淺析爆破技術(shù)在新興能源開發(fā)中的運用

1、淺析爆破技術(shù)在新興能源開發(fā)中的運用文昭治 (重慶順安爆破器材有限公司，重慶400000) 摘要 依靠小規(guī)模、破壞性較小的爆破技術(shù)破碎頁巖，使里面的頁巖氣釋放出來。文章探討了開采頁巖氣的方法，確定了爆破技術(shù)在開采頁巖氣中的重要作用及應(yīng)用。 關(guān)鍵詞 爆破技術(shù) 頁巖氣開采 爆破產(chǎn)業(yè)自從有了爆破器材就有了爆破技術(shù)，近代以來，爆破器材不但用于軍事，同時更廣泛的在于民用，爆破器材與爆破技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步和創(chuàng)新，有力地促進(jìn)了人類文明的進(jìn)步。特別是人類在煤炭、石油、天然氣等能源開發(fā)利用上，使用爆破作業(yè)、爆破技術(shù)最多，近年來，由于世界能源消費量的激增，頁巖氣作為一種新興清潔能源越來越受到各國重視，我國頁巖氣的可開

2、采儲量達(dá)26萬億立方米，資源相對豐富，開發(fā)頁巖氣已擺在國家能源戰(zhàn)略中的重要位置，而新興能源頁巖氣的開發(fā)對爆破技術(shù)提出了更高的要求。 汪旭光院士就頁巖氣開發(fā)問題展開論述。他指出，地球上的頁巖氣儲量極為豐富，頁巖氣開發(fā)已成為世界能源發(fā)展的新趨勢，被華爾街日報稱之為新的“能源革命”。 我國是世界上頁巖氣儲量最多的國家，頁巖氣開發(fā)正逐漸上升為國家戰(zhàn)略，但因其開采的高難度、高技術(shù)含量，目前我國尚未掌握成熟的開采技術(shù)，在其實踐、探索過程中，化工、爆破專業(yè)具有相當(dāng)廣闊的發(fā)展空間。汪旭光院士希望我國相關(guān)院校、研究單位、民爆企業(yè)在既有科研、人才優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，大力發(fā)展相關(guān)科學(xué)研究，勇于引領(lǐng)專業(yè)發(fā)展，為我國頁巖氣開

3、發(fā)事業(yè)作出重要貢獻(xiàn)。 頁巖本身是由土壤沉積物在壓力和高溫下變質(zhì)而來。其開采過程使用了水平鉆入地下深處巖層的技術(shù)，依靠小規(guī)模爆破使頁巖碎裂，水、沙和化學(xué)物質(zhì)混合而成的泥漿此時噴出，頁巖氣也隨之釋放?！绊搸r氣”跟天然氣一樣，主要成分為甲烷，是從頁巖層中開采出來的天然氣，是一種重要的非常規(guī)天然氣資源。美國的頁巖氣開發(fā)已具備規(guī)模化，主要取決于開發(fā)技術(shù)的成熟與突破。美國經(jīng)過20多年的努力，在水平鉆井技術(shù)基礎(chǔ)上，成功研發(fā)出水平井多段壓裂、水力壓裂、同步壓裂以及深層地下爆破等多項頁巖氣開發(fā)技術(shù)，成為世界上頁巖氣開發(fā)比較成熟的國家。亞太地區(qū)作為未來世界經(jīng)濟(jì)增長的引擎，在美國正悄然發(fā)生一場“頁巖氣革命”，改變了

4、世界能源的格局。美國一直是世界最大的能源消費國，過去它嚴(yán)重依賴從中東進(jìn)口石油，隨著頁巖氣開發(fā)技術(shù)的日臻成熟和成本降低，美國正在不斷降低石油的進(jìn)口，而且有望在不遠(yuǎn)的將來，實現(xiàn)能源的自給自足。正是由于這種能源的轉(zhuǎn)型，才為美國的全球戰(zhàn)略轉(zhuǎn)向亞太地區(qū)，提供可能性。 傳統(tǒng)意義上的天然氣主要來源是打石油井時產(chǎn)生的甲烷。隨著打油井越來越難，能產(chǎn)出天然氣的井就越來越少，于是人們開始注意到一種非傳統(tǒng)的頁巖氣。頁巖是一種沉積巖，成分復(fù)雜，但都具有薄頁狀或薄片層狀的結(jié)構(gòu)，其中困住了大量的頁巖氣，由于過去無法開采頁巖氣，多少年來讓它沉睡在地下。近年來，人們發(fā)明了可以拐彎的鉆頭，在接近頁巖層時，鉆頭變成了沿水平方向往前

5、推進(jìn)。更重要的是利用現(xiàn)代爆破技術(shù)，可以使得埋在頁巖層里的氣，源源不斷地冒出地面。頁巖氣的開采具有相當(dāng)難度，分層射孔多級點火技術(shù)主要應(yīng)用于頁巖氣的開采。從2011年開始，我國一些企業(yè)、科研單位著力進(jìn)行分層射孔多級點火技術(shù)的開發(fā)，進(jìn)行了大量的研究試驗后獲得成功。 2012年4月14日，酉陽縣首個頁巖氣勘測井在板溪輕工業(yè)園內(nèi)實施爆破作業(yè)，這標(biāo)志著酉陽縣頁巖氣勘探開發(fā)工作進(jìn)入實戰(zhàn)階段,并為重慶乃至全國頁巖氣調(diào)查提供基礎(chǔ)地質(zhì)鉆探信息。 “能源革命”呼喚爆破創(chuàng)新。隨著大量的煤炭、石油、天然氣等能源開采到一定程度后，新興的能源產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了，而新興的能源頁巖氣的開采卻是常規(guī)的爆破技術(shù)不能做到的。需要對爆破技術(shù)進(jìn)

6、行進(jìn)一步的探討，應(yīng)用不同爆速、規(guī)模小、破壞性小、成本低廉的適應(yīng)性廣的爆破方法對各種頁巖進(jìn)行爆破開采，同時根據(jù)巖石的不同成分，合理調(diào)整爆破參數(shù)，以達(dá)到爆破要求。因此，研究頁巖氣開采的爆破技術(shù)是現(xiàn)在和未來發(fā)展的方向，國家有關(guān)能源權(quán)威人士指出我國頁巖氣開采才剛剛起步，還需要510年的研究和技術(shù)難關(guān)的攻克才能成熟，因此未來必將形成以頁巖氣開采為主的爆破產(chǎn)業(yè)。在民爆生產(chǎn)流通爆破一條龍產(chǎn)業(yè)化的今天，逐步形成以爆破為龍頭的產(chǎn)業(yè)鏈，而爆破產(chǎn)業(yè)的龍頭將會落腳在頁巖氣的開采。因此，針對頁巖氣的開采必須建立爆破器材爆破技術(shù)爆破機(jī)械一體化的管理、操作模式，在這個模式下，建立以爆破技術(shù)研究為核心的產(chǎn)學(xué)研工程實驗室或研發(fā)中心，從爆破路徑人手，針對不同的頁巖結(jié)構(gòu)或環(huán)境，以安全可靠，成本低廉，破壞性小的不同方式的爆破技術(shù)完成頁巖氣的開采工作。因此，從長遠(yuǎn)來看，企業(yè)應(yīng)該建立起爆