研究发现页岩气页岩油不可取缘由

页岩油页岩气是指从页岩中开采出来的石油和天然气。为什么页岩气页岩油不可取?

首先要从地球的结构说起,地球的结构主要是由地核、地幔、地壳组成。地核实质上是由固体内核和液体内核组成,液体外核把地球分成能相对运动的两大部分,液体外核潮汐使地壳和地幔在固体内核上向西弦动(有角度的差速运动);地幔分为上地幔和下地幔两个部分,由软流层和岩石圈组成。地幔与地壳的分层并不清晰,地壳由大陆地壳和海洋地壳组成。从物质组成来说,地球是由固体、液体、半流体、气体等物质组成,内含有岩石、液体、气体等复杂的成分。

生活在地球上的大部分人都会有一个错觉,总自以为地球是静止不动的,地大物博,地球上的物质是取之不尽,用之不竭的。事实真是这样吗?

大家别忘了,地球是一个每时每刻都在运动的球体,每小时以1674公里的速度自转达到每秒466米,与民航客机平均飞行速度相比高出674公里/小时至874公里/小时。地球的结构圈层表明:地球运行时与汽车行驶时情形非常相似,同样需要石油和天然气等物质的润滑、减压、防冲撞、防摩擦,保温、隔热等调节功能;需要固体物质作为支架,支撑整个地球平衡平稳地运行。

页岩中的气和油是指填充在岩石之间的气体和液体,可以防止地球在运行过程中岩石与岩石之间发生摩擦或碰撞等,能有效避免因岩石之间的摩擦而起火;同时也能有效避免因岩石之间的撞击而导致地壳发生震动(即地震)、坍塌、海啸、山体滑坡等。

说页岩油页岩气不可取,不妨先回顾一下石油开发的历史。美国是现代工业更是石油工业的发祥地,1859年,美国人德雷克带着公司投资的资金,在美国宾夕法尼亚州泰特斯维尔村中一条“油溪”附近投资开发出世界上第一口现代油井。美国是世界上石油勘探开发程度最高的国家,50个州已有33个州产油。累计找到油气田3万多个(占全世界油气田总数的四分之三),其中油田2万多个,气田1万多个,美国也是世界上累计采油量最多的国家,累计采出石油240亿吨。

240亿吨石油能掏空地壳内部多少空间了?大家可以算一算就很清楚了,再加上中东地区以及其他国家产油量,虽然没有做过详细的统计,但相信总量会比美国的累计采油量240亿吨多一倍以上。以上数据可以说明:地球内部结构已逐年掏空并受到严重的破坏。此情此景,地球能不颤动震动?山体能不滑坡?地面能不坍塌吗?气候异常变化也自然而然变成了常态。

20世纪之初,美国的勘探重点向中部和西部转移,到1910年,中部和西部成为美国重要产油区,西部主要是加利福尼亚州,至今已有110多年历史。

要说明页岩气页岩油不可取,还有重要的一点就是要了解页岩气页岩油的开采技术才能更清楚。页岩气页岩油的开采技术来源于美国,目前主要有以下三种:

水力压裂法(Fracking)水力压裂法(hydraulic fracturing,也称fracking)是将水(经常混合有化学物质)注入油井,使岩石层断裂,把被圈闭的油和天然气释放出来。

蒸汽注入法(Steam Injection)石油公司使用的蒸汽注入手段包括:蒸汽驱技术(staem drive)和周期注蒸汽技术(cyclic steaming)。使用蒸汽驱时,大量的水被加热,产生蒸汽后,被分别注入到油藏,让大面积的石油矿床受热升温,通过热量降低石油粘稠度,使其流向产油井。

二氧化碳注入法(Carbon-Dioxide Injection)这种技术是将液态二氧化碳注入岩石,这样可以把被圈闭的油排挤出来,让其更顺畅地流入油井。这是一种较新的技术,近年来在德克萨斯州和新墨西哥州得到了广泛的应用。

第一种“水力压裂法”,很明显会使地壳中起支撑作用的固体物质(岩石)受到严重的破坏,可以直接导致地震的频频发生,并有可能导致局部的坍塌;另一方面,抽取页岩油页岩气会对在地球运行中起到减压、润滑、防冲撞、防摩擦、保温、降温等作用的自然保护层(天然气和油)产生破坏作用,可致使该区域被破坏的岩石在地球运动中发生摩擦,点燃页岩中残留的天然气和油并直接造成山火的发生。

第二种“蒸汽注入法”使大面积的石油矿床受热升温,导致地面温度也随之上升,从而导致全球气候逐渐变暖。

第三种“二氧化碳注入法”,比第一种、第二种页岩油气的开采方法先进,对地壳的破坏程度有所下降,对自然的地表温度的破坏程度也会减少,但有一点不容忽视也毫无疑问的是:被注入地下页岩之间的二氧化碳会在地球运行过程中因受到岩石的挤压而不断向地面飘逸,从而导致地面二氧化碳含量增加造成新的空气污染。

页岩油气的开采综合利用技术创新,全世界应数美国为第一。2000~2007年是美国页岩油认识与技术突破阶段,随着水平井和水力压裂技术成功应用,产量得以迅速提高,2014年达到2亿吨;2018年突破3亿吨。

与此相并行的是美国加州的山火,从2015年起,年年发生并难以熄灭,过火面积逐年加大。截至2020年9月10日,加州的过火面积已超过12500平方公里,打破了历史纪录。

加州山火发生时,当地居民所拍照的视频显示:火苗从地下往上窜,点燃树木并不断燃烧,不断蔓延形成熊熊烈火并难以扑灭。

值得一提的是:美国加利福尼亚州特别是南加州常年气温最低也在20度左右,加州北部天气极冷的温度也高于6度,与同纬度的其他国家和地区(如中国的东北三省、日本北部)相比较,冬天气温高出20-30度左右,这与美国加州110多年以来石油的过度开发有着密不可分的关系。

再看一下中国的情况。2018年12月,随着页岩气开采成本的逐步降低,产能快速释放,中国开发页岩气进入急剧增长期。目前,中国页岩气开采已进入爆发期,多地发现页岩气资源,四川成为主要开采场地,四川页岩气成为了我国第一大的页岩气产区。川南地区,2018年的页岩气产量达到了42亿立方米。在2017年的时候,川南地区的钻井数量仅有38口,2018年年底,钻井的数量达到了143台,增长了3倍。

值得警醒的是,2019年3月30日18时四川凉山州木里县发生森林火灾直至4月5日大火方被全部扑灭,着火点在海拔3800米左右,火场平均海拔4000米,多个火点均位于悬崖上,2020年3月30日15时,四川凉山州西昌市突发森林大火,火势蔓延迅速,危及西昌市区,大量浓烟飘进西昌城区,这两次森林大火导致森林消防人员和地方干部群众的牺牲,并造成重大经济损失。

以上的数据和事实说明,页岩气页岩油确实不可取!但为什么无法禁止并且在全世界多地得到快速和大规模的发展?这是因为社会发展的加快,能源需求的急剧增加,各国之间竞争加剧,利益纷争日趋紧张,供求矛盾难以解决。

对这个问题,世界各国不能心照不宣避而不谈,不能随大流追求眼前的短期利益了。如果现在大家都不去呼吁和制止这样可怕的破坏地球的行为,后果将不堪设想。

保护地球就是保护人类自己。为了地球的安全,人类的健康以及生命安全,世界经济可持续健康稳步发展,希望世界各国能够采取切实有效措施,早日减少对地下资源的过度依赖,减少甚至杜绝页岩气页岩油的开发利用,尽快开发更多的生态环保的可再生能源,最大程度减少对地壳的破坏。