“现在所有的气藏都是用水力压裂，但是我在这里提出一个呼吁，千万不要用水力压裂，虽然那样可以节约成本，但会带来无穷的后患。”中国石油大学教授、中国工程院院士沈忠厚在近日举行的2012国际石油产业高峰论坛上大声疾呼。

    随着页岩气在全球的兴起，其开发过程中所采用的水力压裂法也得到迅速推广，但其带来的地下水污染等潜在环境威胁也不容小觑。此前，水力压裂已在多个国家引起争议，法国政府甚至对其颁布了禁令。

    对于这样一项“后患无穷”的技术，目前尚无成熟技术可以取代。但据记者了解，世界各国已开始研究相关替代技术，其中不乏我国科研单位。

    据悉，中国石油大学（北京）和中国石油大学（华东）经过四五年的研究和实验，初步探索出一条用超临界二氧化碳来开发非常规油气的方案。虽然该研究目前还处于实验室阶段，但对于水力压裂的替代技术，项目负责人沈忠厚告诉《中国科学报》记者：“未来都得走这条路。”

    水力压裂争议多

    所谓水力压裂法是指将掺有沙石和化学物质的高压水注入平行井来冲破页岩层，释放出页岩气。每次液压破碎需要数百万吨水，而压裂液中添加的大量化学药剂虽然注入的是深部地层，不会对地下水造成直接污染，但长远来看，仍会有潜在危害。

     实际上，水力压裂并不是一项新技术，上世纪40年代就已提出，当时主要应用于老井改造、提高采收率。据中国石油勘探开发研究院廊坊分院副院长丁云宏介绍，我国在上世纪50年代就打出了第一口水力压裂井，目前全国每年还有3万口新增井。

    对于为低渗特低渗油田、非常规油气藏增产，水力压裂技术的效果是有目共睹的。但对于我国这样一个缺水大国来说，其压裂过程中耗费的大量水资源也相当惊人。

    2011年我国第一口页岩气井在四川威远恢复开采时，英国《卫报》就曾对该地区是否具有充足的水资源提出过质疑，并认为这将是我国页岩气开发的最大挑战。

此外，对于页岩气开发是否会引发地震等问题，美国地质调查局也正在调查之中，未有定论。

        因此，雪佛龙、埃克森美孚等国际石油公司都对水力压裂开采页岩气表示了相当的谨慎。在欧洲，严格的环评甚至限制了科学家进行相关研究，使得中国科学家丰富的实验数据招来诸多羡慕的目光。

    “如何取得、处理、保护和有效利用水源对每个想涉足页岩油气资源开发的公司都是巨大挑战。”美国石油服务公司贝克休斯北亚区销售总经理胡泊告诉《中国科学报》记者，页岩开发的成熟技术来源于北美，水力压裂工艺是基于北美水源相对充沛、以水为介质成本最低而采用的。在新工艺技术出现之前，水力压裂是目前唯一经济可行的储层改造工艺。

    对此，贝克休斯将从两方面来应对：第一，通过技术手段提高水的重复使用率，贝克休斯有专门团队从事这方面的研究和推广实施；第二，研发利用其他介质（如二氧化碳气体）的改造工艺和技术，这方面已取得一定进展，但距大规模商业应用尚有距离。

    实际上，我国在利用二氧化碳开采非常规油气方面也已经行动起来。

    二氧化碳是救星？

    据悉，除了水力压裂，还有氮气泡沫压裂、高能气体压裂、二氧化碳泡沫压裂、液态二氧化碳压裂等技术，但要么成本较高，要么具有较强的局限性，都没有得到大规模推广。

    对于我国开发的超临界二氧化碳压裂技术，沈忠厚强调：“这是一条可走的路径，而且近期可以走通。”

    据悉，超临界二氧化碳流体既不同于气体，也不同于液体，具有接近于气体的低黏度和高扩散性、接近于液体的高密度以及表面张力为零等特性，使得超临界二氧化碳压裂具有很多优点。

    沈忠厚指出，我国重新发现整装大油田的机会已不太多，深海、低渗透和非常规油气将是今后的主战场。如果将水力压裂改成二氧化碳压裂，在开采这些资源时，效果会明显改善。第一，钻数高，成本低；第二，不受污染；第三，采收率高；第四，可钻各种复杂的结构井。

    课题组成员、中国石油大学王海柱博士告诉记者，低渗透和非常规油气藏的共同特点就是渗透率极低，储层极易受污染，污染后很难恢复。而二氧化碳不仅对储层无任何污染，还能提高采收率，非常适合页岩气藏、煤层气藏、致密砂岩气藏的压裂改造。

    “这是我们求之不得的。”沈忠厚说。

    尤其是对我国来说，超临界二氧化碳压裂能够降低油气增产对水资源的需求，同时还能将二氧化碳注入储层，实现温室气体减排。

    不过王海柱指出，该方法目前尚存一些缺点需要进一步研究。首先，超临界二氧化碳易流动，在压裂过程中滤失快，需要较大排量才能压开储层。其次，黏度低，携带支撑剂困难。此外，从目前的情况来看，二氧化碳运输成本较高，前期实验主要集中在距离二氧化碳源较近的油田。

    据悉，这项技术目前还停留在室内试验阶段，预期在5~8年内实现现场试验。

    这意味着，在2020年之前，很难出现一种成熟技术替代水力压裂。面对发展迅猛的非常规油气开发，水力压裂的争议或许还将长期存在。

    “水力压裂技术由于其低成本的特点仍是未来一段时间内油气增产的首选。其他压裂技术将会作为补充，在页岩气藏、煤层气藏等特殊油气藏增产中发挥作用。”王海柱说。