页岩气：“沉睡”的能源，未来的“明星”

苏更林

同学们听说过天然气，也可能听说过可燃冰，那页岩气呢？是不是有点陌生？今天我们就来了解一下吧！

中国最大的页岩气田

重庆涪陵页岩气田是我国第一个投入大规模商业开发的页岩气田，也是我国最大的页岩气田。重庆涪陵页岩气田的商业开发，标志着我国页岩气进入规模化、工业化开发阶段。从2015年开始，重庆涪陵页岩气通过“川气东送”管道输送到华中、华东等地，为长江经济带发展提供了宝贵的清洁能源。

页岩气是种什么气？

今年4月，我国首个百亿方页岩气产能基地揭牌，标志着我国首个大型页岩气田的建成投产，这个百亿方页岩气产能基地就是重庆涪陵页岩气田。重庆涪陵页岩气田是我國第一大页岩气田，截至今年6月，探明含气面积575.92平方千米，地质储量达到6 008.14亿立方米，是全球除北美之外最大的页岩气田。

借着“西气东输”工程的辐射作用，天然气已经悄然走进了我们的生活。所谓天然气，是指存在于地下自然生成的—种以碳氢化合物为主的可燃性气体，其主要成分为甲烷。

如今，页岩气又来了！那么，页岩气又是一种什么气呢？页岩气是一种蕴藏在页岩层中的气体，其主要成分也是甲烷。

既然页岩气和天然气都是以甲烷为主要成分的可燃性气体，那么页岩气是不是也属于天然气呢？从本质上来说，页岩气属于天然气，也是古老生物遗体埋藏于沉积地层中通过地质作用而形成的化石燃料。然而，由于页岩气和天然气在分布方式和开采方式上的不同，因此在利用的难易程度上也存在很大的差异。人们通常把天然气称为常规天然气，而把页岩气等称为非常规天然气。

常规天然气分布在地下多孔隙岩层中，主要存在于油田和天然气田中，也有少量存在于煤田中。常规天然气开采起来一般比较容易，有的甚至可以采用自喷方式进行采气。而页岩气作为一种非常规天然气，主要是蕴藏在页岩层之中，开采的难度自然非常之大。

页岩气的“大本营”

页岩气之所以开采难度大，是因为它的蕴藏方式非常特殊。页岩气分布在页岩层之中，页岩层是页岩气的“大本营”。页岩是一种层状的松脆沉积岩，而且厚度只有几毫米，很容易分裂成薄片。在页岩的形成过程中，在地理催化的作用下，天然气作为主要成分就产生了，并且成为了页岩气。

在页岩的极小空隙中，储藏着大量的天然气及原油。尽管我们把页岩气的藏身之地叫作“大本营”，然而“大本营”的空间并不大，甚至小到纳米的量级，以至于我们用肉眼根本无法观察到。

在如此微型的“大本营”中，页岩气的渗透性自然变得非常差，这就决定了页岩气不能够采用常规的方法进行开采，看来把页岩气称为“非常规天然气”是有道理的。

知识链接

天然气有哪些特性？

天然气具有易扩散性、易燃烧性和易爆炸性等特性。天然气比空气轻，泄漏后非常易于扩散；天然气最小点火能很低，火焰传播速度快；天然气与空气混合后占有5%一15%的体积时，遇到火种（包括明火或静电火花）就会发生爆炸。 相对于那些只要从地面上向气层钻井就会自动喷出的常规天然气来说，分布广泛却稀薄的页岩气则必须采取特殊的挖掘工艺才能开采出来。

页岩气能干什么？

页岩气在本质上为天然气，其用途与其他天然气是相同的。除用于民用燃料外，还可应用于燃气发电、工业燃料、化工原料、汽车燃料等。

与煤炭、石油相比，使用天然气更为价廉一些。同等热值的天然气价格要比原油低，并且比煤气或液化石油气的火焰更加稳定，所以天然气是一种很受欢迎的能源。并且，天然气在燃烧过程中产生的二氧化碳仅为煤的40%左右，产生的二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等污染物也比煤、油要少。

唤醒“沉睡”的能源

据估算，全球常规天然气资源量大约为378万亿立方米，而非常规天然气资源量大约为923万亿立方米，其中页岩气资源量大约为456万亿立方米。

对于页岩气等非常规天然气资源来说，目前的开采量极其有限，因此它们仍然是“沉睡”在地下的宝贵资源。由于页岩气储层具有低孔隙率和低渗透率的特点，因此开采页岩气具有很高的难度。有科学家这样形容，开发传统天然气就好比是在“静脉中抽血”，而开采页岩气则如同在“微血管抽血”。可见开采页岩气有多么困难，但这并不等于说无法开采！

看来，开采页岩气需要采用高超的技术！目前，开采页岩气多采用水平钻井技术和水力压裂技术。水平钻井是页岩气开采中的一项核心技术，其钻头可以“闻着”气藏的“味道”前进。水力压裂是指利用水力作用使页岩层形成裂缝，从而把页岩气从岩层里“挤”出来。

未来，我国将加大页岩气的开采力度，并在技术和产能方面取得新突破。2020年，力争在西南地区建成首个百亿方页岩气田；2025年，页岩气产量要达到200亿立方米以上；2035年，页岩气产量要达到400亿立方米以上。