基于页岩气开采的环境影响因素探析

薛鲲(河南省煤炭地质勘察研究总院 河南省 郑州市 450052)

随着经济的发展，能源成为拉动经济发展的重要资源，引起世界各国的重视。而随着能源的的开采和利用，世界各国都面临着严重的能源危机，开发新能源成为国家发展面临的新课题。页岩气的开发热潮顺应了全球能源发展的趋势。随着页岩气的开采和利用，造成了严重的环境问题，尤其是水力压裂法在也页岩气开采中的使用。

一、页岩气开采的现状

随着世界经济的发展，世界各国都面临着能源短缺的危机。美国是页岩气开采最成功的国家。页岩气的早期开采工作缓慢，但是随着能源需求的日益增长，页岩开采的技术的不断进步，加之政府相关扶植政策的出台，页岩气开采发展迅速，页岩气的产量也迅速的攀升。2004年，美国页岩气井仅有2900口，2007年暴增至41726口，到2009年，页岩气生产井数达到了98590口。而且，这种增长势头还在继续保持，2011年仅新建页岩油气井数就达到了10173口。2013年美国页岩气总产量已超过2000亿立方米，已占该国天然气总产量的1/3，2015年可能达到2800亿立方米。对于页岩气的开发，可以降低国家对石油等能源的需求，减少石油能源的进口，进而可以降低国家的对外依存度。中国页岩气的储量为30万亿～100万亿立方米，中国的南方地区和西北地区的盆地开采页岩气最为有利，开采资源约为26万亿立方米，中国的许多盆地具有页岩气储藏的条件，因此页岩气具有巨大的开发潜力。而我国的页岩气储量丰富，却没有得到应有的商业开发。资源的开采是国民经济建设的需求下的重要工作，因此需要重视页岩气的开采工作。页岩气开发公司需要勘探中国的地形，借鉴美国的页岩气开采的技术和经验，从而不断提高我国页岩气的开采技术水平。

二、页岩气开采的环境影响因素

随着能源的需求不断增加，能源的开采和使用量也逐渐的增大，能源可以满足人们的生产和生活的需要，给人们带来便利。但是能源的开采往往会对环境造成一定的影响，这种影响可以是直接的，也可以是潜在的。而页岩气的开采在解决我国能源短缺的现状的同时，也会但来环境问题。

1.对大气的污染

页岩气的主要成分甲烷，页岩气的燃烧后可以带来温室效应。研究资料显示，同质量的甲烷燃烧后带来的热量远远高于二氧化碳的燃烧产生的热量。甲烷是一种温室气体，页岩气的开采中容易发生泄漏，大量的甲烷气体释放到空气中就会加速全球的变暖，在页岩气的开采中设备的泄漏、水利压裂过程等都会产生页岩气的泄漏。页岩气的开采管道需要穿过水层才可以进入到地下更深的页岩层，如果出现管道破裂或者操作不当，都会导致甲烷气体泄漏到含水层中。在水力压裂过程中需要打开新裂缝连接天然气存在的裂缝，这样甲烷可能会溶解在废水中而内释放到大气中。页岩气的燃烧可以产生氮氧化物、碳氢化合物、VOCS等气体，当浓度达到一定程度，就会产生光化学烟雾，另外在钻机、压缩机以及其他的机械设备的运行中，也会产生大量的氮氧化物和碳氢化合物，这样就会加剧了光化学烟雾。页岩气在开采中，注水时需要柴油提供动力，而柴油在燃烧中通常会产生苯系物、氮氧化物以及颗粒粉尘，这些都会污染到大气。

2.污染地下水

通常油服企业将水力压裂使用的压裂液中的化学添加剂作为商业机密不对外披露，而这些化学添加剂极有可能造成地下水污染。在页岩气的开采中，化学物质可以在水力压裂过程中沿裂缝从地下慢慢向地表渗透，或者是由于各种原因导致管道破裂，引起化学物质泄露，从而造成地下和地表水体污染。水力压裂完成后，压裂液就会回流到地面上，然而这些压裂液中可能含有放射性物质会污染施工现场，之后渗入到地下污染地下水。天然气开采公司认为成开采活动并没有污染地下水，他们认为开采过程不会让化学物质渗流到地下水层中，而美国环保局研究表明，不管是页岩气的开采技术问题，还是开采的操作失误问题都会影响造成地下水的污染。而地下水的含水层的污染是永久的，不可恢复，因此在页岩气的开中需要注意水污染的问题。

3.大量的耗费水资源

在页岩气的开采中，经常使用水力压裂技术。压裂液中主要由高压水、砂、化学添加剂组成。其中水和砂占有大量的比例。因此在页岩气的开采中需要大量的用水。根据美国页岩气开采经验，压裂一口页岩气井需要4～5万加仑的水，远远高于常规水力压裂井的用水。页岩气井的生产过程中会耗费大量的地表水和地下水，这样就会影响到城市工业和居民用水、水产养殖业的用水等。页岩气开采行业试图采取措施减少钻探和水力压裂中的水的使用，通常是采用重复使用水资源，这样就会相对的减少水资源的利用。

三、减少页岩气开采污染的措施

在页岩气开采中需要大量的水资源，因此我国应该引进先进页岩气开采技术，力求做到节约水资源的效果。同时我国应该借鉴先进的水资源管理理念和环境保护技术，避免造成水资源的浪费。需要加强页岩气的开采勘探和环境影响评估工作，减少页岩气燃烧对大气的污染。对于页岩气开采中产生的回流水，需要引进和研发回流水的处理技术，禁止直接排入河流、湖泊中。在页岩气的开发中需要引进新的技术设备，铺设大量的集气管线，防止页岩气开采中发生泄漏。

结语

页岩气作为一种高效清洁的能源，受到世界各国的广泛的关注。页岩气成为重要的战略能源，各国逐渐兴起开发页岩气的热潮，这样可以大大的缓解能源危机，降低国家的对外依存度。我国在页岩气资源的开采和利用中，需要重视页岩气开采中的环境问题，研发页岩气的开采技术，以及引进先进的页岩气开采技术和设备，避免造成环境污染。

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