北美“井噴”的頁巖氣尚未進入國際市場,但“頁巖氣革命”的風暴已經席卷了多個國家。中國、波蘭、烏克蘭、阿根廷和英國都對頁巖氣開發表現出濃厚的興趣。究竟哪個國家能最先復制美國的“頁巖氣革命”?
中國可能是其中最熱門的“人選”。美國能源信息署(EIA)的研究報告指出,中國擁有36萬億立方米的頁巖氣,居世界首位。中國國土資源部經初步普查則認為,中國可采頁巖氣資源為25.08萬億立方米,與美國相當。
巨大的儲量催生了政府的雄心壯志和企業的躍躍欲試。中國在《頁巖氣發展規劃(2011-2015年)》中提出到2015年完成頁巖氣產量65億立方米、力爭2020年產量達到600億~1000億立方米的目標。前兩輪的頁巖氣勘探權招標引起了多家民企和國企的激烈角逐,而即將舉行第三輪招標區塊分布將更廣泛,礦藏質量也更好,預計將吸引更多的企業競標。
然而,僅憑美國的技術和國內豐富的頁巖氣資源并不能讓“頁巖氣革命”在中國生根發芽。中國還需要解決美國企業未曾遇見的本土性難題,如礦區水資源的獲取和利用。在美國和加拿大這樣的人均水資源十分豐富的國家,頁巖氣礦區的用水問題可能并不突出。但是在水資源緊缺且分布不均的中國,如果不能有效解決頁巖氣開發中的水資源管理問題,頁巖氣大規模開發很可能只是“鏡花水月”。
水,貫穿始終
和其他石化能源的開發一樣,頁巖氣開采的各個環節都離不開水。在鉆井階段,水是鉆井液的主要成分;在壓裂階段,水占到了壓裂液的98%以上;而鉆井設備的清洗維護同樣離不開水。
當前頁巖氣生產的核心技術依然是水力壓裂法——從地面通過高壓泵向地下灌入摻有化學物質的水,讓水壓將頁巖層壓出裂縫,并且使裂縫不斷擴大;于此同時還要從地面向下灌入混有沙粒或陶粒的支撐劑,以便支撐已經形成的裂縫,防止其閉合。壓裂之后頁巖氣的產量將會驟增,隨后快速衰減。為了充分提升氣井的產量,生產企業很可能會對同一口頁巖氣井進行多次壓裂。
在北美,由于個別礦井產區水資源匱乏,部分地方對水的使用也有不少限制,一些油氣企業運用二氧化碳進行壓裂作業已經很多年了。美國懷俄明州甚至修建了專門運輸二氧化碳的輸氣管道。不過,以液態二氧化碳和液化石油氣為代表的無水壓裂法大多處于試驗階段,運用范圍還比較小。在可以預見的將來,水力壓裂法依然是主流技術。中國將不得不面對頁巖氣開發中的水資源管理難題。
效率高,強度大
頁巖氣生產中水資源的使用特點是生產單位能源用水量不高,但是階段性用水強度高。美國第二大頁巖氣生產商Chesapeake公司將頁巖氣與其他能源生產中的用水量進行了對比。以生產單位能源的用水量計算,頁巖氣與常規天然氣的耗水量相當,遠低于常規原油生產的耗水量。
這一觀點在美國和加拿大官方及民間的統計數據中得到印證。即便是在主要產區,頁巖氣生產的耗水量也僅占當地總耗水量的很小比重,遠遠比不上居民生活用水。據測算,在加拿大魁北克省用不到一升水和大約5毫升的添加物制成的裂解液,就可以生產出可供當地一個家庭使用一天的頁巖氣。
從生產單位能源的角度來講,頁巖氣耗水量較低,但是頁巖氣生產用水呈現明顯的階段性波動。地質狀況的差異導致單口井用水量千差萬別,但是較為主流的觀點是在北美地區單口井的用水量可能達到19000立方米,其中18000立方米左右的用水都集中在關鍵的半個月至一個月的壓裂階段。可見在頁巖氣生產的關鍵階段,礦井的用水強度非常大。如果礦區中礦井較多,或者物流能力跟不上,則可能出現短期的供水緊張,嚴重威脅頁巖氣的正常生產。
責任編輯: 中國能源網