頁(yè)巖氣壓裂增產(chǎn)技術(shù)綜述

頁(yè)巖氣壓裂增產(chǎn)技術(shù)綜述

0頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的原因在上漲時(shí)期，黃巖氣作為一種新的綠色能源，受到了世界各國(guó)的贊賞。美國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)始于1821年,是世界上頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)最早的國(guó)家。近幾年,頁(yè)巖氣大規(guī)模商業(yè)性開(kāi)發(fā)改變了美國(guó)能源格局。它的快速發(fā)展,一靠競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)機(jī)制,二靠競(jìng)爭(zhēng)所帶來(lái)的技術(shù)創(chuàng)新。頁(yè)巖氣最主要的開(kāi)采方式是水力壓裂技術(shù),水力壓裂技術(shù)需要大量的水資源,容易帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞問(wèn)題。相反,也有一些環(huán)保主義者肯定了頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的正面影響,因?yàn)轫?yè)巖氣相比石油和煤炭更為低碳。對(duì)此,不同學(xué)者有不同意見(jiàn),然而個(gè)人認(rèn)為水力壓裂開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣技術(shù)的關(guān)鍵在于尋找環(huán)保與開(kāi)發(fā)的黃金結(jié)點(diǎn),在環(huán)保憂慮之下,采取一些具體的補(bǔ)救措施,使頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)技術(shù)更為成熟環(huán)保,此項(xiàng)研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1儲(chǔ)層壓裂技術(shù)主要分為水在頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)方面,美國(guó)主要采用了水平井和水力壓裂技術(shù),后者還包括清水壓裂技術(shù)、多段壓裂技術(shù)、同步壓裂技術(shù)、重復(fù)壓裂技術(shù)等,同時(shí),還可結(jié)合先進(jìn)的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)評(píng)估技術(shù)、裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)以及隨鉆測(cè)量技術(shù)等進(jìn)行應(yīng)用分析。1.1表面活性劑的制備目前美國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)最主要的增產(chǎn)措施是清水壓裂技術(shù),即將添加了減阻劑的清水作為壓裂液。這種壓裂液主要成分是水、少量的減阻劑、黏土穩(wěn)定劑和表面活性劑。主要使用這種低成本壓裂液,那是因?yàn)樗且环N低黏度流體,更容易產(chǎn)生一些復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò),而且很少需要清理,是一種清潔壓裂技術(shù),可提供更長(zhǎng)的裂縫,并將壓裂支撐劑運(yùn)到遠(yuǎn)處裂縫網(wǎng)絡(luò),在Barnett等低滲透油氣藏儲(chǔ)層改造中可取得很好的壓裂效果。1.2次壓裂技術(shù)重復(fù)壓裂技術(shù)用于在不同方向上誘導(dǎo)產(chǎn)生新的一些裂縫,從而增加裂縫網(wǎng)絡(luò),以便提高生產(chǎn)能力。如果初次壓裂已經(jīng)沒(méi)有效果,或現(xiàn)有的支撐劑已經(jīng)損壞,那么對(duì)該井進(jìn)行二次壓裂將重建儲(chǔ)層線性流,最終采收率估計(jì)提高9%左右,可采儲(chǔ)量增加60%左右,是一種低成本增產(chǎn)技術(shù)。如果能使得二次壓裂獲得成功,必須評(píng)估二次壓裂前、后的平均儲(chǔ)層壓力、滲透率厚度乘積、有效裂縫長(zhǎng)度和導(dǎo)流能力等等。所以重復(fù)壓裂必須以室內(nèi)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)進(jìn)行實(shí)施。Barnett的大部分頁(yè)巖氣井都進(jìn)行了二次壓裂,二次壓裂后可接近甚至超過(guò)初次壓裂時(shí)的頁(yè)巖氣產(chǎn)量。1.3撐劑和雙井壓裂技術(shù)該技術(shù)是同時(shí)進(jìn)行配對(duì)井的壓裂,也就是同時(shí)對(duì)兩口甚至更多的井進(jìn)行壓裂。它可使壓裂液和支撐劑在高壓下從一口井向另一口井運(yùn)移距離達(dá)到最短,能增加裂縫網(wǎng)絡(luò)的密度及表面積。該技術(shù)曾在Barnett頁(yè)巖氣田使用,在相隔150~300m范圍內(nèi)鉆兩口平行的水平井同時(shí)進(jìn)行壓裂,目前已發(fā)展到多口井間同時(shí)壓裂。該技術(shù)在未來(lái)頁(yè)巖氣開(kāi)采方面將有很大應(yīng)用前景。1.4井壓裂發(fā)育儲(chǔ)層水平井也需要壓裂,如果不壓裂則不能產(chǎn)氣。通過(guò)對(duì)Newark東油氣田進(jìn)行水平井壓裂,發(fā)現(xiàn)其初始產(chǎn)氣速度一般比直井快2~3倍。對(duì)Newark氣田進(jìn)行水平井分段壓裂,可使其核心區(qū)域產(chǎn)量大幅度提高,并且在那些缺少遮擋或遮擋層很薄的區(qū)域,水平井壓裂比直井壓裂更能使裂縫保持在Barnett儲(chǔ)層的目的段中。最初水平井的壓裂階段一般采用單段或2段,目前已增至7段甚至更多。中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司西南油氣田有限公司已計(jì)劃建設(shè)威遠(yuǎn)氣田作為全國(guó)首個(gè)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的試驗(yàn)田。至2011年9月,已完成5個(gè)頁(yè)巖氣勘探試驗(yàn)井。中國(guó)的第一個(gè)水平頁(yè)巖氣井威201-H1井在威遠(yuǎn)氣田,已采用分段壓裂。水平井10級(jí)以上分段壓裂技術(shù)是最關(guān)鍵的核心技術(shù),但是,目前我們對(duì)這兩項(xiàng)技術(shù)的掌握還不是很成熟。2化學(xué)增強(qiáng)劑水力壓裂技術(shù),是目前唯一可以開(kāi)啟頁(yè)巖氣礦藏的金鑰匙。它主要使用含砂的水,其中砂作為支撐劑,此外還有2%或更少的化學(xué)增強(qiáng)劑。當(dāng)高壓液體注入鉆井并使巖層裂開(kāi)后,高壓液體中的支撐劑可以保持住裂縫,使其成為油氣導(dǎo)向鉆井的高速滲透通道。循環(huán)壓裂液的凈化不妥可能會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題,因?yàn)樗毫鸭夹g(shù)應(yīng)用于工業(yè),眾所周知,會(huì)使用大量水和造成水污染問(wèn)題,水污染對(duì)居住地區(qū)甚為敏感。2.1節(jié)水壓裂井水力壓裂技術(shù)需要消耗大量水資源且不可回收。水力壓裂井比傳統(tǒng)的井需要更多的水。在美國(guó)密歇根的Antrim頁(yè)巖氣田,一個(gè)傳統(tǒng)的井一次需要190m3的水。然而據(jù)估計(jì)如果是水平鉆井,一個(gè)水力壓裂井一次需要1.9×104m3水,大約是一個(gè)1×109W煤電站12h的水用量。據(jù)介紹,2.6km2干旱土地需1.5×106m3水,可收獲價(jià)值2×105$的玉米。等量的水,如果用于水力壓裂技術(shù)鉆井,可獲得價(jià)值2.5×109$的石油。由于鉆井所使用的水要注入比地下蓄水層深得多的頁(yè)巖層,大量水主要被巖石吸收,而不能再回收利用。環(huán)保人士擔(dān)心水力壓裂過(guò)程中會(huì)消耗大量水資源。據(jù)德國(guó)地球科學(xué)研究中心的霍斯菲爾德教授介紹,每口頁(yè)巖氣井需耗費(fèi)1.5×104m3的水才能使頁(yè)巖斷裂,具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。2.2水的污染和干氣壓裂水力壓裂技術(shù)也是一柄雙刃劍,不僅消耗大量水資源,還可能污染地下水。循環(huán)后的水典型地含有用于水力壓裂處理的化學(xué)濃聚物和自然產(chǎn)生的濃鹽水,有時(shí)候有少量的放射物質(zhì),比如鐳。循環(huán)后的水必須要妥善處理才能避免對(duì)公共健康和環(huán)境的危害。美國(guó)14家油氣公司過(guò)去5年中使用了約2.95×106m3壓裂添加劑,包括750種化學(xué)產(chǎn)品和苯及鉛等有毒物質(zhì)?；亓鞯膲毫岩喝绻醇皶r(shí)處理或造成泄漏,對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響將不可低估。環(huán)保人士和當(dāng)?shù)鼐用耖L(zhǎng)期以來(lái)都認(rèn)為,此舉會(huì)使地下水受到甲烷和其他化學(xué)物質(zhì)的污染。2.2.1地下水開(kāi)采量過(guò)在氣體和壓裂液體的流動(dòng)方面,主要的擔(dān)憂是氣體和水力壓裂過(guò)程中使用的化學(xué)物質(zhì)污染提供飲用水的蓄水層。蓄水層在大約地下600m或者以上。壓裂是水平的,因?yàn)槭^自然的壓力使氣體流向氣體儲(chǔ)存器。在更深的底層,壓裂可能垂直地發(fā)生但是受被壓在上方的氣體儲(chǔ)存器限制。如果某處地下水受水力壓裂液體污染,多數(shù)情況可能是不合理施工而不是水力壓裂技術(shù)本身造成。美國(guó)杜克大學(xué)的研究者在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》表示,在賓夕法尼亞州使用水力壓裂開(kāi)采頁(yè)巖氣的地區(qū),地下水中甲烷含量比其它未鉆探區(qū)域高出大約17倍。研究者分析了賓夕法尼亞州和紐約州五個(gè)郡范圍內(nèi)68個(gè)私有水井中的甲烷含量,報(bào)告稱,飲用水受甲烷污染的現(xiàn)象與用水力壓裂法開(kāi)采頁(yè)巖氣密切有關(guān)。地球正義組織的數(shù)據(jù)顯示,美國(guó)目前有32個(gè)州采用水力壓裂法開(kāi)采頁(yè)巖氣。杜克大學(xué)的研究人員表示,甲烷氣體的釋放可能是由于鉆探設(shè)備缺陷導(dǎo)致的,而研究并未發(fā)現(xiàn)注入頁(yè)巖層的化學(xué)物質(zhì)會(huì)向上流動(dòng)影響淺層地下水。研究人員還表示,水力壓裂法注入的液體會(huì)慢慢自地下深處向上層運(yùn)動(dòng),幾十年后可能才產(chǎn)生影響。例如,2010年4月,由于Exco能源公司的鉆井機(jī)無(wú)意中造成了淺層天然氣泄漏,導(dǎo)致大約150戶迪索托居民被迫疏散到鄰近的卡多縣。當(dāng)時(shí),Exco公司承認(rèn)甲烷已經(jīng)滲入當(dāng)?shù)氐娘嬘盟?并且表示會(huì)監(jiān)測(cè)是否有氣體逸出。也發(fā)生了卡波特公司被指控在開(kāi)采天然氣時(shí),造成了甲烷滲透進(jìn)居民水井的嚴(yán)重后果見(jiàn)表2。2.2.2地表溢出—化學(xué)物質(zhì)污染頁(yè)巖氣開(kāi)采導(dǎo)致另一個(gè)重要的環(huán)境污染問(wèn)題是化學(xué)物質(zhì)污染。在開(kāi)采過(guò)程中要經(jīng)過(guò)地下蓄水層,這時(shí),所使用的化學(xué)添加劑會(huì)對(duì)蓄水層中的水造成嚴(yán)重污染,表現(xiàn)為化學(xué)物質(zhì)的泄漏。地表溢出———化學(xué)物質(zhì)和開(kāi)采使用水的溢出給公眾健康和環(huán)境造成負(fù)面影響。2009年,在切薩皮克能源公司的鉆井平臺(tái)附近,發(fā)現(xiàn)了16頭牛的尸體。調(diào)查顯示,這些牛是食用了鉆井機(jī)使用的化學(xué)制品后死亡。然而這些化學(xué)制品則是在一次暴風(fēng)雨中發(fā)生泄漏的。在賓夕法尼亞州,由于飲用水安全和其他環(huán)境問(wèn)題的訴訟讓鉆探工作遇到了很大的麻煩,間接地導(dǎo)致了能源產(chǎn)品成本增加。同時(shí),政府也在當(dāng)時(shí)中止了在國(guó)有林區(qū)內(nèi)發(fā)放新的鉆井許可證。2.3臭氧標(biāo)準(zhǔn)將被納入經(jīng)濟(jì)新目標(biāo)的監(jiān)管范圍,但將會(huì)增加了企業(yè)生產(chǎn)和成本,但同時(shí)也面臨了據(jù)美國(guó)《油氣雜志》2011年8月26日?qǐng)?bào)道,美國(guó)空氣控制中心(ACC)技術(shù)和法規(guī)事務(wù)副總裁MikeWalls表示,考慮到頁(yè)巖氣資源的重要性,目前更加嚴(yán)格的空氣中臭氧標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該行業(yè)可能產(chǎn)生潛在的負(fù)面影響。大多數(shù)與頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)相關(guān)的工業(yè)均位于美國(guó)人口較少的地區(qū),這些地區(qū)目前為空氣清潔法的達(dá)標(biāo)地區(qū)。但是,更加嚴(yán)格的臭氧標(biāo)準(zhǔn)將使整個(gè)美國(guó)變成“不達(dá)標(biāo)”,有關(guān)許可要求的更改將使企業(yè)獲得許可證的成本大幅增加且獲得難度更大。需要利用頁(yè)巖氣帶來(lái)的新的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),而在更加嚴(yán)格的臭氧標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)管下,越來(lái)越多的頁(yè)巖氣資源將處于臭氧不達(dá)標(biāo)地區(qū),這將使這些地區(qū)的頁(yè)巖氣生產(chǎn)停止,從而使其擁有頁(yè)巖氣資源卻不能利用。美國(guó)環(huán)保局(EPA)未能在2011年7月31日前如期完成臭氧標(biāo)準(zhǔn)的修訂,而工業(yè)界人士和共和黨議員卻希望說(shuō)服EPA將新標(biāo)準(zhǔn)推遲到2013年。雙方的爭(zhēng)議源于2008年EPA決定將8h臭氧標(biāo)準(zhǔn)從0.084×10-6減少到0.075×10-6,為其提供建議的EPA清潔空氣科學(xué)顧問(wèn)委員會(huì)甚至表示不應(yīng)超過(guò)0.070×10-6。2011年9月2日,美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬要求EPA撤回有關(guān)空氣中臭氧標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)管提案,政府表示關(guān)于保護(hù)公眾健康和環(huán)境的承諾仍然不會(huì)動(dòng)搖,但在經(jīng)濟(jì)持續(xù)復(fù)蘇的情況下,仍需要強(qiáng)調(diào)減少企業(yè)界面臨的監(jiān)管負(fù)擔(dān)和監(jiān)管不確定性的重要性。但是,油氣工業(yè)界認(rèn)為取消臭氧排放條例只是暫時(shí)性地緩解了未來(lái)可能更加嚴(yán)格的監(jiān)管負(fù)擔(dān),因?yàn)槊绹?guó)環(huán)保局要求最大限度地使用減排技術(shù)的提議仍在研究日程內(nèi)。可以預(yù)見(jiàn),業(yè)內(nèi)將持續(xù)關(guān)注臭氧標(biāo)準(zhǔn)變化對(duì)水力壓裂的影響。3污染救濟(jì)措施3.1資源整合及低能耗廢水利用技術(shù)為了減少水力壓裂帶來(lái)的環(huán)境破壞,在每次壓裂完成之后,對(duì)水進(jìn)行獲取和重新利用,是一項(xiàng)比較重要的補(bǔ)救措施。美國(guó)許多頁(yè)巖氣鉆井就建在傳統(tǒng)天然氣生產(chǎn)場(chǎng)所附近,因此,壓裂后的水能夠被捕獲、處理,并回收利用到下次水力壓裂中。據(jù)估計(jì),美國(guó)頁(yè)巖氣鉆探中,大約有70%的水來(lái)自水力壓裂回收的水。每口井需要消耗(7.5~19)×103m3的水,其中的25%~100%需要回流到地面,這些水必須進(jìn)行回收和處理。對(duì)于美國(guó)西部各州,特別是新鮮水供應(yīng)已經(jīng)非常緊張的地區(qū),水力壓裂會(huì)使現(xiàn)有水資源進(jìn)一步緊張。巴尼特頁(yè)巖區(qū)鉆井和壓裂過(guò)程的耗水量相當(dāng)于當(dāng)?shù)?8.5萬(wàn)戶家庭的耗水量。根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查的資料報(bào)道,得克薩斯州正密切關(guān)注鉆井過(guò)程中水的用量,由巴尼特頁(yè)巖鉆探公司組成的一個(gè)財(cái)團(tuán)開(kāi)發(fā)了節(jié)約用水的最佳管理措施。馬塞勒斯頁(yè)巖氣生產(chǎn)區(qū)也采用了類似的方法。水力壓裂形成的廢水通常有以下三種典型的處理方法:運(yùn)輸?shù)綇S區(qū)外的污水處理裝置進(jìn)行處理,其后將其封存在地下井中。運(yùn)輸?shù)綇S區(qū)外的污水處理裝置進(jìn)行處理,再排放到地表水。原地處理后重新用于水力壓裂或鉆井操作。不同頁(yè)巖氣產(chǎn)區(qū)的水力壓裂回流廢水(含不同的化學(xué)試劑)要求有不同的水處理解決方案。如在美國(guó)東部馬塞勒斯頁(yè)巖區(qū)一定要有處理極高含鹽量壓裂廢水的能力。據(jù)美國(guó)《烴加工》2011年7月1日?qǐng)?bào)道,為了解決水處理相關(guān)問(wèn)題,一些領(lǐng)先的水技術(shù)公司推出了移動(dòng)式水處理裝置解決方案。這些移動(dòng)式裝置用來(lái)處理和回收水力壓裂回流液和鉆井過(guò)程及其他工業(yè)操作過(guò)程中產(chǎn)生的含鹽廢水,這樣可以減緩新鮮水供應(yīng)緊張的問(wèn)題。另外,美國(guó)一些大學(xué),如得克薩斯A&M大學(xué)、卡耐基梅隆大學(xué)和西弗吉尼亞州立大學(xué)也開(kāi)始了該項(xiàng)目的研究工作,旨在開(kāi)發(fā)新的、更有效的油氣鉆探和水力壓裂過(guò)程中的廢水處理技術(shù)。一些公司,包括西門子水技術(shù)公司及GE電力和水處理公司,都推出了應(yīng)用不同技術(shù)的移動(dòng)式水處理裝置,能在原地進(jìn)行水處理并回用,不僅能減緩當(dāng)?shù)厮Y源緊缺、降低成本,還可以降低將廢水輸送到遠(yuǎn)處的封存井或水處理裝置過(guò)程中產(chǎn)生的溫室氣體排放。西門子的解決方案采用浮選/過(guò)濾技術(shù),而GE的解決方案則采用蒸發(fā)技術(shù)。每種技術(shù)各有利弊。中國(guó)延長(zhǎng)石油集團(tuán)研究院通過(guò)對(duì)微界面絮凝、催化氧化、定向脫色、強(qiáng)化固液分離等技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)與配套技術(shù)研究,2012年6月中旬開(kāi)發(fā)出集化學(xué)處理劑體系與設(shè)備為一體的高效污染物無(wú)害化處理技術(shù),并自主研發(fā)成功YC-FC01模塊化頁(yè)巖氣壓裂作業(yè)廢液回用處理設(shè)備。該設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì)思路,使用時(shí)可根據(jù)壓裂廢液性質(zhì)通過(guò)調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)各模塊之間的任意切換與組合。它能針對(duì)不同壓裂體系的作業(yè)廢液采用相應(yīng)的化學(xué)調(diào)制劑處理,處理后的水質(zhì)可滿足壓裂液配液用水指標(biāo),實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排及廢液循環(huán)利用。該技術(shù)已在國(guó)內(nèi)率先用于解決陸相頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)中壓裂作業(yè)廢液的處理難題。YC-FC01設(shè)備是一套室內(nèi)小試裝置,目前延長(zhǎng)集團(tuán)正在設(shè)計(jì)中試處理設(shè)備,擴(kuò)展后的橇裝式模塊化廢液處理設(shè)備可推廣應(yīng)用。該技術(shù)可有效解決頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)中壓裂作業(yè)廢液的處理問(wèn)題,節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境、節(jié)約水資源,對(duì)實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣綠色開(kāi)發(fā)、清潔生產(chǎn)與可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。3.2美國(guó):用新標(biāo)準(zhǔn)解決氣體排放美國(guó)環(huán)保局2012年4月18日發(fā)布一項(xiàng)新法規(guī),將對(duì)頁(yè)巖氣開(kāi)采中,因使用水力壓裂技術(shù)所造成的空氣污染加以控制,這也是美國(guó)控制頁(yè)巖氣開(kāi)采造成環(huán)境污染的首個(gè)法規(guī)。該法規(guī)要求到2015年,所有采用水力壓裂技術(shù)進(jìn)行開(kāi)采的頁(yè)巖氣井都必須安裝相關(guān)的設(shè)備,以便減少可揮發(fā)性有機(jī)化合物及其他有害空氣污染物的排放,例如像苯和正己烷等。環(huán)保局空氣和輻射辦公室副主管GinaMcCarthy在發(fā)布該項(xiàng)法規(guī)時(shí)表示,在頁(yè)巖氣田必須要安裝相關(guān)設(shè)備的同時(shí),還可以捕集到具有較強(qiáng)溫室效應(yīng)的甲烷。目前大氣環(huán)境中的甲烷主要是由于油氣開(kāi)采泄漏造成的。該項(xiàng)法規(guī)將對(duì)目前美國(guó)約13000口天然氣井產(chǎn)生影響。美國(guó)環(huán)保局早在2011年7月就提出了對(duì)水力壓裂法氣井進(jìn)行控制的初步建議,當(dāng)時(shí)美國(guó)石油協(xié)會(huì)和其他行業(yè)協(xié)會(huì)都認(rèn)為這項(xiàng)計(jì)劃實(shí)施的時(shí)間進(jìn)度太緊。因此美國(guó)環(huán)保署在最終頒布這項(xiàng)法規(guī)時(shí),將具體實(shí)施時(shí)間推遲了兩年多,在此期間,這些氣井在生產(chǎn)中可以通過(guò)燃燒的方法減少甲烷和其他污染物的排放。這項(xiàng)修改后的法規(guī)得到了美國(guó)天然氣協(xié)會(huì)和美國(guó)石油協(xié)會(huì)的贊揚(yáng)。他們稱時(shí)間等方面的修改“能夠讓相關(guān)公司在生產(chǎn)國(guó)家急需的石油和天然氣的同時(shí),又能減少污染物的排放”。這項(xiàng)法規(guī)同時(shí)也得到美國(guó)環(huán)保組織的支持。野生地球守護(hù)者的氣候變化和能源方案主任杰里米·尼科爾斯表示:“雖然未來(lái)兩年多,這些氣井還將繼續(xù)燃燒甲烷而不是捕集,但從另一方面來(lái)說(shuō),將這些物質(zhì)通過(guò)燃燒等方法除去畢竟也減少了向空氣中的排放?！彼麖?qiáng)調(diào),現(xiàn)在該是工業(yè)界行動(dòng)起來(lái),加緊安裝新設(shè)備捕集這些物質(zhì)的時(shí)候了。據(jù)了解,目前美國(guó)新氣井中約有一半已安裝了相關(guān)設(shè)備,以便在進(jìn)行頁(yè)巖氣開(kāi)采時(shí)能夠根除可揮發(fā)性有機(jī)化合物的排放,捕集空氣污染物及甲烷。2012年5月15日,美國(guó)環(huán)保局發(fā)布了新的天然氣開(kāi)采排放標(biāo)準(zhǔn),要求運(yùn)營(yíng)商使用天然氣捕捉技術(shù),以避免有害氣體逃逸到大氣中,威脅公眾健康。這些氣體包括化學(xué)混合物、沙子和水在高壓下注入巖石中進(jìn)行壓裂釋放出來(lái)的碳?xì)浠衔铩Ｃ绹?guó)環(huán)保局局長(zhǎng)麗莎·杰克遜表示,過(guò)去逃逸出來(lái)的氣體污染了空氣。新標(biāo)準(zhǔn)將通過(guò)捕獲這些氣體來(lái)保護(hù)人們的健康,也將把更多針對(duì)燃料供應(yīng)商的產(chǎn)品推向市場(chǎng)。政府希望繼續(xù)擴(kuò)大全美天然氣等重要資源的生產(chǎn)。新標(biāo)準(zhǔn)在支持這一目標(biāo)的同時(shí),確保燃料生產(chǎn)不會(huì)威脅民眾健康。美國(guó)環(huán)保局已更新了兩項(xiàng)清潔空氣法案,以控制天然氣井壓裂、鉆井和抽水等環(huán)節(jié)釋放的氣體。美國(guó)每年大約有1.3萬(wàn)口天然氣井進(jìn)行壓裂或再次壓裂。在開(kāi)采準(zhǔn)備階段,這些天然氣井會(huì)釋放出揮發(fā)性的有機(jī)化合物,形成煙霧、苯和正己烷等有毒物質(zhì),可能嚴(yán)重威脅人類健康?！肚鍧嵖諝夥ò浮芬蟓h(huán)保局為引起空氣污染、危及公眾健康的行業(yè)設(shè)立標(biāo)準(zhǔn),每8年更新一次?，F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布于1985年。更新后的《新能源性能標(biāo)準(zhǔn)》和《有害空氣污染物標(biāo)準(zhǔn)》要求,相關(guān)行業(yè)要捕捉天然氣的主要成分甲烷。甲烷吸收的太陽(yáng)熱量是大氣中二氧化碳的20倍以上。新標(biāo)準(zhǔn)既可以通過(guò)成熟且具成本效益的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn),又能降低實(shí)施成本,同時(shí)確保其可行性。美國(guó)約有一半的壓裂式天然氣井已經(jīng)應(yīng)用。這些技術(shù)不僅能減少天然氣井排放95%的有害氣體,還能令企業(yè)收集到更多的天然氣,通過(guò)再次銷售抵消成本。美國(guó)環(huán)保局預(yù)計(jì),新標(biāo)準(zhǔn)在2015年全面實(shí)施后,相關(guān)行業(yè)每年將節(jié)省1.1×107~1.9×107$。美國(guó)石油學(xué)會(huì)和美國(guó)天然氣聯(lián)盟于2012年6月4日共同宣布,對(duì)美國(guó)來(lái)自水力壓裂甲烷排放量新的調(diào)查發(fā)現(xiàn),它們比美國(guó)環(huán)保局的估計(jì)要低50%。他們調(diào)查了廣闊的地理區(qū)域20多家公司作業(yè)的91000口井,許多數(shù)據(jù)來(lái)源是環(huán)保局最近估算的主要來(lái)源的10倍。由URS公司和LEVON集團(tuán)所作的調(diào)查發(fā)現(xiàn),來(lái)自兩個(gè)重要區(qū)域的排放比美國(guó)環(huán)保局的估計(jì)要低得多。在液體石油卸貨過(guò)程中甲烷進(jìn)入大氣的排量要低86%,修井作業(yè)的排放量要少72%。荷蘭皇家殼牌公司行政總裁PeterVoser于2012年6月5日在馬來(lái)西亞吉隆坡舉行的第25屆世界天然氣大會(huì)的講話中表示,雖然已無(wú)疑問(wèn),在世界各地可以挖掘出頁(yè)巖氣這些豐富的天然氣儲(chǔ)藏,但社會(huì)不應(yīng)低估重大的投資和高度復(fù)雜的技術(shù),需要采取安全和負(fù)責(zé)任的方式去做。沃瑟指出,一些環(huán)保團(tuán)體對(duì)這些資源開(kāi)發(fā)潛在的安全和環(huán)境影響口誅筆伐。這導(dǎo)致對(duì)水力壓裂影響的一些誤解。沃瑟稱,壓裂是一個(gè)已經(jīng)試用多年的技術(shù)。最近引起更多關(guān)注的是溫室氣體排放,尤其是甲烷,它從頁(yè)巖氣生產(chǎn)中逸出。沃瑟稱,使用成熟的技術(shù)可以顯著減少甲烷排放。在美國(guó)懷俄明州的Pinedale作業(yè)中,殼牌公司已安裝了一個(gè)系統(tǒng),可用紅外攝像機(jī)檢測(cè)以幫助阻止甲烷泄漏。但顯然仍需要更多的研究來(lái)了解天然氣行業(yè)甲烷排放的真實(shí)程度。3.3嚴(yán)格控制“火”的施工措施和效果國(guó)際能源局于2012年5月29日表示,只有負(fù)責(zé)任地應(yīng)對(duì)相關(guān)問(wèn)題,頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)才會(huì)“加快發(fā)展”。如果頁(yè)巖氣這種非傳統(tǒng)的燃料要走向興旺,開(kāi)發(fā)者必須解決頁(yè)巖氣開(kāi)采的社會(huì)和環(huán)境問(wèn)題。國(guó)際能源局執(zhí)行主任MariavanderHoeven表示,技術(shù)應(yīng)能應(yīng)對(duì)非常規(guī)天然氣生產(chǎn)與環(huán)境有關(guān)的問(wèn)題。然而,她警告說(shuō):“如果不妥善解決對(duì)社會(huì)和環(huán)境的影響,則一個(gè)非?，F(xiàn)實(shí)的可能性,是公眾反對(duì)頁(yè)巖氣和其它類型非常規(guī)天然氣的鉆探,這將使進(jìn)入軌道的非常規(guī)天然氣革命停止?！毙袠I(yè)必須通過(guò)展示出色的表現(xiàn),以贏得公眾的信賴,政府必須確保適當(dāng)?shù)恼吆捅O(jiān)管制度落實(shí)到位。這些措施包括:充分的透明度,對(duì)環(huán)境影響的測(cè)量和監(jiān)測(cè);當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的參與;謹(jǐn)慎選擇鉆探地點(diǎn)和措施,以防止從井內(nèi)發(fā)生任何泄漏而進(jìn)入附近的含水層;嚴(yán)格評(píng)估和監(jiān)測(cè)對(duì)水的需求和廢水達(dá)零排放與最小的天然氣放向火矩的措施;以及改進(jìn)項(xiàng)目的規(guī)劃和監(jiān)管。據(jù)稱,國(guó)際能源局的提法已獲得八國(guó)集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)人最近在戴維營(yíng)召開(kāi)的首腦會(huì)議的贊同。國(guó)際能源局首席經(jīng)濟(jì)學(xué)家FatihBirol,在其報(bào)告中表示,該機(jī)構(gòu)估計(jì),額外的措施,可望使單一的頁(yè)巖井成本再增加7%,不過(guò),對(duì)于較大型的開(kāi)發(fā)其成本增加會(huì)低得多。提赫·比羅爾表示,如果遵循這些規(guī)則,非常規(guī)天然氣生產(chǎn)量將可望到2035年增加