非常规油气开发环境影响研究

于岩

（东北石油大学 经济管理学院 黑龙江大庆 163318）

摘要：随着全球常规油气资源储量的逐渐减少，越来越多的国家开始对非常规油气资源进行勘探开发。然而通过研究发现非常规油气在开采过程中会对环境产生巨大影响。本文分析了非常规油气在开发时水资源消耗及污染问题、环境污染问题和地质环境影响问题，通过结合国内外非常规油气资源开发现状，针对非常规油气在开发过程中造成的环境方面问题提出了相应的应对策略。

关键词：非常规油气；环境影响；开采技术

1. 引言

全球许多国家都已经开始对非常规油气进行勘探开发，非常规油气的开发对我国能源结构的转变具有重要的意义，有利于更好实现我国经济的可持续发展^[1]。非常规石油资源主要指致密油、重油、页岩油等石油资源，非常规天然气资源主要指致密气、煤层气、页岩气等天然气资源^[2]。根据专家们的测算，全球的非常规石油资源储量约有5000亿吨，非常规天然气资源约有4000万亿立方米^[3]。与常规油气资源的开采情况相比非常规油气的开采难度更大，所需费用更高，开发难度也更大。

根据美国众议院委员会的调查与研究显示，非常规油气的开发对环境造成的问题主要包括淡水资源的大量消耗及污染、环境污染、地质环境的影破坏等几个方面。在借鉴国外先进技术的同时结合我国非常规油气开发的实践，拟从非常规油气开发时水资源的消耗及污染问题、环境污染问题、地质环境的影响问题等角度进行系统研究。

2. 非常规油气开发时水资源的消耗及污染问题

在非常规油气开采过程中最常用到的技术是水平井钻井技术和水力压裂技术，其中水力压裂技术的应用过程中会消耗大量砂子和水。在美国的马塞勒斯每打一口页岩井需要用到2到400加仑的水，毫无疑问这会加剧地区的水资源短缺情况^[4]。按照四川省计划未来几年每年增加1000口页岩井计算，每年用于页岩气开采耗费的水资源量2.5×10⁷m³，相当于2.5×10⁷亩水田一年的用水量^[5]。

在应用水压裂技术的过程中为了达到减小阻力、杀菌及稳定的效果，约有700多种添加剂被加入到压裂液中，这些添加剂含有20多种有毒物质^[6]。在压裂结束后有一部分压裂液会反排到地面，另一部分压裂液会留在地下，未进行彻底处理的废液极有可能对地表水资源造成污染^[7]。杜克大学的研究人员在研究时发现，页岩气田地下水中甲烷含量是正常水质中含量的17倍^[8]。而我国的涪陵页岩气田集中在焦石等地，页岩气田的开采对当地的饮用水源造成了严重的污染。在涪陵页岩气田开始钻井的前两年消耗了大量的水资源，所用的水源为地下水，当地居民表示水体呈现浑浊状态，有时还会出现油垢^[9]。

3. 非常规油气开发时造成的环境污染问题

在2010年1月美国得克萨斯州环境委员会公布的研究显示，在对得克萨斯州的多处页岩气井井口附近的空气质量调查中，通过检测发现在页岩气井井口的空气中含有的化学物质高达三十五种，而页岩气井井口附近的空气中含有的苯浓度高达15000ppb，而世界卫生组织规定在食物中的苯含量不得高于10ppb，页岩气的开采所产生的苯含量远高于国际标准^[10]。

在非常规油气进行开采和运输的过程中会伴随着产生一些微粒，而这些微粒通常是由SO₂、NO₂、NO、可挥发性的机化合物、CO等有害物质组成，这是由于压裂液中会含有大量的砂石。无论是开采、运输还是最后的废水排放环节所产生的微粒一旦飘到空气中不仅会污染环境，而且大量吸入会患上哮喘等呼吸系统疾病。

4. 非常规油气开发对地质环境的影响问题

开发非常规油气对地质环境影响主要体现在以下几个方面：一是破坏植被，非常规油气较常规油气开发的钻井密度大，这样就导致在进行非常规油气开采时需要安装很多管道，会使许多耕地不能进行耕种，导致耕地面积的减少^[13]。二是诱发地质危害，在水力压裂过程中大量的压裂液被注入到油气层中，极有可能会改变最初平衡状态，进而逐渐的改变原有的地质结构，在到达一定的极限后会突然爆发，诱发地震、地面塌陷及山体滑坡等地质灾害。

宾夕法尼亚州、俄亥俄州等美国的一些地方都早已经开始对非常规油气进行勘探开发，而这几个州在近几年都发生了不同程度的地震灾害，虽然还没有研究证明地震的发生与这些地区所进行的非常规油气开采有关，但这些现象已经引起了学者们对非常规油气是否会影响地质环境的广泛关注。我国的页岩气开发主要集中在四川省，然而自贡市政府宣布自2019年2月26日起全面停止荣县的页岩气开发，这是由于在2019年2月24和25日，荣县附近分别发生了4.7级、4.3级和4.9级地震，虽然地震局表示还不能确定引发这几次地震的原因，但是荣县的大多数居民认为这几次地震都是与当地开采页岩气有关，综合考虑多方面原因自贡市政府决定暂停当地页岩气的开采。

5. 结论与对策

通过对非常规油气开发在环境方面的影响研究发现，非常规油气的开发会造成水资源的大量消耗和污染、环境污染以及对地质环境的影响等问题。针对我国在非常规油气开发时对环境造成的影响问题，提出以下几方面的对策：

1. 加强非常规油气的开采技术，使非常规油气在技术上实现突破创新。我国在非常规油气开采方面展现了许多不足之处，为使非常规油气的开发在获得经济价值的同时把环境污染情况降到最低，因此需要对我国非常规油气开采技术应进一步改善。

2. 完善非常规油气开采全过程的监督管理机制。政府部门是整个非常规油气开采过程中的开发者，同时也是管理者。作为开发者，政府部门应该在非常规油气开采前制定出一系列的规章制度，在非常规油气进行开采时严格按照规章制度执行，可以提高非常规油气的开采效率。

（3）建立健全非常规油气开发有关环境方面的法律法规。虽然我国已经建立了一些有关非常规油气方面的法律法规，但对非常规油气开发有关环境方面的法律并没有详细的规定。为了使非常规油气的开发在我国能够长期的运营下去，就必须要有十分详细的法律法规作为支撑。

参考文献

[1]. 张波, 我国大力发展非常规油气资源的重要意义. 当代化工, 2013. 42(09): 第1310-1311页.

[2]. 张大权等, 中国非常规油气勘探开发进展与前景. 资源科学, 2015. 37(05): 第1068-1075页.

[3]. 翟光明, 关于非常规油气资源勘探开发的几点思考. 天然气工业, 2008. 28(12): 第1-3+133页.

[4]. 王洪建等, 大规模体积压裂诱发的地质灾变问题研究综述. 华北水利水电大学学报(自然科学版), 2017. 38(02): 第49-55页.

[5]. 张廷山等, 我国页岩气革命面临的问题及对策思考. 西南石油大学学报(社会科学版), 2016. 18(02): 第1-8页.

[6]. 刘剑与梁卫国, 页岩油气及煤层气开采技术与环境现状及存在问题. 科学技术与工程, 2017. 17(30): 第121-134页.

[7]. 张磊, 李朋与曾伟凌, 油气田开采中压裂液对水环境的污染与控制. 中国环境管理干部学院学报, 2015. 25(05): 第75-77页.

[8]. 彭民等, 页岩气资源开发的环境影响研究综述. 资源开发与市场, 2015. 31(03): 第327-331页.

[9]. 闫岩, 页岩气环境之忧. 科学新闻, 2012(11): 第66-71页.

[10]. 李佳, 王驰与田慧颖, 页岩气开发中应关注的环境问题. 油气田环境保护, 2012. 22(06): 第42-43+68+88页.