摘要：随着我国能源技术的发展，对能源需求的不断增加，页岩油气已经成为当今能源行业的新宠，页岩油气的开采成为世界各国能源开发的重要组成部分。页岩油气及煤层气开采技术作为国家安全与经济发展的重要物质基础，资源得到开发利用的同时，也带动了经济的发展，但是在页岩油气及煤层气开采过程中还存在着破坏环境的风险。如何达到资源开采与环境的平衡，是一个值得深思的问题。本文针对页岩油气及煤层气开采技术概况，及对环境的影响现状和存在的问题进行探讨，并从中寻求平衡点，为非常规油气的可持续性发展和绿色开采提供宝贵的意见。
关键词：页岩油气；煤气层；开采技术；环境影响
随着经济的发展，对油气资源的需求量日益增加，现有的油气资源以无法满足人们的需求，因此需要开采利用一些非常规油气，非常规油气包含的内容比较广泛，像致密性及超致密性砂岩油气、沥青砂岩、煤层气等等，开采环境也比较复杂，传统的开采技术已达不到非常规油气开采的技术要求。面对常规油气资源日益紧缺的现状，发展开采非常规油气非常有必要。而如何减少页岩油气及煤层气开采技术对环境的影响，是本文研究的重点，具有非常重要的现实意义。
1 页岩油气及煤层气开采技术概况
1.1页岩油气开采技术主要包括油页岩地面干馏、油页岩原位干馏、 油页岩原位转化三个步骤，每个步骤都包含了比较复杂的程序。每一步都需要严谨细致，才能达到与自然环境的平衡。
1.2煤层气开采技术对保护环境、确保煤矿安全作业、优化能源结构具有非常重大的作用。主要包括钻井完井和强化增产两个方面。钻井包括直井、水平井、丛式井、羽状分支水平井、欠平衡钻井五个方面；完井包括裸眼完井、套管完井、混合完井三个方面。强化增产技术是为了降低煤层压力，将煤层中的承压水抽排出来，使煤层中的的甲烷释放出来而采取的一种技术。
2 页岩油气与煤层气开采技术对环境影响的现状
页岩油气及煤层气的开采作为国家安全与经济发展的重要物质基础，给社会带来丰富的非常规能源资源的同时，也获得了一定的经济效益，但是也给环境造成了污染，使人类的生存环境面临着严重威胁。
2.1水资源过度消耗
在页岩油气与煤层气的开采过程中，都需要通过水力压裂来获取一定的淡水资源，水力压裂方法要求用大量掺入化学物质的水灌入页岩层进行液压碎裂以释放天然气。因此会消耗大量的淡水资源，造成水资源浪费，据相关数据统计一口页岩油气井投产需要消耗至少7500 ～ 14000立方米水量，而对于一些地质环境复杂的地区，耗水量达到10 000 ～26000 立方米，如果是高产气井或者需要多种压裂同时进行时，将会消耗更多的水量。这对于在地表水资源紧缺的地区进行页岩油气开采非常不利，本身地表水资源匮乏再加上油气开采，就会造成水资源短缺，影响当地居民的生活和生产，同时还会导致地面下沉、地表植物受到破坏。
2.2造成地下水污染
由于水力压裂需要大量掺入化学物质的水灌入页岩层进行液压碎裂以释放天然气，因此在操作过程中加入了大量的化学物质。在压裂过程中，主要依靠压裂液的作用，压裂液可以将裂缝压开，通过传导压力支撑裂缝，起到保护油气层的作用。而压裂液主要是由水、沙粒和化学添加剂配制而成的。像包括丁氧基乙醇、氯、甲基、酮等有害物质。在压裂结束后，会进行返排水工作，会有一部分的压裂液被抽取到地面，这些返排水中就会含有一定的化学有害物质，对人们的身体健康造成威胁。另外在压裂过程中，压裂液中的化学物质通过断裂和裂缝渗入到地下水中，造成地下水污染。
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2.3造成甲烷泄露
甲烷( CH4)广泛存在于煤矿坑井气之中，是一种比较活跃的温室气体。甲烷泄露到大气层中会加快全球变暖，如果泄露到地下水中，会造成水污染，直接危害人们的身体健康。由于页岩油气和煤层气的开采过程比较复杂，在水力压裂过程中稍加不注意就会造成甲烷泄露。据美国环保局发布的相关报告显示对一些非常规天然气开采过程中，甲烷的泄露量远远超出了正常值范围。而且排放出来的甲烷没有经过特殊处理和收集利用，大概有3. 6% ～7% 的 CH4排放到了空气中，远远高出常规能源排放到大气中的甲烷含量，对环境造成一定的污染。
2.4诱发地质灾害
由于对页岩油气与煤层气开采离不开水力压裂的技术，水力压裂在工作过程中，为了冲击页岩层，需要注入大量的水，然后通过钻杆将水注入到地下有裂缝的岩层，为了扩大裂缝度，使水更好的渗透，需要钻入地下1600～2800米深，在这个过程中，就会对地层内部结构造成破坏，改变地层内部原有的平衡，当这种破坏达到一定程度的时候，就会诱发一些地质灾害，像地震、山体滑坡、地面塌陷、开裂等等。
3 页岩油气与煤层气开采技术存在的问题
3.1缺乏对油页岩热解的深入研究
油页岩热解是诱发地质灾害的一种表现，从目前对油页岩热解研究现状来看，主要研究还停留在“统计拟合”表面现象，研究人员没有对油页岩热解的机理进行研究，没有从物理角度对油页岩热解的孔隙性、渗透性参数进行分析，而一些地质灾害的发生就有可能是因为油页岩热解参数变化而引发的。
3.2盲目使用水力压裂技术
我国的地形复杂多变，在页岩油气及煤层气的开采过程中，可能并不适合采用水力压裂技术，如果盲目使用水力压裂技术，会造成水资源的污染和浪费。我国作为水资源比较紧缺的国家，而非常规能源比较丰富的地区水资源又相对缺乏，就不适合采用水力压裂技术，因此研发新的开采技术是当下急需解决的问题。
4 页岩油气与煤层气开采技术存在问题的解决措施
4.1加大对油页岩热解的工作原理的研究
加大对油页岩热解的工作原理的研究，以提高油页岩热解参数的科学性和准确性。通过对油母质热解的实验和化学反应，获取不同条件下油母质热解的动力学参数，从而降低在页岩油气与煤层气开采过程中因油母质热解而造成的地质环境影响。
4.2采用科学技术，研发适合我国地形特点的页岩油气及煤层气的开采
针对我国水资源比较匮乏的现状，水力压裂的开采技术显然不适合我国国情，需要研发适合我国地形特点的页岩油气及煤层气开采的技术。相关科研人员结合我国的实际地形情况，研发了一种CO2压裂技术，即以无水无伤害液体CO2为携砂液进行压裂的技术，为页岩油气和煤层气的开采提供高度密集的裂缝，通过CO2对储层进行压裂，从而避免了水资源的浪费和地下水的污染。同时因为CO2对地质具有一定封存作用，加大了对甲烷的收集率，一定程度上缓解了温室效应，这对页岩油气和煤层气的开采非常有利，
5 结语
综上所诉，页岩油气与煤层气开采在获得经济效益的同时，还需要结合我国的国情，合理、科学的运用开采技术，以减少页岩油气与煤层气开采对环境的影响，降低地质灾害的发生率，实现资源开发与环境保护的可持续发展。
参考文献
[1]叶建平，秦 勇，林大扬.中国煤层气资源.徐州:中国矿业大学出版社,1998.
[2]康志勤.油页岩热解特性及原位注热开采油气的模拟研究.太原:太原理工大学,2008.
论文作者:王晓珏,付静
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
标签：油气论文; 页岩论文; 油页岩论文; 煤层气论文; 技术论文; 压裂论文; 水力论文; 《基层建设》2019年第1期论文;