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“水变油”的另类实现:美国页岩油产量爆炸的同时 用水5年翻了8倍

2018-08-16 16:33:01 来源: 前瞻网 作者:
摘要:
作为中国民科界的热点话题,“水变油”终于在大洋彼岸的美国实现了!
众所周知,特朗普上台后号称要当全世界的“能源领袖”,底气就来源于

油井

作为中国民科界的热点话题,“水变油”终于在大洋彼岸的美国实现了!

众所周知,特朗普上台后号称要当全世界的“能源领袖”,底气就来源于10年前爆发的页岩革命,将美国的原油天然气储量、产量提高了几个量级。不过,这不是没有代价的。

据今日发表在《Science Advances》(《Science》的子刊,定位高端)的一篇论文称,过去几年里,水力压裂技术的快速进步和大规模使用,使页岩油气开采变得更加高效。这对化石燃料行业来说是个好消息,因为他们从某一特定的井中,都能获得比以往任何时候更多的资源,但对淡水行业来说,这是个实实在在的坏消息。

随着页岩革命的推进,从2014年开始,全球原油、天然气市场出现供过于求的苗头,导致美国油企开始缩减投资,全国新增的压裂油井数量不断下降。不过在那之后,一种被称为“水平钻井”的新技术出现了。新的技术可以在原来的垂直压裂井上,以水平方向钻开,这样,无需重新打井,油企就能以较低的成本开采新油气,这种方法极大刺激了油企的增产热情。

另一方面,所谓“水力压裂”,就是将油井打开后潮里面注入包括水在内的液体,利用液体压力将页岩压裂,使里面的油气释放出来。自然,开采行动的增长,导致了用水量大大上升。论文作者文格西(Avner Vengosh)说:“每一口井的用水量都在增加,导致采用水力压裂地区的总用水量快速上升。

根据他在文中呈现的数据,在美国页岩油产量增长最快的地区——西德克萨斯的二叠纪盆地,页岩气井的用水量从2011年的每英尺350加仑,到2016年的每英尺2335加仑,短短5年间增加770%。幸好,在一些旧的页岩区,例如宾夕法尼亚和西弗吉尼亚的马塞勒斯盆地,总用水量基本保持不变,因为这些地方的油气资源基本开采殆尽,少有新的项目出现。

事实上,这项研究的早期数据来源文格西和其他几位杜克大学研究院2015年的论文。然而你,本文第一作者、杜克大学研究生康达什(Andrew Kondash)进行后续研究时发现,当地2015-2016年的淡水消耗异常升高。一开始,他还怀疑原始数据有误,但在反复调查后,他们确定,数据没错,用水量确实在几年间翻了数倍。

水足迹

为了弄清楚这一点,康达什调查了全国6个主要页岩区的用水量数据。他们统计该地区钻了多少口井,每口井用了多少水,产生了多少废水,总结出了“水足迹”数据,即淡水的消耗情况,以及携带化学物质、沙子甚至是放射性同位素的废水排出情况。

“研究表明,尽管在全国范围内(据估计,从汽车制造到采矿业,每天工业总用水量约为1500万加仑),水力压裂的用水九牛一毛。但是在当地,水力压裂法的大量集中用水,可能会引发水资源供应方面的冲突,尤其是在美国西部等干旱地区,那里的水资源供应有限。”

对于二叠纪盆地来说,未来几年间能获得多少淡水,是页岩油行业能否继续繁荣的决定性因素。“水的使用是开采环节的一部分,无论如何都无法减少,” 康达什说。

当然,从科学发展的规律来看,对淡水的需求可能带来水力压裂技术的创新。麦吉尔大学土木工程师玛丽•康(Mary Kang)表示,近年来,“许多地方的可循环用水量都有所增加”。文格什也认为,未来有可能出现某种创新技术,提高水的循环利用效率。“水力压裂法会产生大量废水,然而,目前处理这些废水最常用的方法,是将其注入废水深井,而非回收利用。”

这种简单粗暴的方法只能在短期内回避问题,在长期内却是贻害无穷。除了水资源浪费以外,有研究认为,废水深排和俄克拉何马州不断增加的地震有关。

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