页岩气是种清洁能源,气体是如何进到岩层中的?需从5亿年前说起

2022年10月19日10:30:07 科学 1047

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5亿年以前的地球正处于古生代的第一个纪,也就是寒武纪,而提到寒武纪,我们马上就会想到“寒武纪生命大爆发”。

是啊,地球就是从这个时候开始热闹起来的,在相对较短的时间内,地球物种突然之间繁盛了起来,大量的无脊椎动物出现在了寒武纪的海洋之中。然而生命的反面就是死亡,大量生物的出现意味着将会有大量的残骸陨落在海洋底部,果不其然,随着时间的推移,生物的残骸如同泥沙一般在海底堆积,久而久之,海底就变成了一片有机质的宝库。

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面对海底越来越多的有机质,最高兴的莫过于生活在这里的分解者们了。

这些厌氧菌夜以继日地不断分解,却依然赶不上供应的速度,不过没有关系,这里本就氧气匮乏,而蛋白质的分解又进一步加重了海底的缺氧状况,所以有机质可以很好地保存下来。随着有机质的进一步增多,先前的有机质在压实作用下逐渐固结,最终形成了极薄的页理状构造,也就是页岩。页岩是一种非常有趣的东西,它本身拥有大量的裂缝和孔隙,可以用来存储甲烷等可燃气体,另一方面它自己就含有大量的有机质,所以本身又可以生产甲烷。

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页岩是一种集储气和产气于一体的地质结构。

在页岩之中,有机质会经过复杂的生物化学变化而转变为一种被称为“干酪根”的物质,这是一种极为复杂的高分子化合物,被认为是石油和天然气的前身,这种物质在经历热降解和二次裂解之后就可以生成甲烷气体了。最初产生的甲烷气体会吸附在微纳米孔隙中,当这些孔隙的吸附量达到饱和状态时,气体又会进一步飘散到页岩的微裂缝中,久而久之,一口页岩气井就形成了。

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页岩气是一种极具前景的清洁能源,但它并不是什么新生事物,人类最早开始利用页岩气可以追溯到19世纪。

不过人类利用页岩气的时间虽久,但在以前却没有相应的开采技术,无法获取深埋于地下的气体,只能收集一些通过地质运动而从地表泄露而出的甲烷气体。但现在情况已经截然不同了,目前世界上页岩气总产量最高的国家是美国,年产量已经达到了数千亿立方米,而我国近些年来对于页岩气的开采也越发重视。

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众所周知,中国是非常注重清洁能源的开发和利用的,所以自然不会忽视页岩气这种清洁能源。

目前我国的页岩气开采技术已经十分成熟,已经建成了以涪陵、昭通等地为主的页岩开采区块,页岩气产量正在稳步提升。目前我国开采页岩气主要采用的就是水平井加上水力技术和旋转导向技术,简单来讲就是使用地面高压泵组将大量压裂液泵入井内,在井底产生高压,从而使气体从储层中向外运移,一般来讲,一口页岩气井的寿命通常可以达到20年以上。

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