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页岩气开发的水资源与绿色发展面临的机遇与挑(3)
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摘要：柱状图上的数字为页岩气井的数量图6 2014～2019年威远、长宁和昭通页岩气井数量变化Fig.6 Quantitative Variations of Shale Gas Wells in Weiyuan, Changning and Zhaotong from
柱状图上的数字为页岩气井的数量图6 2014～2019年威远、长宁和昭通页岩气井数量变化Fig.6 Quantitative Variations of Shale Gas Wells in Weiyuan, Changning and Zhaotong from 2014 to 2019
图7 川南页岩气井产出水月尺度变化箱形图Fig.7 Box-plots of Monthly Scale Variations of FlowbackWater for Shale Gas Wells in South Sichuan
页岩气储存于极低孔渗烃源岩地层中，最普遍的开采技术主要是多级水力压裂和水平井技术[33]。研究表明，中国川南页岩气研究区主要是水质影响比较大，水量影响较小[34-35]。目前长宁、威远及昭通页岩气示范区正在投产运行的页岩气井依然处于正常生产早期，大部分页岩气井没有结束返排期。威远页岩气井数据主要是W202和W204区块，长宁页岩气井平台散落，昭通页岩气井主要是YS108区块(图7)。现阶段国内外有关返排液形成机理存在部分研究成果，但开采区块分散，国内外学者所获取的返排水水质数据零散，导致其回收利用等方面的研究存在信息不对称[36]。
2.2 油服公司生产数据获取有难度，需改进数据共享问题
尽管目前在页岩气与水资源分析、水-页岩作用机理、页岩气成因分布及地球化学等方面已开展了一些工作，但对于页岩气能源开采科学研究方面，受地质条件差异、勘探技术水平以及其他客观原因限制，系统需耗水评估和生态环境影响研究难度较大。其主要原因是现场资料获取困难，国内外仅有针对页岩气田的生产耗水研究，限制了对页岩气井返排水污染定量评估。
由于施工数据的限制，以往的页岩气井产业综合管理评估及经济效益评估研究均较少。水足迹评估模型可将水质和水量耦合量化评估，但原始观测数据的质量和准确性以及未来数据的估算方法均会对模型结果产生较大的影响；施工现场对返排水处理过程可能会对评估结果产生严重影响；地质差异和施工技术的改进也会导致开采井数量规模的预测存在差异[34]。因此，后续研究中应鼓励数据公开透明，以便对未来的油井耗水过程进行更严格的评估。美国能源信息署(EIA)、环境保护署(EPA)等公益机构公布的数据是整体区块年度数据，除了部分试验井有公开数据外，具体单井位置和单井生产数据是由施工企业保存，并没有公开可获取渠道。国内的生产数据同样面临数据缺乏透明度，给科学研究带来了阻力。
2.3 地区经济条件存在差异，需加强废污水管理的法规建设
页岩气井生产过程中的主要环境影响表现为：①水资源消耗大；②返排水对土壤、地表水及地下水的污染威胁；③产生油基和水基岩屑污染威胁；④在钻井阶段，土地资源被占用等。对应的环境影响过程为：页岩气开发造成的水资源消耗可能增加区域水资源短缺的风险[35]；返排水的不当处理会造成土壤污染和重金属污染；油基岩屑和水基岩屑处置不当或未处理会引起不可逆转的土壤污染；开采过程引起的水土资源占用会给当地生态系统带来威胁，造成动植物等生境改变。大排量、高污染返排水也给企业和环境负荷增加了负担，其排放处理及循环利用都是热点研究问题，也是页岩气能源产业发展的困境之一。
而中国能源领域的法律法规尚不完善。当前处理与页岩气开发相关的违法违规事件的主要依据仅有《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国水污染防治法》和《中华人民共和国水污染防治法实施细则》及环境保护部门规范性文件《石油天然气开采业污染防治技术政策》和《环境影响评价技术导则：陆地石油天然气开发建设项目》。然而，这些法律法规中并没有针对页岩气井开发导致生态环境问题的实际可操作规定。政府部门需联合企业部门进行监督管理，设置环境监测系统，实时有效地传递水质监测和土壤监测数值；政府部门可以立法并实施奖惩机制，以规范页岩气开发企业的行为。
3未来能源绿色发展的机遇与思考
页岩气井规模有效开发经验对于推动中国的非常规能源勘探进程具有积极作用。随着常规油气资源的消耗，全球油气资源开发已经发展为由传统为主向常规与非常规并重发展的局面。非常规油气资源开发的特殊性决定其对生态环境的影响较常规油气资源更大，甚至可能造成地质结构的改变，进而引发地质灾害等次生灾害。能源发展和社会经济息息相关，能源的经济效益决定了企业的开采能动性，页岩气能源发展综合风险管理措施制定时应充分考虑到企业利润、区域生态环境和国家能源安全的重要性。
文章来源：《四川建材》 网址: http://www.scjczz.cn/qikandaodu/2021/0620/1753.html
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