- 專欄
文章專區
2015-09-01解放囚固在孔隙中的天然氣 頁岩氣大革命
549 期
Author 作者
王珮玲／臺大地質科學所碩士及加拿大維多利亞大學地球與海洋科學碩士。專長為地下水監測分析、斷層活動模擬及科普文章撰寫。
除了我們所熟知的化石燃料外，岩石中竟也存在著充沛的能源？隨著開發技術的進步，這將掀起另一個能源變革⋯⋯
頁岩氣身世之謎
頁岩是一種沉積岩，是沉積物層層疊加之後，經過膠結形成堅硬的岩石。相較同屬於沉積岩家族但顆粒較大的砂岩（0.06~2 mm）和礫岩（> 2 mm），頁岩的顆粒通常小於0.06mm。因為極細，摸起來感覺不到顆粒，外觀看起來為青灰色至黑色（圖一）。
圖一：鑽井岩心中的砂岩及頁岩交界。（作者提供）
頁岩的沉積最初發生在平靜的水域、潮間帶或海底盆地，並參雜有海藻、植物或是動物等有機物。這些沉積物歷經長時間的深埋、加溫的過程，會將有機物質轉化為甲烷氣和其他氣體。如果最後岩層的氣體中有90%以上是甲烷氣，又因為無處逃逸而被囚固在頁岩的孔隙之中，就是我們說的頁岩氣。
傳統與非傳統儲層
在頁岩氣層中，天然氣從地層中產生後，被油母質吸收、有機質吸附或被岩層中的孔隙或裂隙困住，因此仍停留在相同的地層之中。這些儲層通常分布較廣且連續，又稱為「連續的資源」（continuous resources），如頁岩氣、頁岩油、緻密天然氣（tight gas）、緻密油（tight oil）皆屬此類。所以頁岩不但產生天然氣，亦儲存天然氣，我們稱之為「非傳統儲層」。因為在過去，這類的天然氣資源難以開採，且不符經濟效益。
有些氣體在產生之後成功逃脫母岩，並遷移到其他孔隙較多的岩層（如砂岩）後被困住，我們稱困住它的岩層為「傳統儲層」。之所以稱為「傳統」，是由於早期的天然氣開採通常是以這類型的儲層為目標。傳統儲層孔隙較大也容易開採，而非傳統儲層中的孔隙大小可能只有傳統儲層的千分之一，因此必須仰賴特殊的完井技術、刺激方法和開採技術來取得。......【更多內容請閱讀科學月刊第549期】