中国页岩气，开采不容易

　储量巨大的页岩气资源给美国的能源结构带来了革命性影响，不仅促使了能源消费从煤炭转向天然气，还帮助其减少了温室气体的排放。

　　据估计，中国拥有的页岩气储量在美国之上，但如何开采出这些潜藏在页岩层中的资源是一个难题。

　　据了解，中国计划到2020年，实现页岩气产量从零到600亿立方米的飞跃，这相当于其全国能源产量的6%。但在开采过程中也会面临诸多挑战，其中被发现的多数天然气资源都位于干旱地区，而目前的水力压裂法在开采过程中需要消耗大量的水资源。此外，中国的地质情况与美国相异，这使得水力压裂法的推广更为艰难。

　　劳伦斯利福摩尔国家实验室首席能源技术专家胡里奥·弗里德曼说：“虽然中国有大量的页岩气资源，但我们并不确定其具体产量，以及开采过程所必需的条件，同时也无法估算出开采成本会有多高。”

　　也许新的压裂技术会有所助力。美国一些干旱地区的页岩气产地，例如德克萨斯州某些地区正在开发可以减少用水量的开采方法。而新型水处理方法则可以帮助更多的水资源进入循环利用系统。

　　麻省理工土木与环境工程教授弗朗茨-约瑟夫·乌尔姆表示，在未来一些“像滚珠轴承”一样流动的极细颗粒可能会取代目前使用的水，只需附加少量液体，这些颗粒就可以在压力作用下泵入页岩矿床中，来压裂页岩。

　　此外，处理地质情况上的差异可能需要对每个开采点的具体特点有更深入的理解，例如温度、压强、矿物成分、有机物质与岩石相互作用的方式。

　　可以这样说，在每一个存在页岩气资源的地区，都拥有不同的特点。不同地区的地质史决定了该地区页岩气的特性。例如，与美国多数地区相比，中国的页岩层所含的粘土往往要多很多，而在压力作用下粘土更容易变形而不是破裂。在那些页岩层中粘土含量少的地方，可以直接通过水力压裂法来开采。而在其他的地方，可能就需要新的技术了。

　　乌尔姆正在开发一种可以根据矿床中不同矿物和有机物质间的相互作用，来预测页岩层特性的计算机模拟方法。

　　这种模拟方式是向开采点中注入溶剂，令作用类似胶水的特定有机物质溶解，以减少压裂所需的压强，但这个选择往往是最后的手段，因为为化学物可能存在不确定的危险。

　　据了解，利用强力计算机模拟页岩油藏的物理性质也可以对页岩气开采效率进行有效改进。计算机模拟通过对页岩层中矿物组成和有机物组成的差异进行建模，以便天然气公司更好地判断一处页岩层中应在哪里进行压裂。注入二氧化碳或像加拿大开采油砂那样用蒸汽加热。

　　即使通过新的技术可以助力中国的页岩气开采，也很难出现类似美国那样的变革。这是因为，中国缺乏管线设施来把天然气从多数页岩气所在的西部地区输送到东部发达地区。更多的情况是，这些天然气会首先用于化工生产。

　　但无论如何，成功开采出页岩气终会给中国的能源结构带来更加合理的变化。（来源：MIT《技术评论》，