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美国率先在水力压裂过程中采用节水技术,中国却缓缓而行

美国页岩气开采商通过循环用水节约成本及保护资源,可能迎来页岩气开采热潮的中国或可学习借鉴。

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图片来源:jbpribanic

德克萨斯州米德兰市西部,在忙碌不停的抽油机之间,镶嵌着两湾碧水,倒映着德州淡蓝色天空上的云朵。

这两处水湾正是Fasken Oil and Ranch公司用来回收其帕米亚盆地油井压裂废水的地方。该盆地是美国最大的原油产区。

该公司的运营经理吉米·戴维斯十分乐意向访客展示自家的移动回收设备,而紧邻这套回收循环装置的是一组油水分离罐。

压裂液从油水分离罐中流进一个容器。经过通电处理后,压裂液中的污染物凝聚并沉淀。这项技术由位于德州沃斯堡市的拯救水资源服务公司提供。

处理后的水质良好,可以重新利用多达80次。戴维斯称,自2013年7月份公司开展压裂液回收循环以来,他们一共处理了三百多万桶废水。

除了回收循环以外,Fasken Oil and Ranch公司还将附近圣罗莎蓄水层中的苦咸水过滤后用作压裂液。“2014年6月之后,我们已经彻底不再使用淡水进行石油开采。”戴维斯说道。

水力压裂行业一直备受环保人士的诟病,其中一个主要原因就是水力压裂法需要消耗大量水源。而Fasken Oil and Ranch公司则有望改变这一局面。水力压裂法又被称作液压破碎法,是将水、沙、化学物的混合物高压注入井中,以压裂地下页岩层,从而获取油气的方法。

对Fasken Oil and Ranch公司而言,一口垂直井需要4.5万桶水,也是就7百多万升水。

混合物注入之后,大约20%的污染水在几周内会“返排”至地表;而在页岩井的整个开采过程中,存留在地下页岩层的压裂液也会不断地返排至地表。

这些含有盐分、金属、甚至放射性物质的“生产废水”通常会通过所谓的污水处理井被重新注入地下。

循环再利用在水力压裂行业是一个相对较新的概念。据油气行业信息服务公司IHS的顶尖能源专家弗兰西斯科·丘拉估算,2014年帕米亚盆地压裂行业产生的60亿桶“生产废水”中只有2%得到回收再利用。

水资源在人们眼中一直以来都是一种廉价的商品。然而,对于那些位于水资源匮乏,以及干旱地区的公司而言,这一观念正在发生转变。包括康菲石油、阿纳达科石油、阿帕奇在内的德州大型石油企业正在试图限制各自的淡水使用量,并且通过回收再利用最终降低成本。

据丘拉所在的IHS能源观察小组估计,当前美国压裂废水处理的市场规模达到8.55亿美元,并且在2020年之前还会以每年7%的速度增长。

“考虑到目前极低的废水循环比例,到2020年,也只有一小部分压裂废水能够得到再利用”,丘拉说道。他认为只有某些条件到位之后,这一情况才会出现重大转变。“废水处理技术的价格必须下降至经济合算的水平。”

丘拉同时也指出,如果将来监管部门认为某处页岩层无法吸收更多的压裂液的话,就有可能将会推迟或拒绝发放开采许可。

宝贵的教训

循环再利用不仅能够节约水源,如果使用得当的话,同时还能够降低压裂废水处理的相关污染风险。正如相关报告所预测的那样,宾夕法尼亚州马塞勒斯页岩气田在开采过程中没有对产生的废水进行充分处理就将其排放到河流中,给当地环境造成了极大的危害。

研究人员认为,最近地震活动频繁可能是由向污水井中注入压裂废水造成的。这一观点提出之后,引起了德克萨斯州监管部门的注意,并开始对辖区内的一些大型采油公司展开调查

对于包括中国在内的那些正在考虑扩大页岩油气勘探的国家而言,美国的经验可以给它们提供宝贵的借鉴。根据世界资源研究所的报告,中国61%的页岩资源都处于干旱或极度缺水地区。

但目前,水资源问题并没有限制中国新兴页岩气产业的发展。丘拉指出,中国页岩气行业的水资源再利用比例微乎其微,他预测道:“跟美国和加拿大一样,地下灌注法也将成为中国处理压裂废水的主要方法。”

新疆——“中国的德克萨斯州”

水资源匮乏并未抑制页岩气产业在中国的发展速度,皮特·马斯特斯如是说。马斯特斯是一位研究非常规化石燃料开发的环境影响的专家,曾花费一年时间在四川研究当地的水力压裂行业。

但他认为,随着中国新疆塔里木盆地页岩行业的不断壮大,水资源可能会成为一个严重的问题:“新疆跟德克萨斯州一样,十分干燥。”

通过内部调查,IHS展望了中国压裂行业减少用水、甚至使用无水压裂技术的可能性。

其中一个方法就是用液态或“泡沫状”氮或二氧化碳补充或取代水;加拿大和美国的一些地方已经广泛使用了这种方法。

但即使是在北美地区,要想判断页岩气行业未来是否可以采用无水技术也需要经过多年的研究和实验。


翻译:Sherlock

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