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?!备侗毯昕隙讼嚓P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?!斑@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?!备侗毯暾f。
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,經埋藏后形成富含有機質的黑色頁巖。在這種還原環(huán)境中,不僅形成油氣,還形成金屬礦產?!昂谏搸r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?!备侗毯暾f。
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區(qū),目前每年產量已近百億立方米。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?!备侗毯杲忉尩馈N覈壳按罅块_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)?;_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構產生深遠影響。從零開始到產量第三,未來“頁巖氣革命”也將改寫我國的能源版圖。 (崔 爽)
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