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页岩气理论、战略及国家能源方向探讨
来源:  秘书处            加入时间:  2012-11-18                   摄              文

 

页岩气理论、战略及国家能源方向探讨

 

   美国的商业性天然气最早(1821)产自阿巴拉契亚盆地富含有机质的泥盆系页岩。中泥盆统马塞勒斯(Marcellus)页岩气藏作为北美资源量最大的页岩气藏为世人所瞩目。目前已经发现,该盆地志留系和奥陶系3000m以下产层深盆气(致密砂岩气)甲烷及其同系物碳同位素值完全反序(δ13C1>δ13C2>δ13C3)[1],表明该区天然气的地幔来源[2]

由于页岩气来自地幔而非页岩本身,所以,在页岩气成藏模式中,页岩仅仅作为储层,并且是目前所知最差的储层,必须发育天然裂缝或经过人工压裂,才具有储集空间。利用水力压裂法开采页岩气,就是通过压裂使页岩产生裂缝和断裂并沟通深部“供气断裂”或“气源断裂”。

泥页岩低含气饱和度、低(负)压、低产,通常作为油气藏盖层,并无资源潜力。以往页岩气成因、成藏理论基于石油有机成因。认为泥页岩是油气母岩,有大量气体尚未排出,并以此作为“页岩气国家十二五规划”的储量基础。

事实上,石油有机成因理论从来没有在实验室和地质事实中得到验证。有机成因三个主要立论依据是:①石油馏分具有旋光性;②石油中有生物标志物;③世界上99%以上的油气田都分布在沉积岩区。目前,已从陨石和地幔岩捕掳体的有机抽提物中发现旋光性和生物标记物[3-4]。至于99%以上的油田都分布在沉积岩区,是由于地幔隆起对应沉积盆地。地幔隆起愈高,盆地含油气性越好,反之亦然[5]

干酪根热解实验并没有产生一滴石油,该实验因地层中不存在250℃以上实验温度无法外推,所谓时-温补偿原理亦因地层无法达到生烃反应活化温度而失效[6]。干酪根生烃的吸热特征与自然发生过程的放热特征相悖,令地层中分散有机质生成的分散烃类质点汇合成油气藏与自然发生过程的熵增特征相悖。粘土吸附实验表明,干酪根即使能够生烃,仍然无法从粘土中排出[7]

100年来,美国页岩气开发技术始终不经济。美国页岩气革命建立在“安然漏洞”和“哈里伯顿漏洞”之上。为发展水力压裂技术,2005年美国通过《能源政策法案》解除了《安全饮用水法》对水力压裂法的监管,这就是著名的“哈里伯顿漏洞”

页岩气革命是美国继2001年IT泡沫破裂后,为了有效解决过剩的美元和金融业创新欲望、经济低迷及高失业率,催生的另一个更大的经济泡沫。随着页岩气大规模开采,开采区的地表水和地下水受到污染,同时地震多发的案例急剧增加。据美国能源部统计,页岩气单井平均压裂施工用水量可达1.5×104m3,每次压裂加入化学药剂300t,其中包括750种化学产品以及苯、铅等有毒物质。美国环保署2012年报告:水力压裂法是引起怀俄明州潘威林地下水污染的罪魁祸首。美国2011地质调查局报告:俄克拉荷马州地震密集,往往发生在水力压裂作业24小时内。

美国政府已经认识到页岩气的危害,但没有彻底的解决方案,继续大规模开采页岩气将妨碍“再工业化”国策。于是,美国各级政府一方面通过立法增加环境安全费用支出、禁止水力压裂施工,一方面限制天然气管道增容、增加入网页岩气竞争而迫使价格走低。金融体系则系统性地调高天然气及其金融衍生工具的交易保证金以增加推升天然气价格的杠杆成本[8]。以上措施最终目的就是挤出页岩气产业。

穆迪投资提示,3.5~6 $/MMBtu(美元/百万英热)是美国页岩气项目盈亏平衡区间。201286日,美国纽交所天然气9月期货合约价为2.91 $/MMBtu4月份,这一价格低到1.9 $/MMBtu。据美国能源部数据,201111月至20124月,美国天然气井的钻机动用量下降了32.58%

美国能源署夸大有天然气需求且能买得起美国页岩气技术国家的页岩气储量,实为奥巴马总统向全球推销美国页岩气铺路,实现转嫁本国资本损失、赚取技术服务收入、分享他国开采收益这一战略目标。

页岩气并非清洁能源,对大气的污染比煤还严重[9]。鉴于页岩气开发带来无法控制的环境污染,法国、英国、德国、瑞士、瑞典、保加利亚、匈牙利、南非等多国已通过立法等多种形式禁止页岩气。美国环保署20125月发布新法规,要求到20151月,所有采用水力压裂法的气井都必须安装相关设备,以减少可挥发性有机化合物及其他有害空气污染物的排放。按目前技术能力,届时只能停止页岩气钻井。

建立保障国家石油安全的石油地质学新理论是当务之急。石油地质学新理论以幔源油气为核心,建立在深部流体、深部构造和无机成因研究基础之上。石油地质学理论是国家软实力、巧实力的组成部分,是国家安全战略的组成部分,必须予以重视。

世界石油取之不尽。我国近期勘探目标应着眼渤海湾,中期勘探目标应着眼南海。常规油气勘探和开发仍是国家最重要的能源方向。

 



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