頁岩油耗水爭議有解? 美推節水新技術 專家籲中國跟進

Category: 水新聞 Created: Thursday, 02 July 2015 09:50
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作者:穆•素彬(美國華盛頓記者)

德州米德蘭市西部,在忙碌不停的抽油機之間,鑲嵌著兩灣碧水,倒映著德州淡藍色天空上的雲朵。這兩處水灣正是Fasken Oil and Ranch公司用來回收其帕米亞盆地油井壓裂廢水的地方。 該盆地是美國最大的原油產區。

水力壓裂式抽油機。攝影: jbpribanic。圖片來源:Public Herald。CC BY-NC-ND 2.0

該公司的運營經理吉米·戴維斯十分樂意向訪客展示自家的移動回收設備,而緊鄰這套回收循環裝置的是一組油水分離罐。壓裂液從油水分離罐中流進一個容器。 經過通電處理後,壓裂液中的污染物凝聚並沉澱。 這項技術由位於德州沃斯堡市的拯救水資源服務公司提供。處理後的水質良好,可以重新利用多達80次。 戴維斯稱,自2013年7月份公司開展壓裂液回收循環以來,他們一共處理了300多萬桶廢水。

除了回收循環以外,Fasken Oil and Ranch公司還將附近聖羅莎蓄水層中的苦鹹水過濾後用作壓裂液。 「2014年6月之後,我們已經徹底不再使用淡水進行石油開採。」戴維斯說。水力壓裂行業一直備受環保人士的詬病,其中一個主要原因就是水力壓裂法需要消耗大量水源 。 而Fasken Oil and Ranch公司則有望改變這一局面。 水力壓裂法又被稱作液壓破碎法,是將水、沙、化學物的混合物高壓注入井中,以壓裂地下頁岩層,從而獲取油氣的方法。

對Fasken Oil and Ranch公司而言,一口垂直井需要4.5萬桶水,也是就7百多萬升水。混合物注入之後,大約20%的污染水在幾週內會「返排」至地表;而在頁岩井的整個開採過程中,存留在地下頁岩層的壓裂液也會不斷地返排至地表。這些含有鹽分、金屬、甚至放射性物質的「生產廢水」通常會通過所謂的污水處理井被重新注入地下。

循環再利用在水力壓裂行業是一個相對較新的概念。 據油氣行業信息服務公司IHS的頂尖能源專家弗蘭西斯科·丘拉估算,2014年帕米亞盆地壓裂行業產生的60億桶「生產廢水」中只有2%得到回收再利用。

水資源在人們眼中一直以來都是一種廉價的商品。 然而,對於那些位於水資源匱乏,以及乾旱地區的公司而言,這一觀念正在發生轉變。 包括康菲石油、阿納達科石油、阿帕奇在內的德州大型石油企業正在試圖限制各自的淡水使用量,並且通過回收再利用最終降低成本。

據丘拉所在的IHS能源觀察小組估計,當前美國壓裂廢水處理的市場規模達到8.55億美元,並且在2020年之前還會以每年7%的速度增長。

「考慮到目前極低的廢水循環比例,到2020年,也只有一小部分壓裂廢水能夠得到再利用」,丘拉說道。 他認為只有某些條件到位之後,這一情況才會出現重大轉變。 「廢水處理技術的價格必須下降至符合經濟的水準。」

丘拉同時也指出,如果將來監管部門認為某處頁岩層無法吸收更多的壓裂液的話,就有可能將會推遲或拒絕發放開採許可。

節約水源 降低汙染

循環再利用不僅能夠節約水源,如果使用得當的話,同時還能夠降低壓裂廢水處理的相關污染風險。 正如相關報告所預測的那樣,賓夕法尼亞州馬塞勒斯頁岩氣田在開採過程中沒有對產生的廢水進行充分處理就將其排放到河流中,給當地環境造成了極大的危害。

研究人員認為,最近地震活動頻繁可能是由向污水井中注入壓裂廢水造成的。 這一觀點提出之後,引起了德州監管部門的注意,並開始對轄區內的一些大型採油公司展開調查 。

對於包括中國在內的那些正在考慮擴大頁岩油氣勘探的國家而言,美國的經驗可以給它們提供寶貴的借鑒。 根據世界資源研究所的報告 ,中國61%的頁岩資源都處於乾旱或極度缺水地區。

但目前,水資源問題並沒有限制中國新興頁岩氣產業的發展。 丘拉指出,中國頁岩氣行業的水資源再利用比例微乎其微,他預測道:「跟美國和加拿大一樣,地下灌注法也將成為中國處理壓裂廢水的主要方法。」

四川——「中國的德州」

水資源匱乏並未抑制頁岩氣產業在中國的發展速度,皮特·馬斯特斯如是說。 馬斯特斯是一位研究非常規化石燃料開發的環境影響的專家,曾花費一年時間在四川研究當地的水力壓裂行業。

但他認為,隨著中國新疆塔里木盆地頁岩行業的不斷壯大,水資源可能會成為一個嚴重的問題:「新疆跟德州一樣,十分乾燥。」透過內部調查,IHS展望了中國壓裂行業減少用水、甚至使用無水壓裂技術的可能性。

其中一個方法就是用液態或「泡沫狀」氮或二氧化碳補充或取代水;加拿大和美國的一些地方已經廣泛使用了這種方法。但即使是在北美地區,要想判斷頁岩氣行業未來是否可以採用無水技術也需要經過多年的研究和實驗。


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