(lái)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(yè)巖氣在開發(fā)過(guò)程中還會(huì)發(fā)生一定程度的泄漏，頁(yè)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(lái)開發(fā)不得不面對(duì)的問(wèn)題。

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

頁(yè)巖氣的重要性不言而喻，但專家認(rèn)為，目前對(duì)頁(yè)巖氣的熱情有些過(guò)熱了。

“對(duì)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。”于炳松說(shuō)，美國(guó)從1970年代就開始研究頁(yè)巖氣，前期的地質(zhì)勘探研究花了很長(zhǎng)時(shí)間，而實(shí)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(yè)巖氣也要遵循科學(xué)規(guī)律。而它的科學(xué)規(guī)律就是要先認(rèn)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(jī)理等，然后從中國(guó)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(guó)外的?！叭绻蛔裱茖W(xué)規(guī)律辦事，很容易使頁(yè)巖氣的投入產(chǎn)出不成正比，白白浪費(fèi)大量的時(shí)間、資金還有精力?！?/p>

而在劉小麗看來(lái)，我國(guó)頁(yè)巖氣資源稟賦條件較為復(fù)雜，與國(guó)外相比，我國(guó)經(jīng)歷的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)較多，因此造成的儲(chǔ)存情況更加復(fù)雜?！澳壳绊?yè)巖氣開發(fā)的首要任務(wù)還是要摸清家底?！?/p>