美国页岩气开发环境风险控制措施及其启示

美国页岩气产业快速发展对美国和世界能源格局产生了重要影响,但其页岩气开发带来的环境风险也较大,包括土地占用与污染、水资源大量消耗与污染、大气污染与温室气体排放等。为此,从政府监管措施和环境友好开发技术两方面分析了美国页岩气开发环境风险控制措施,主要包括建立多级协调的监管体系、实行页岩气开发全过程监管并针对其特点新增监管措施、提出一系列降低页岩气开发环境风险的开发指南等。结合中国的实际情况分析认为,部分地区页岩气开发将面临土地紧张、水资源短缺及潜在污染等环境问题,因此在页岩气开发起步阶段即应将环境监管作为促进中国页岩气产业健康发展的重要手段。进而建议：①在政府监管方面,应尽快完善油气开发环境监管法律体系,从国家层面推动页岩气环境监管体系建设,提升环境监管能力,设立页岩气开发环保技术推广补贴和环境保护专项基金,并建立有效的公众沟通机制;②在开发技术方面,对外合作中应优先引进环保开发技术,自主技术研发应以节水、节地和设备小型化为发展方向。     

美国页岩气开发环境监管制度解析及其对中国页岩气的启示

关于美国页岩气开发环境监管体系的有效性长期以来存在争议，其焦点是“哈里伯顿漏洞”是否削弱了监管的能力和效果。为此，梳理了美国页岩气开发环境监管体系和相关法案，以得克萨斯州、宾夕法尼亚州和俄亥俄州等页岩气主产州作为重点对象，研究了页岩气开发作业阶段的州级环境监管特征，最后结合中国页岩气的特点和现状对页岩气环境监管提出了建议。研究结果表明：(1)美国对页岩气开发实行联邦政府和州政府双重环境监管，且以州政府为监管主体；(2)联邦政府通过法案提供最低监管标准或者指导性条款，各州政府在监管过程中既可以遵照联邦政府法案，也可以独立制订更高标准的法案；(3)州级监管具有自主决策、因地制宜的基本特征，因而各州采用的监管工具与强度各不相同；(4)在现有的监管实践中，州级监管覆盖了页岩气开发全过程，监管标准显著高于联邦政府要求，并不存在明显的漏洞。结论认为，借鉴美国页岩气管理经验，结合中国页岩气特征，提出了中国页岩气开发环境监管应制订专有的法律和规章，明确监管执法标准；加强专业化监管队伍建设，提高监管人员专业能力；鼓励地方政府根据本地区的特点实施差异化监管等建议。     

新型压裂技术在页岩气开发中的应用

先进的压裂技术是页岩气藏得到商业开发的关键。目前页岩气藏压裂大多采用水基压裂液,存在清水用量巨大,回收、处理困难的问题。在分析清水压裂的特点和中国压裂条件的基础上,指出页岩气压裂的约束条件和发展方向。通过深入调研国外最新技术,从研发背景、施工工艺、技术特点和应用效果等方面介绍了新兴的混合压裂、纤维压裂、通道压裂、CO2压裂和液化石油气压裂技术,并针对中国页岩气开发现状进行适用性分析。认为清水压裂对于验证中国页岩气可采性和进行试探性开发具有不可替代的作用;新型压裂技术能够不同程度解决清水压裂的现存问题,这些技术的研究和应用价值将在中国水资源匮乏、环境污染严重、设备运输问题的现状和页岩气长期商业开发的实践中日益凸显;分析认为在引进国外技术的同时应加快新型压裂技术的自主研发和试验,这样才能尽早使中国页岩气的成功开发成为现实。     

我国页岩气开发环境影响评价现状、问题及建议

我国页岩气开发面临的环境问题和社会影响一直受到广泛关注,做好页岩气开发环境影响评价工作,对于切实统筹好页岩气资源开发与生态环境保护,大力推进生态文明建设意义重大。为此,结合我国页岩气开发现状和环境影响特征,分析了页岩气开发钻探期、采气期和闭井期对环境的主要影响,以及页岩气开发环境影响评价(以下简称环评)管理现状,系统梳理了目前我国在页岩气开发环评管理和环评文件编制两个方面存在的主要问题:(1)环境监管体系顶层设计缺失,无针对性的法律法规和标准规范;(2)环评介入时机不明确,环评分类分级管理不统一;(3)评价内容和深度不够,重点不突出;(4)公众参与机制不完善,信息公开不完整;(5)项目后评价和规划跟踪评价不及时。在此基础上,提出了有针对性的页岩气开发环评管理建议:(1)加强环境监管体系顶层设计,加快建立健全并实施严格的页岩气开发环评制度;(2)加强页岩气国家级示范区建设环境影响和环保技术基础研究;(3)对页岩气重点建产区开发开展规划环评,解决规划环评落地难题,探索性开展页岩气战略环评;(4)加快构建环评大数据平台,提升环境监管能力和水平;(5)建立并完善针对环评机构和从业人员的监管机制,强化对环评机构的市场监管和责任追究。     

页岩气开发面临挑战与对策

<正>页岩气开发要加强市场培育和环境建设,做好产业监管和规范。中国的页岩气开发单井用水量比美国的单井用水量大。在水资源紧缺且分布不均的中国,如果不能有效解决页岩气开发中的水资源管理问题,页岩气大规模开发很可能受阻。另外,当前我国促进页岩气开发利用的基础设施严重缺乏,管线不足,同时管道运行具有排他性,缺乏公平准入机制,缺乏监管。天然气价格机制不合理,总体气价偏低,对页岩     

页岩气开发过程中的环境影响及建议

页岩气资源是当前全世界关注的热点,我国页岩气的勘探开发工作也正如火如荼进行中。基于环境保护的需要以及公众对可能造成的环境污染的忧虑,页岩气的开发过程亟需科学合理的环境影响评价和及时有效的环境保护工作。通过对美国页岩气开发过程中系列环境问题的调研,分析我国页岩气开发过程所面临的水资源消耗和污染、地表和植被破坏、温室气体排放和噪声污染等方面的环境挑战。建议从完善管理制度以及防治技术研究和应用两方面,探讨适合我国页岩气勘探开发过程的环保管理方案和技术,促进页岩气勘探开发工作的健康发展。     

北美页岩气开发环境的挑战与应对

近年来,为缓解油气资源短缺的难题,全球不少地区的页岩气开发都步入了快车道,特别是北美和中国的页岩气产业,已经进入工业投产阶段。但是,开采页岩气所引发的大量环境问题也逐渐浮现。为此,通过广泛调研北美地区页岩气产业开发中所遇到的环境问题,逐一分析了开发过程可能形成污染物的来源、运移通路以及潜在的环境损害后果,认为页岩气开发主要存在地下水污染、有害气体泄漏、淡水损耗、微地震发生等多个方面的环境风险。其次,总结了当地政府针对页岩气开发的环境风险所采取的应对措施,认为应重点着手于防范返排液污染、降低甲烷排放量、监测微型地震等。最后,针对中国的页岩气开发形势,指出在越来越严格的环保要求将成为新常态的背景下,政府监管部门和页岩气开发企业应立足于国内的实际情况,充分借鉴北美页岩气开发的经验、汲取已有的教训,从政策法规、技术和信息公开等方面入手,多管齐下,以规避页岩气开发中所面临的环境风险。     

探路页岩气监管

页岩气监管的缺失,是当前中国页岩气发展的最大障碍。为此,应尽快建立相关的监管标准,加大市场监管力度,完善环境监管。＂现在中国能源领域将政策和监管混为一谈,没有独立的能源监管体系,更谈不上独立的页岩气监管体系。＂日前,中国石油大学中国油气产业发展研究中心主任董秀成在中国能源网主办的＂2012非常规油气合作伙伴峰会＂上对本刊记者表示,监管的缺失是当前中国页岩气发展的最大障碍。     

宁 ２１３井区浅表层环保钻井技术研究

长宁页岩气钻井普遍存在开发环境敏感、地表地形复杂问题,极易发生破坏环境事故。文章通过对 长宁页岩气宁 ２１３井区的地层电磁法物探剖析,明确地层含水层,依据地层特性优化井身结构,并在易漏地层采用气体钻井的方式、噪音防治措施、优化钻井液体系,配合相应的环保措施,避免钻井施工对环境造成破坏,优化形成了宁 ２１３井区浅表层环保钻井施工方案,对长宁地区浅表层页岩气安全生产和环境保护具有重要意义     

四川盆地南部地区页岩气开发及其减污降碳再认识

为助推中国页岩气持续高质量发展，在溯源页岩气环境争议的基础上，结合四川盆地南部地区（以下简称川南）十余年来页岩气开发实践，总结了国内对页岩气开发生态环境影响的新认识，系统介绍了中国自主创新形成的页岩气清洁开采技术，并指明了下一步技术发展的方向。研究结果表明：(1)页岩气环境问题的广泛关注始于2009—2011年，经过激烈讨论，美国学术界主流意见认为，页岩气开发存在生态环境风险，但通过合理取水、确保井筒质量、妥善贮存和处置压裂返排液及钻井固体废物等措施可有效防范；(2)页岩气开发对中国温室气体排放量贡献有限，不会必然污染地下水环境，绿色开发应重点关注低碳钻井和压裂、废弃物处置、地下水保护等方向；(3)“电代油”钻井和压裂实现了施工过程无直接温室气体排放，川南页岩气压裂返排液在处理回用基础上已实现处理外排，油基岩屑处置对规模开发的制约也因热脱附技术的进步而突破；(4)页岩气清洁开采技术仍应在深度降碳、稳定减污、持续增效等方面开展技术创新和管理创新工作。结论认为，基于10余年来对中国页岩气开发生态环境保护的探索与再认识，可为中国未来页岩气绿色高效开发提供有益参考和借鉴。     

探路页岩气监管

页岩气监管的缺失,是当前中国页岩气发展的最大障碍。为此,应尽快建立相关的监管标准,加大市场监管力度,完善环境监管。"现在中国能源领域将政策和监管混为一谈,没有独立的能源监管体系,更谈不上独立的页岩气监管体系。"日前,中国石油大学中国油气产业发展研究中心主任董秀成在中国能源网主办的"2012非常规油气合作伙伴峰会"上对本刊记者表示,监管的缺失是当前中国页岩气发展的最大障碍。     

宁213井区浅表层环保钻井技术研究

长宁页岩气钻井普遍存在开发环境敏感、地表地形复杂问题,极易发生破坏环境事故。文章通过对长宁页岩气宁213井区的地层电磁法物探剖析,明确地层含水层,依据地层特性优化井身结构,并在易漏地层采用气体钻井的方式、噪音防治措施、优化钻井液体系,配合相应的环保措施,避免钻井施工对环境造成破坏,优化形成了宁213井区浅表层环保钻井施工方案,对长宁地区浅表层页岩气安全生产和环境保护具有重要意义。     

国外页岩气井人工举升增产技术研究现状与进展

压裂后产量快速降低是页岩气井生产的典型特征,不施加干预措施很难实现经济开发。为页岩气井优选合理的人工举升工艺,排出井筒积液,稳定页岩气井产量,提高单井可采储量,是页岩气藏高效开发的核心工作之一。调研了常规人工举升工艺在北美页岩气产区的应用情况,分析了各项技术应用的限制因素和存在的不足;针对页岩气井寿命周期内的压裂液返排、处理段塞流、前期及后期生产特征,总结出了页岩气井不同生产阶段人工举升工艺的优选方案,并阐述了应考虑的影响因素和注意事项;最后,介绍了两种页岩气井增压增产新技术的工艺原理和应用效果。该研究可以为国内页岩气田的经济高效开发提供借鉴。     

页岩气资源—环境—技术协调发展对策

国内外对页岩气藏水力压裂技术带来的环境问题反应强烈,其中讨论的重点多关注于如何完善相应法律法规及加强管理力度,而对于资源—环境—技术的协调发展问题研究较少。无论是国内或是国外,丰富的页岩气资源促使气态能源跨越发展,环境问题不应该成为清洁能源规模应用的障碍。技术的创新与应用是资源与环境两者协调发展的关键。在全面分析页岩气资源战略地位的基础上,研究了应用水力压裂技术的各种环境问题以及相应关键技术的发展形势,客观地评价环境问题。文章认为,依托技术合理开发资源、实现资源—环境—技术三者的约束与互动是我国页岩气开发的总体思路。据此提出三点对策:借助"技术"实现"资源"的合理"绿色"开发;加强"资源"效益向"环保"和"技术"效益的投资;完善"技术体系"实现"资源开发"过程的"环境监管"。     

中国页岩气勘探开发面临的问题与对策

为加快中国页岩气产业的发展步伐,探讨了中国页岩气勘探开发面临的问题,并提出相应的应对措施。分析认为,页岩气要成为中国天然气勘探开发的后备领域,形成产业化规模并为调整和优化能源结构、缓减天然气供需矛盾作出贡献,至少需要解决4个问题：①中国是否存在页岩气;②页岩气的单井产量有多高;③页岩气藏的规模有多大;④开采页岩气的成本是否划算。四川盆地长宁、威远地区钻获丰富的页岩气,初步回答了中国有无页岩气的问题,但是,中国页岩气的勘探开发还面临着资源、环境、技术、成本和政策等5个方面的挑战：①页岩气资源评价、储量计算和产能预测的方法需要探索,页岩气资源量、储量和产能尚不清楚;②中国页岩气勘探开发受环境制约,环保要求高;③页岩气的评价技术和核心工艺技术还不完全掌握;④成本是制约页岩气效益开发的关键因素;⑤现有天然气勘探开发的一些技术标准不适应页岩气勘探开发,中国缺少发展页岩气产业的系统扶持政策等。针对上述问题,建议当前应当做好矿权秩序维护、科技攻关、政策扶持、标准制订、先导试验区建设和体制创新等工作。     

页岩气钻井技术新进展

当前页岩气开发技术日益先进和成熟,水平井技术和大规模储层改造成为非常规油气开发的关键。追踪研究国外近年在页岩气水平井开发中应用的典型新技术,如在钻井工具方面,有旋转导向闭环系统、电磁无线随钻测量装置、新型裸眼侧钻斜向器、随钻成像工具等先进工具出现;在钻头和钻井液方面,贝克休斯等国外石油公司针对页岩特性,研制推出了ONYXⅡ Spear和Talon 3D矢量等系列的PDC钻头,创新优化了多种新型高性能水基钻井液;并不断探索"井工厂"作业模式升级换代。文章结合国内目前技术现状,指出中国页岩气钻井技术应尽快完成核心技术和工具的国产化,继续加大低成本替代技术研究力度,开展储层地质与工程一体化,以实现页岩气经济有效开发。     

页岩气资源开发环境风险及保护建议

页岩气资源开发主要采用水平井技术和水力压裂技术,其开发过程不仅会消耗大量的水资源,还可能引起地表水、地下水的污染;同时钻井平台会对周边生态环境产生破坏;工业废气的泄漏会对大气环境造成污染。对开发所带来的环境风险,要加强环境执法监管,充分落实相关方责任,加强公众参与管理。在环境执法、开发技术、责任落实和社会公众等方面设置相应的标准或规则,降低页岩开发对环境的影响,有助于页岩气能源的可持续发展。     

页岩气开采技术

通过调研国内外页岩气开发现状,分析国外技术对我国开采页岩气的适应性,针对我国页岩气开发目前存在的问题提出了开展相关技术研发的建议：系统地勘探和评价我国页岩气资源,寻找页岩气富集带和有利开发区;研究水平井多段压裂、同步压裂等先进的页岩气开采技术,开发适合的开采工艺;加强保护环境意识,开发过程中采取相应环保措施。     

促进中国页岩气开发的政策探讨

尽管我国页岩气开发已经起步,但效益不高,产业发展较缓慢。其制约因素主要如下:①积极有效的扶持政策缺乏;②地质条件复杂;③资源基数不清;④核心技术不足;⑤市场监管不到位;⑥管网设施欠发达。为此,在对照美国页岩气开发经验、参照国内煤层气开发实践的前提下,分析和探讨了加速我国页岩气开发相关政策,提出了投融资优惠、科研支持、财税优惠、环境监管等方面的政策建议:①通过政府直接拨款、提供贷款(担保)、鼓励民间资本进入等方式为页岩气开发利用提供投融资优惠;②增设页岩气开发国家重大专项、加强国家能源页岩气研发中心及其他页岩气重点实验室建设、设立包括页岩气在内的非常规油气研究基金,以及加强对外合作研究等,加大对页岩气开发的科研支持力度;③现阶段我国页岩气开采免征矿产资源补偿费和资源税,页岩气对外合作开采所得税施行"二免三减半"政策,给予页岩气开发企业资源耗竭津贴;④考虑页岩气开发可能产生的环境影响,参照国外成熟经验,制定相应的法律法规,实现有效的环境监管,将页岩气开发过程中可能产生的环境影响控制在最低限度;⑤开展页岩气资源调查与评价,搞清楚资源分布、地质特征、开发特点与工艺技术需求、经济性及可采资源量,从而为产业发展提供可靠的资源数据。此外,还应加强对页岩气定价、市场准入、管网设施建设等方面的支撑力度。     

页岩气勘探开发中的认识与哲学思辨

页岩气勘探开发过程中,需要更深入、更系统的认识页岩储层。针对美国页岩气成功开发的先例,综述了美国页岩气勘探开发的历史和应用的重点实用技术,指出了美国页岩气勘探开发的几个关键因素。结合中国页岩气勘探开发现状,总结了国内需要参考的美国页岩气的勘探开发已取得的经验和认识,提出了中国页岩气勘探开发应该注意的几个关键性问题,用辩证唯物主义的马克思哲学观正确、全面、辩证看待这一新兴能源,希望为中国页岩气勘探开发提供有益的讨论和补充。