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【封面新闻】我国已建成全球顶尖地质用数据库 页岩气开采将进行技术产地双革新
2017-11-01 | 编辑: | 【

2017年10月25日 来源:封面新闻

  十九大时光·中科院密码 

  封面新闻记者 沈轶 

  页岩气,是世界能源领域近年来排名第一的关键词,也逐渐被中国百姓所熟识。美国页岩气产量近年迅猛增长,更被认为是一场能源革命。因为其清洁能源的特性,让世界众多国家都趋之若鹜,作为能源短缺国家的我国,对页岩气的需求更是与日俱增。国家能源局于2016年9月30日公布了《页岩气发展规划(2016-2020年)》,规划明确指出,我国力争2020年页岩气产量实现300亿立方米。

  10月24日,封面新闻(thecover.cn)记者就页岩气相关问题采访了国内页岩气地层专家、中科院院士陈旭以及中科院南京地质古生物研究所研究员张元动,两位专家认为,我国目前在四川盆地一代开采页岩气所取得的成果较为显著,其中,涪陵页岩气田每年的页岩气产量已经到了100亿立方,“而我们接下里还需要更多的气源,战略方向将继续转向江汉盆地与华北地区。”

  页岩气是新型清洁能源 

  页岩气,通俗说来就是储藏在页岩层中的天然气,与常规天然气不同,“页岩气是一种新型能源,可贵在它是清洁能源。”陈旭院士表示,常规天然气中,经常会含有多种气体,例如甲烷、一氧化碳、硫化氢,因此开采后,须经处理才能使用,“而页岩气,主要成分以甲烷为主,稍加处理就可以直接使用,安全而且处理成本较低,比如涪陵气田所产出来的页岩气,主要就是甲烷”

  陈旭院士所说的涪陵气田,是我国目前最大的页岩气田。2012年11月,中石化在位于重庆涪陵的焦页1井钻获高产页岩气流,由此拉开我国页岩气开发的序幕,截至2017年,涪陵页岩气田每年的页岩气产量已经达到了100亿立方,据中国石化涪陵页岩气分公司副总经理刘尧文此前接受采访时介绍,涪陵页岩气田所产出的页岩气中甲烷含量超过98%,不含硫化氢,是名副其实的清洁能源。

   

  陈旭院士(右)接受封面新闻记者采访 

  “页岩气的开采对于我们来说,是非常重要的。”陈旭院士表示,页岩气的发现对于我国能源来说,是极大的补充。“我刚才说了,页岩气属于清洁能源,燃烧后就是二氧化碳和水,我们国家在能源上最多的是煤炭,我们是煤炭大国,但煤炭在使用后污染严重,所以国家对于页岩气非常重视。”

  中国距离“页岩气革命”路途漫长 

  美国页岩气的商业开发,影响了整个世界的能源结构,也因此被称之为“页岩气革命”。页岩气革命提高了美国能源自给率,降低了对石油出口国的依赖。如果页岩气产业抵挡住目前的油价寒冬,那么美国很可能成为一个能源大国,甚至是能源输出国。

  “页岩气的加入,大大冲击了整个世界能源的结构。”据张元动研究员介绍,美国于2004年就攻克了页岩气开采技术上的瓶颈,“就是我们目前的水平钻井和压裂技术,在开采其余常规油气的过程中,并不需要。这是个尖端技术,在2004-2005年的时候就被美国完全攻克,从而开始了页岩气的商业化生产。当时他们也是世界上唯一一个攻克该技术的国家,当然,我们国家后来没多久也掌握了这项技术。”

  同时,由于页岩气的开采,为美国相关产业带来了上百万个就业岗位,而且天然气价格的下降又使美国每年人均开支减少近1000美元。此外较低的天然气价格,赋予了美国企业巨大的竞争优势,工业回迁、制造业复苏,美国率先走出经济危机。

  “我国页岩气研究,应该是开始在2000年之后。在2005年美国开始商业化生产后,我国开始高度重视,在2011年时,将页岩气定为第172号独立矿种。”张元动研究员表示,目前就我国页岩气的发展来看,是一年一个台阶,除了美国以外,对于页岩气的开采,中国与加拿大在世界分列为第二与第三,“但还是没办法与美国相比,现在美国在页岩气开采方面是一家独大,无论是产量还是储量都是世界第一,其他国家也在奋起追赶。”在张元动研究员看来,想要达到美国目前的水平,我们还有较长的一段路要走。

  页岩气骗局?“我没听说过” 

  要争论在过去十年,石油业最大的“阴谋”是什么,页岩气应该可以入列。由于在页岩气早期的开采中,我们频频受阻,同时由于其打井与开采都采用的是最尖端的技术,成本相对较高,因此,资金因它而有去无回的企业不在少数。即便是中石油、中石化这样的巨头,也曾一度深陷页岩气的泥沼,中石化的高级副总裁王志刚曾表示,他们当初为了寻找页岩气前后花了很多钱,“签字时心里很难受。”

  张元动研究员对中美两国的地质条件进行对比,他认为, “我们与美国的地质条件不同,在开采页岩气过程中的成本确实有些大。从地质情况上来讲,以美国最典型的二叠纪页岩气田为例,很大一部分页岩气层的埋深不到3000米,有的甚至不到1000米。但我们国家的页岩气,大都在3000米以下,有的甚至达到了5000米。”这样的地质条件自然给页岩气开发带来诸多不便,“最大的问题就是成本,埋得越深,所需要的成本就越高,目前打一口勘探井大概需要近1亿(元)人民币,打得越深,越贵,不夸张的说法,钻头多打一米,就要多花2万(元)人民币左右。”但张元动同时表示, “可能开始时会出现成本过高,随着技术逐渐成熟,开采成本肯定是会(降)下来。且目前国家在页岩气的开采方面也有补贴。”

  “我没有听说过这种说法,关于页岩气的研讨会我参加了很多,都邀请了全世界各大公司参加,而且美国石油地质学家协会(AAPG)是主要邀请对象,所以,我不知道这个所谓的页岩气骗局是怎么出来的,我所接触的两大公司(中石油、中石化)的负责人中间,没有一个人提‘页岩气骗局’的事。”对于此前一度盛传的阴谋论,陈旭院士并不知晓。

  数据库助力寻找页岩气 

  南京古生物所在页岩气开发方面主要负责实地的勘测与探查,“换句话说,我们是支持产业部门去找页岩气。”张元动研究员表示,目前他们的工作,是利用古生物学的知识,向各产业部门指明页岩气在哪里。“其中,我们用到的比较重要的工具,是我们所自己开发的GBDB数据库。”

   

  中科院南京地质古生物研究所研究员张元动(左)介绍我国页岩气开采现状。 

  2006年,南京古生物所樊隽轩研究员等人创建了GBDB数据库,并在之后几年不断完善,最终成为了全球顶尖的地质用数据库之一。今年5月世界上最古老的地调中心——英国地调局与南京古生物所签约,希望利用GBDB数据库,帮助他们将积累了近两百年的数据进行数字化。

  “GBDB数据库的数据集成是国内顶尖的,也是全世界最大的地层学和古生物学数据库。”樊隽轩研究员表示,GBDB是在数据结构上以“剖面”为核心,将古生物系统分类数据与各类地层数据、化石产出记录、地理位置数据、文献数据等有机地融合为一体,同时支持系统分类学和地层划分上的不同观点数据的集成。“以页岩气项目为例,GBDB数据库可以根据原始的地层和古生物数据生成富含页岩气地层的三维分布、化石分带等可视化信息,协助页岩气团队的古生物学家,掌握黑色页岩的时空分布特征,总体估计页岩气的储量和层位。”

  在大型数据工具的帮助下,在寻找页岩气方面,科学家们也寻求着更多突破,“此前我们的搜寻范围一直集中在四川盆地一带,涪陵、长宁、威远地区的页岩气田也是不错的成果,但仅仅是这样的发现,并不够。”张元动研究员表示,在接下来的时间里,他们的探查范围将扩展到江汉盆地以及华北地区。

  除了寻找更多的页岩气资源,在开采上,我国同样在寻求突破,“据我了解,目前页岩气的开采部门正在尝试利用二氧化碳进行开采。”据张元动研究员介绍,目前开采所用的方法,主要是水力压裂法,“我们使用掺入了化学物质的高压水流对页岩层进行压裂,人为造成很多缝隙,将页岩气从岩石缝隙中释放出来。”而这个方法最大的瓶颈在于对环境无法的控制,因为用于压裂岩石的高压水流中含有大量化学物质,而我国的页岩层又埋得较深,在这样的情况下,一个控制不好,就会影响到地下水,“如果使用二氧化碳压裂,就算是压漏了也无所谓,毕竟它本身无毒,而且成本也会更低。据我了解,产业部门正在就这个技术进行大量实验。”








 
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