頁巖氣竟與恐龍時代火山灰有關

原標題：頁巖氣竟與恐龍時代火山灰有關

近日，美國科學家發(fā)表論文稱“白堊紀的火山灰可能使海水富營養(yǎng)化，導致藻類大量繁殖，碳氫化合物聚集形成了今天北美洲的部分頁巖油氣儲藏”。

美國萊斯大學研究人員表示，他們發(fā)現(xiàn)美國得克薩斯州到蒙大拿州的頁巖油氣田與距今約1.45億至6500萬年前的白堊紀火山灰有關，該結(jié)論可能也適用于其他時期和地區(qū)形成的頁巖油氣。

什么是頁巖氣？它的形成竟然與恐龍時代火山灰有關？近日，科技日報實習記者采訪了中國科學院遙感與數(shù)字地球研究所付碧宏研究員，請他幫忙解開疑團。

來自生物大滅絕后的藻類繁衍

在相關論文中，研究人員指出，這些北美洲的部分油氣田形成于約1億至9000萬年前，即恐龍時代晚期，當時地球火山活動非常活躍，使得大氣二氧化碳含量很高、氣候溫暖。如今的北美洲西部大部分地區(qū)在當時是淺海，火山灰在海底沉積，形成巖石。

“這個研究解釋了頁巖氣形成和白堊紀生物滅絕之間的關系，后者是地球歷史上第五次生物大滅絕。”付碧宏肯定了相關研究的科學價值。據(jù)他解釋，頁巖氣的形成和歷史上幾次生物大滅絕直接相關：已經(jīng)證實的就包括4.49億年前的奧陶紀末期、3.77億年前的泥盆紀晚期、2.51億年前的二疊紀末期、1.95億年前的三疊紀末期以及本次證實的白堊紀時期。“這是有據(jù)可查的與頁巖氣形成相關的最近一次生物大滅絕。”付碧宏說。

據(jù)付碧宏介紹，這五個時期黑色頁巖的形成都是差不多的情形：火山巖漿活動和海底巖漿噴發(fā)導致海水溫度升高、海洋酸化，大量海洋生物滅絕，噴發(fā)產(chǎn)生的大量二氧化碳造成生物窒息滅絕。生物滅絕事件發(fā)生一段時期以后，藻類生物在海洋或湖泊中大量繁衍，其生物量巨大，經(jīng)埋藏后形成富含有機質(zhì)的黑色頁巖。在這種還原環(huán)境中，不僅形成油氣，還形成金屬礦產(chǎn)。“黑色頁巖可以一層一層薄薄地揭下來，像一頁頁的書。頁巖氣一般就指生成和聚集在這種黑色頁巖中的天然氣。”付碧宏說。

頁巖氣的主要成分是甲烷，和常規(guī)天然氣相同。但常規(guī)天然氣形成后會運移到其他儲層中，而頁巖氣不同，它被吸附在油頁巖中，以氣或油的形式存在，給開采帶來很大難度。

“頁巖氣革命”將改寫能源版圖

我國是世界上頁巖氣可采儲量最豐富的國家之一，也是僅次于美國、加拿大的第三大頁巖氣產(chǎn)區(qū)，目前每年產(chǎn)量已近百億立方米。作為世界第一大能源消耗國，頁巖氣的開采對于改善我國能源短缺狀況、增加清潔能源使用有著革命性的意義。

美國頁巖氣開采已有百年歷史，但由于技術要求高，近十幾年才有突破性進展，開采成本大大降低。我國的頁巖氣開采則是近十年的事情。2009年起，我國正式將頁巖氣開發(fā)納入能源供應版圖，起步晚但發(fā)展速度很快。

“頁巖氣吸附在頁巖內(nèi)部，開采時必須把頁巖打碎，注入高壓流體（水）破壞頁巖層，才能將吸附的頁巖氣釋放出來。”付碧宏解釋道。我國目前大量開采的頁巖氣都是奧陶紀末期以來形成的，以下志留統(tǒng)龍馬溪組為主的黑色頁巖，其分布面積廣、厚度大,頁巖氣儲量豐富，工業(yè)開采價值大。

“伴隨能源市場需求的增加和‘煤改氣’等環(huán)保措施的加強，我國對天然氣等清潔能源的需求越來越大。通過學習引進和消化，頁巖氣開采技術不斷成熟。西南和湖北、湖南地區(qū)的黑色頁巖分布廣、厚度大，‘兩桶油’等國企的雄厚資金和先進技術投入。這些都是我國頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有利因素。”付碧宏說。

世界頁巖氣資源量為457萬億立方米，同常規(guī)天然氣資源量相當，其中頁巖氣技術可采資源量為187萬億立方米。我國頁巖氣資源豐富，技術可采資源量為36萬億立方米，規(guī)模化開發(fā)的潛力很大。根據(jù)我國頁巖氣發(fā)展規(guī)劃，在政策支持到位和市場開拓順利的情況下，力爭2020年實現(xiàn)頁巖氣產(chǎn)量300億立方米，2030年實現(xiàn)800至1000億立方米。

頁巖氣的成功開發(fā)曾對美國天然氣市場和全球能源供需結(jié)構(gòu)產(chǎn)生深遠影響。從零開始到產(chǎn)量第三，未來“頁巖氣革命”也將改寫我國的能源版圖。