加拿大页岩气生产与环境问题概况(二)

第7期已经对加拿大页岩气开发的有关历史背景、现状、地质背景、水力压裂情况及环境等问题进行了介绍,本期将继续介绍公众的关注情况和与钻井及压裂相关的法规。最后,较为详细地论述了尤蒂卡页岩勘探开发的历史背景和社会环境。

7 公众关注及建议

公众对页岩气开发存在着忧虑和反对,尤其在并未进行传统油气生产的区域,如魁北克省(见第9节)和新不伦瑞克省。一些页岩单元赋存于人口稠密区及(或)农业生产区(如魁北克省的尤蒂卡页岩)以及重要含水层之下(如图4所示),这一实际情况加剧了页岩气开发给公众造成的忧虑。

加拿大学院委员会(Council of Canadian Academies)(CCA)于2009年发布了有关地下水可持续性管理的报告。该委员会还发布了页岩气开发的潜在环境影响报告。

图4  加拿大区域含水层研究工作区分布图(包含区域名称、面积以及项目起止时间)

8 法规

在加拿大,各省负责管理并通常拥有本省陆地自然资源,其中包括石油和天然气,同时也是地表水和地下水资源的监管者。然而联邦政府的职责,则由国家能源委员会(NEB)和加拿大自然资源部履行。在魁北克省,其矿业体系采用先到先得(采矿权)的原则。在加拿大南部的其他地区,石油天然气以及煤炭的地下矿产权通过招投标的方式获得,其全境对勘查活动开放。在北极边境区域,勘查许可证通常颁发给那些拥有最佳勘查程序,且致力于履行工作责任以及其自身条件符合或超过所有相关法律规定的经营者,以此来鼓励在偏远地区开展勘查活动。
在加拿大境内几乎所有地区,一旦获得了勘查许可证,便拥有了包括寻找矿产及石油类资源在内的排他性权利,但是并不包括地面使用权。
一些省份规定开展地球物理以及钻井活动需要办理许可证,而在另外一些省份,钻井施工、完井、水力压裂、钻井的改造及废弃都需要办理专门的许可证。
在加拿大东部,勘查和钻探活动(如地球物理、钻探及完井工作)的相关法规在各省由不同部门分别监督执行。
除了要求修筑水泥地表套管以保护地下水不受污染之外,在新开发的盆地、地层或区域,或者在压裂活动的技术/设计发生重大变更时,还要求执行双层阻隔的规定。
由于以上及其他原因,为使健康与环境得到更好的保护,环保法规需要定期地更新和加强以跟上科技的发展。

9 魁北克尤蒂卡页岩实例

在勘探潮峰值的2008年,经营者所申请的探矿权覆盖(并超过)了圣劳伦斯台地中全部的沉积岩地层区;已申请的Utica页岩探矿权(如图5所示)总面积已超过2万平方千米。

图5 Utica页岩热成熟度空间分布

20世纪50~60年代,在圣劳伦斯低北岸发现气苗(位于19世纪探获的极小型储气层附近)。1965~1976年,一个赋存于第四系砂层中的小型气田开展了天然气生产(32亿立方英尺,位于三河地区附近的Pointe-du-Lac)。
尽管业界目前仍需对Utica页岩的勘探潜力以及经济可行性进行进一步的确认,但是无论是在垂直井还是在水平井中确实已经有振奋人心的气流量见诸报道。
针对Utica页岩以及上覆地层单元的地质框架几乎还没有开展过研究工作;最为广泛的研究工作来自Thériault(2012)。Konstantinovskaya等(2012)主要致力于研究圣劳伦斯台地的实际应力体系,以及界定可能触发构造不整合面(包括断层在内)再活化的条件。

10 结论

加拿大天然气资源丰富。非常规天然气的发现,使得加拿大天然气资源底数翻番,随着勘探工作的继续,这一数字有望进一步增加。目前大规模的生产活动仅在不列颠哥伦比亚东北部人烟稀少的地区展开。到目前为止,加拿大东部地区仅有少量页岩气井完工。尽管如此,麦卡利(McCully)气田(新不伦瑞克南部)弗雷德里克?布鲁克(Frederick Brook)段页岩中的一口井目前(自2008年以来)正处于生产阶段。对Frederick Brook页岩的进一步勘探及开发工作计划于未来进行,通过在McCully气田重新开展钻探和压裂作业,以确定其商业开发的可行性。尽管Utica页岩的经济生产潜力需要进一步确认,但是在2006~2010年的勘探工作中曾获得过令人满意的成果。在魁北克省,页岩气勘探和水力压裂活动目前处于停滞状态。

烃类资源的勘探和生产操作涉及多种由地下水水质恶化带来的地表及地下的风险,需要对这些风险进行评估,并采取措施将其降到最低。受技术方法改良、用水竞争及公众关注的驱使,页岩气工业活动仍然在不断朝着绿色环保的方向发展(如含盐地下水以及“绿色”添加剂的使用、地下水监控、返排水和产出水的回收利用、压裂液添加剂的公布),尽管在一些情况下并没有相关法规提出硬性的要求。过去几年中,加拿大联邦政府、一些省份和高校就页岩气相关的环境问题已经发起或开展了许多不同规模和主题的研究工作,这些研究工作应该可以为与页岩气开发有关的地下水资源可持续利用提供公正的科学依据。

资料来源:C Rivard,D Lavoie,et al. An overview of Canadian shale gas production and environmental concerns. International Journal of Coal Geology, 2014,126:64–76.

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