“現在所有的氣藏都是用水力壓裂，但是我在這里提出一個呼吁，千萬不要用水力壓裂，雖然那樣可以節約成本，但會帶來無窮的后患。”中國石油大學教授、中國工程院院士沈忠厚在近日舉行的2012國際石油產業高峰論壇上大聲疾呼。

    隨著頁巖氣在全球的興起，其開發過程中所采用的水力壓裂法也得到迅速推廣，但其帶來的地下水污染等潛在環境威脅也不容小覷。此前，水力壓裂已在多個國家引起爭議，法國政府甚至對其頒布了禁令。

    對于這樣一項“后患無窮”的技術，目前尚無成熟技術可以取代。但據記者了解，世界各國已開始研究相關替代技術，其中不乏我國科研單位。

    據悉，中國石油大學（北京）和中國石油大學（華東）經過四五年的研究和實驗，初步探索出一條用超臨界二氧化碳來開發非常規油氣的方案。雖然該研究目前還處于實驗室階段，但對于水力壓裂的替代技術，項目負責人沈忠厚告訴《中國科學報》記者：“未來都得走這條路。”

    水力壓裂爭議多

    所謂水力壓裂法是指將摻有沙石和化學物質的高壓水注入平行井來沖破頁巖層，釋放出頁巖氣。每次液壓破碎需要數百萬噸水，而壓裂液中添加的大量化學藥劑雖然注入的是深部地層，不會對地下水造成直接污染，但長遠來看，仍會有潛在危害。

     實際上，水力壓裂并不是一項新技術，上世紀40年代就已提出，當時主要應用于老井改造、提高采收率。據中國石油勘探開發研究院廊坊分院副院長丁云宏介紹，我國在上世紀50年代就打出了第一口水力壓裂井，目前全國每年還有3萬口新增井。

    對于為低滲特低滲油田、非常規油氣藏增產，水力壓裂技術的效果是有目共睹的。但對于我國這樣一個缺水大國來說，其壓裂過程中耗費的大量水資源也相當驚人。

    2011年我國第一口頁巖氣井在四川威遠恢復開采時，英國《衛報》就曾對該地區是否具有充足的水資源提出過質疑，并認為這將是我國頁巖氣開發的最大挑戰。

此外，對于頁巖氣開發是否會引發地震等問題，美國地質調查局也正在調查之中，未有定論。

        因此，雪佛龍、埃克森美孚等國際石油公司都對水力壓裂開采頁巖氣表示了相當的謹慎。在歐洲，嚴格的環評甚至限制了科學家進行相關研究，使得中國科學家豐富的實驗數據招來諸多羨慕的目光。

    “如何取得、處理、保護和有效利用水源對每個想涉足頁巖油氣資源開發的公司都是巨大挑戰。”美國石油服務公司貝克休斯北亞區銷售總經理胡泊告訴《中國科學報》記者，頁巖開發的成熟技術來源于北美，水力壓裂工藝是基于北美水源相對充沛、以水為介質成本最低而采用的。在新工藝技術出現之前，水力壓裂是目前唯一經濟可行的儲層改造工藝。

    對此，貝克休斯將從兩方面來應對：第一，通過技術手段提高水的重復使用率，貝克休斯有專門團隊從事這方面的研究和推廣實施；第二，研發利用其他介質（如二氧化碳氣體）的改造工藝和技術，這方面已取得一定進展，但距大規模商業應用尚有距離。

    實際上，我國在利用二氧化碳開采非常規油氣方面也已經行動起來。

    二氧化碳是救星？

    據悉，除了水力壓裂，還有氮氣泡沫壓裂、高能氣體壓裂、二氧化碳泡沫壓裂、液態二氧化碳壓裂等技術，但要么成本較高，要么具有較強的局限性，都沒有得到大規模推廣。

    對于我國開發的超臨界二氧化碳壓裂技術，沈忠厚強調：“這是一條可走的路徑，而且近期可以走通。”

    據悉，超臨界二氧化碳流體既不同于氣體，也不同于液體，具有接近于氣體的低黏度和高擴散性、接近于液體的高密度以及表面張力為零等特性，使得超臨界二氧化碳壓裂具有很多優點。

    沈忠厚指出，我國重新發現整裝大油田的機會已不太多，深海、低滲透和非常規油氣將是今后的主戰場。如果將水力壓裂改成二氧化碳壓裂，在開采這些資源時，效果會明顯改善。第一，鉆數高，成本低；第二，不受污染；第三，采收率高；第四，可鉆各種復雜的結構井。

    課題組成員、中國石油大學王海柱博士告訴記者，低滲透和非常規油氣藏的共同特點就是滲透率極低，儲層極易受污染，污染后很難恢復。而二氧化碳不僅對儲層無任何污染，還能提高采收率，非常適合頁巖氣藏、煤層氣藏、致密砂巖氣藏的壓裂改造。

    “這是我們求之不得的。”沈忠厚說。

    尤其是對我國來說，超臨界二氧化碳壓裂能夠降低油氣增產對水資源的需求，同時還能將二氧化碳注入儲層，實現溫室氣體減排。

    不過王海柱指出，該方法目前尚存一些缺點需要進一步研究。首先，超臨界二氧化碳易流動，在壓裂過程中濾失快，需要較大排量才能壓開儲層。其次，黏度低，攜帶支撐劑困難。此外，從目前的情況來看，二氧化碳運輸成本較高，前期實驗主要集中在距離二氧化碳源較近的油田。

    據悉，這項技術目前還停留在室內試驗階段，預期在5~8年內實現現場試驗。

    這意味著，在2020年之前，很難出現一種成熟技術替代水力壓裂。面對發展迅猛的非常規油氣開發，水力壓裂的爭議或許還將長期存在。

    “水力壓裂技術由于其低成本的特點仍是未來一段時間內油氣增產的首選。其他壓裂技術將會作為補充，在頁巖氣藏、煤層氣藏等特殊油氣藏增產中發揮作用。”王海柱說。 [復制 收藏 ]