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清洁开发非常规气的黄金准则-【新闻】

发布时间:2021-05-28 19:33:34 阅读: 来源:直缝钢管厂家

清洁开发非常规气的黄金准则

非常规天然气开发与环境保护应通盘考虑,监管水平决定非常规油气资源的未来

在化石能源中,天然气是相对洁净的能源,燃烧同等热值的天然气,其二氧化碳排放量远远低于煤和石油。但非常规天然气勘探开发需要采用特殊的技术,由此可能带来新的环境风险和挑战,比如大气和气候污染、地表水和地下水污染等。

根据美国CATF(净化空气任务组织的英文缩写)的研究成果,非常规天然气开发以及管理不当而导致的主要环境风险表现如下:

一是温室效应。非常规天然气的主要成分是甲烷,这是一种非常重要的温室气体。同样质量的甲烷,导致的气温上升能力是二氧化碳的几十倍。美国EPA(环境保护局)估算,从石油和天然气生产过程中释放的甲烷气体,是全世界电厂释放的二氧化碳导致全球变暖效应的35%。从全球角度来看,到2030年,油气生产所释放的甲烷气体,将是人为产生甲烷气体的最大来源,这还没有充分考虑最近几年迅猛崛起的页岩气勘探。

二是地面臭氧烟雾污染。地面臭氧烟雾污染主要是天然气燃烧产物经过复杂的光化学反应生成的。由于该污染物是新的污染物,其危害比一次污染物更为严重。在美国,大规模开发页岩气导致的地面臭氧烟雾污染,使得一些偏远地区的臭氧烟雾达到污染的临界值。

三是地下水污染。在非常规天然气开发过程中,来自地层的流体、压裂液及天然气、甲烷可能窜入水层并对水层带来不利影响,尤其是在大规模的压裂和返排作业过程中,这种影响更大。污染地下水的主要原因有:固井和完井的不合理设计;压裂、钻井等大型设备剧烈震动;一些没有封堵好的废弃井眼窜漏;地表存在水文通道,比如断层和裂缝区等。

四是地表水污染。油气井产出液、压裂液、常规钻井施工和井喷等,都会排放大量的污染物。在我国的下扬子地区,页岩发育丰富,但水网也很密集。处理好勘探开发中的产出液、压裂液至关重要,稍有不慎,排入地表水的污染源,就会随密集的水网迅速扩散,给生态带来难以预测的影响。

五是局部地区水资源短缺。目前非常规天然气主要开发技术是长水平井多级水力压裂技术。通常而言,每口井压裂用水将高达几万立方米,甚至是十几万立方米。可以预测,随着开发井数的激增,水资源短缺将会成为非常规天然气开发的制约因素。

在美国,已有可行的技术和方法降低污染物的排放量,并且成本也并不高。这些技术和方法包括减少非常规气井排放量(可直接将压裂施工的返排液,排放在专用设备内,然后进行气液分离;分离后的气体,尽可能地并入管道,不能捕集的燃烧掉)、油田伴生气燃烧技术、零排放控制阀、控制器工艺以及对所有的设备采用合适的泄漏检测和修理程序等。

研究表明,减少油气生产过程中的甲烷气体排放,是减缓全球甲烷增长最有效的方法。CATF提出非常规天然气开发气体排放控制的黄金准则:以100%气体回收作为准则,杜绝完井阶段的气体排放;消除油井伴生气排放;当不可避免地进行气体焚烧时,确保燃烧充分,以使得甲烷气、VOC(挥发性有机化合物)、NOX(氮氧化合物)和黑炭的排放量降至最低;严格限制钻机及相关辅助设备的气体排放量;要求所有的柴油机设备具备一定的排放标准。

在非常规天然气开发中,CATF建议对地表水和地下水进行保护的黄金准则是:采用全风险管理框架,以最先进的技术刻画地质构造;在完井期间及完井后,启动地下水监测体制,以确保第一时间发现地下水污染情况;采用严格的返排液处理标准,确保正常作业和意外泄漏导致的压裂液和压裂返排液及烃类排放与自然环境和地下水层隔绝;确保在地表作业不影响浅部含水层。

在非常规天然气开发过程中,还应该在现有环境法案框架基础上,有针对性地制定环境保护政策。这些政策法规应该在推动上述标准实施过程中起重要作用。美国已经针对油气生产、处理和运输过程中的气体排放量,着手制定联邦法律,且很快会颁布实施。

在页岩气发展初期,美国并未对页岩气采取特殊的环境监管。随着页岩气开采规模的扩大及其对环境问题争论的升级,美国对页岩气的环境监管趋严,通过修改法律关闭了著名的“哈里伯顿漏洞”,允许环境保护局依据《安全饮用水法》监督页岩气开采活动;颁布《FRAC》法案,要求披露水力压裂中使用的化学药剂情况,以便充分评估其对地下水的影响。

美国的非常规天然气发展经验告诉我们,非常规天然气开发对环境的影响应从一开始就要考虑充分。我国尚处于非常规天然气的发展初期,具有很好的实施环境和社会协调发展的基础,因此在开发伊始就要把甲烷、有毒物以及水污染问题纳入管理体系。矿权的大规模开放肯定会受到一定的制约,且开放的程度取决于监管效果,取决于民众的诉讼发生的程度和公众对开发非常规油气资源的信心。可以说,在一定程度上,监管水平决定非常规油气资源的未来。

(作者系英国皇家化学院院士、中海油研究总院新能源研究中心主任)

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