隨著新油氣井的投運,水力壓裂用水量不斷增加。研究人員正開發新技術,設法降低水力壓裂對水質的要求,避免過多占用淡水資源。目前斯倫貝謝已開發出用再生水替代淡水的解決方案。有專家估計,幾年后,水力壓裂技術可能不再使用淡水。
石油勘探和出口公司Seneca的資源環境工程副總裁Doug Kepler說,有時許多油氣井仍需使用數百萬加侖水,特別是在美國Marcellus。不過,隨著時間的推移,淡水占用水總量的比例將會越來越低。
▲美國地質調查發現,水力壓裂所需水量最多
Seneca公司主要開發Marcellus和Utica兩地的頁巖。Kepler告訴Rigzone,這些年來,公司力爭在全部的開采活動中都循環利用水資源。然而,受地質和地理環境影響,并不是總能實現這一目標。
Kepler說,更重要的是,幾年以后,水力壓裂不再使用淡水資源。
每口井用水數百萬加侖?
▲2011-2014年水力壓裂用水量(立方米/井)
2000-2014年,有人估計,一口油氣井水力壓裂的年均用水量從17.7萬加侖增至400(油井)至510(氣井)多萬加侖。在頁巖業比較興旺的那幾年,開采了更多需要使用大量水資源的油氣井。
事實上,研究人員在美國地質調查局(USGS)1月的研究報告中發現,這期間,利用水力壓裂技術開采了263859多口井。
6月末,美國地質調查局公布了調查結果,水力壓裂在不同地區的需水量大不相同。其中頁巖氣和水平鉆探需水量最多。地理位置方面,德克薩斯州盆地用水量最多,包括Eagle Ford、Haynesville-Bossier和 Barnet。
該研究的主要作者Tanya告訴Rigzone,蓄水池壓力、深度、溫度和飽和度等特點都會影響水力壓裂的用水量。在美國,每口井用水量從2600加侖到970萬加侖不等。
石油和天然氣公司正在設法減少水力壓裂的淡水使用量,在這一方面,斯倫貝謝、阿帕奇和哈里伯頓公司已經取得了長足進步,這也正是環保主義者極為關注的問題。
德克薩斯Environment Texas宣傳組織負責人Luke Metzger告訴Rigzone,“我們支持水力壓裂使用淡水的禁令,如果要利用水力壓裂技術,運營商必須使用海水、循環水或其他替代物?!?/span>
斯倫貝謝節水新突破?
▲斯倫貝謝正在開發技術,使水力壓裂不再使用淡水資源
斯倫貝謝提供水力壓裂業務服務已有50多年歷史,公司將該項技術應用于頁巖開采的同時增加了用水量,目前公司已開發出用再生水替代淡水的解決方案。
斯倫貝謝油田技術服務化學與材料投資組合經理Moin Muhammad告訴Rigzone ,“由于淡水是現成的,與其他水資源相比成本更低并且對于水力壓裂來說效果更好,所以我們大部分情況都是使用淡水進行壓裂?!?/span>
在頁巖業興起之前,跨國公司已著手這方面的投資研發。2003年,斯倫貝謝進行第一代HiWAY 流動通道壓裂技術的商業開發,2010年該技術應用于垂直壓裂井,2011年被用于水平壓裂井。2012年,該技術在頁巖開發中得到進一步升級。
Muhammad解釋說,“自從2010年引入流動通道壓裂技術,該技術在實際操作中應用了4萬多次,同時公司搜集了大量數據,編制了很多案例研究。記錄顯示,HiWAY效果非常明顯,大約減少了25%左右的耗水量,這項技術的應用使斯倫貝謝從行業中脫穎而出?!?br />
Muhammad說,水力壓裂對大量淡水的消耗使油氣勘探開發公司面臨一個巨大的挑戰,這些公司都在試圖最大限度地利用資源,想方設法尋求采用更低成本、更高效率的液體。
在美國,海水和循環水可以作為淡水的替代品,這類再生水資源又相當豐富。2014年末,斯倫貝謝經過5年的研發推出使水力壓裂完全使用再生水的解決方案,采油效果等同甚至高于淡水。
Muhammad說,“有了xWATER活水壓裂液體輸送綜合技術,水力壓裂液的成分不再僅限于淡水,這給我們配制壓裂液帶來了極大的靈活性?!?。
這項服務在像淡水短缺而海水充沛的中東地區這樣的頁巖業新興市場具有巨大的潛力。
運營成本更低 兼顧環境與效益?
休斯敦Rockwater Energy Solutions公司水管理副總裁David Stuart說,“該技術發展方向獲得廣泛認可的原因之一純粹是基于經濟上的考慮。目前,淡水成本和再生水處置成本都很低,當運營商面對是利用淡水還是再生水這一抉擇時,哪個成本更低、效益更好就發揮了作用?!?/span>
Muhammad說,從經濟效益上講,綜合考慮油氣井的恢復速度和水循環總成本因素,例如水資源的運輸和后續處理,淡水資源的成本更高,運營商自然而然會選擇利用再生水。目前,斯倫貝謝該項技術服務仍處于起步階段,Muhammad預計在未來兩年內,該技術的應用將迅速增加。
他表示,斯倫貝謝發展再生水技術削減淡水使用量的理由有很多,“使用再生水兼具環境和經濟效益,不僅降低成本更有利于我們對環境的整治管理,這兩方面都與我們公司息息相關?!?/span>
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