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奇怪的自来水燃烧现象是如何引起的 [复制链接]

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11月21日,辽宁省盘锦市大洼区赵圈河镇四营村村民反映,家里的自来水能点燃。22日,这条微博冲上热搜榜。

“洗手的时候总感觉洗不干净,村里多家都是这样”。

对此,四营村一名村干部22日回应称,当地政府有关部门已指派多名专家到现场进行检测工作,检测报告尚未出结果。

类似情况已发生3、4年。

神评出没

“水火不相容”是大家认知里的常识,这一消息一出,网络炸锅。各方神评论出没。

“曾经忽悠人的水变油梦想成真了?”

“长这么大只知道有天燃气,这是发现“天燃水”了?”

“这福利真好,煤气灶省了。”

“这个村子地下是不是有天然气田?”

“这是可燃冰化成水了??”

“喜庆了,自带烟火秀表演。”

.....

爱好科普的梵观点查阅了一些资料,引述其他地方曾出现的类似现象做一个分析。(一切以官方通报为准。一切以官方通报为准。一切以官方通报为准。重要的先说三遍。)

常规条件下水如果不被电解液态的水是不可能燃烧的这一点可以肯定。那么既然能被打火机点燃,一定是管道里或者水中释放出的气体被点燃了。那么是什么气体进入到了管道里呢?

其实这种现象并不只是孤立事件,在大洋彼岸的一个国家也曾发生过。

年,美国男子雅各布·豪尼发现自家水龙头中流出的水可以燃烧。(梵君好奇他是怎么发现的)他第一次这么做的时候,出现了一个巨大的火球,有整个水槽那么大。雅各布在洗澡时发现了家中的自来水“变得古怪”,可他不想把浴室烧掉。而他数年来一直在用这水刷牙和洗澡。

雅各布·豪尼在互联网上发布了一段视频,显示他如何用一个打火机点燃了浴室水龙头的自来水。这段视频的点击量已经达到了24万。

后来经过调查发现,之所以水龙头能被点燃,是由一种叫“水力压裂”的现象导致的。

页岩气与水力压裂

页岩气(主要成分是甲烷)是天然气的一种但是两者概念不在一个级别上。页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。从某种意义来说,页岩气的形成是天然气在源岩中大规模滞留的结果。

常规天然气开采时一般采用自喷方式采气、排水式采气,开采技术较简单。而页岩气的开采难度相对来说较大,因为页岩气储集层渗透率低,主要用水力压裂技术来开采。

水力压裂简单版解释:简单的理解就是用比石油更大密度的物质把石油从地层里挤出来。

以下是复杂版原理。(可看可不看)

早先主要是用于石油开采中的增产方法,操作就是利用地面高压泵,通过井筒向油层挤注具有较高粘度的压裂液。当注入压裂液的速度超过油层的吸收能力时,则在井底油层上形成很高的压力,当这种压力超过井底附近油层岩石的破裂压力时,油层将被压开并产生裂缝。这时,继续不停地向油层挤注压裂液,裂缝就会继续向油层内部扩张。

为了保持压开的裂缝处于张开状态,接着向油层挤入带有支撑剂(通常石英砂)的携砂液,携砂液进入裂缝之后,一方面可以使裂缝继续向前延伸,另一方面可以支撑已经压开的裂缝,使其不致于闭合。再接着注入顶替液,将井筒的携砂液全部顶替进入裂缝,用石英砂将裂缝支撑起来。最后,注入的高粘度压裂液会自动降解排出井筒之外,在油层中留下一条或多条长、宽、高不等的裂缝,使油层与井筒之间建立起一条新的流体通道。压裂之后,油气井的产量一般会大幅度增长。

水力压裂技术

疯狂的开采

尽管水力压裂法在19世纪就已发明,但直到近十几年才开始大规模使用,如今,美国近些年的新油井有95%是用水力压裂法进行钻探的。

年以来,美国掀起“页岩气革命”正在深刻地改变着世界能源格局,美国也早已经超过俄罗斯成为全球最大的天然气生产国。而水力压裂法是美国主要开采页岩气的手段,这项技术在美国被大范围推广,但是这种技术会对环境产生重大不利影响。

页岩气革命漫画

水力压裂法所用的水加入了大量的化学物质,使得这些水拥有极高的污染度,就连一座大型污水处理厂都无法处理这些水,只能在多次使用后将其封存在底下深处,然而这并不是一种安全的处理方式,事实上,在美国,人们已经因为疏忽而导致这些废水泄露并渗透至地下水之中了。

水力压裂技术

水污染问题

水污染是水力压裂技术带来的主要负面后果之一,压裂井水的排放及处理是页岩气生产环境影响的重点。每口井压裂之后,在其生命周期中会出现一定比例的压裂液回流现象。这种水已经受到严重污染,如果不能得到正确控制和有效处理,在向地表回流时,会造成地下水污染风险。

而北达科他州是美国的产油大州,多处油田采用水力压裂措施增产,雅各布·豪尼本人就在当地的一个油井工作。经过了“页岩气革命”的北达科他州已经成为了美国第二大产油州,每天可以生产91.1万桶油当量的页岩气。然而,恰恰是这种技术导致了自来水燃烧现象。

美国每年都会报告多起自来水可燃事件。美国科学院此前发布的一份报告指出,自来水中含有的甲烷是其可以燃烧原因,这些甲烷来自页岩气开采。

甲烷(最简单的有机物)

甲烷是一种有机化合物,分子式是CH,分子量为16.。甲烷是最简单的有机物,也是含碳量最小(含氢量最大)的烃。甲烷在自然界的分布很广,是天然气,沼气,坑气等的主要成分,俗称瓦斯。它可用来作为燃料及制造氢气、炭黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。

正常情况下甲烷在水中的溶解度(常温常压)是0.03,但是由于自来水管采用加压输送,所以导致甲烷在水中的溶解度增加,当开启水龙头时压力减少,甲烷气体就从水中释放出来,所以就出现了可点燃的情况。原来雅各布·豪尼家的自来水中混合的正是他自己亲手开采出来的气体。

但是这里梵君有个疑问,为什么只有雅各布·豪尼家出现了这种情况??

替代方案

水力压裂技术的弊端很多,随着页岩气在全球的兴起,其开发过程中所采用的水力压裂法也得到迅速推广,但其带来的地下水污染等潜在环境威胁也不容小觑。水力压裂已在多个国家引起争议,法国政府甚至对其颁布了禁令。

在年,EPA就对水力压裂法的环境影响做出过评估。当时的结果认为这种技术很安全。美国年甚至规定水力压裂法不受美国《安全饮用水法案》限制。然而,在环保组织和一些立法者的眼中,EPA的评估结果值得商榷,是为了维护页岩气开发正常进行而采取的姑息之策。

有关水力压裂法的观点,美国《能源论坛》曾撰文表示,该问题是由一系列单独的水污染事件引发,这是由于操作者操作不当所造成,而不是水力压裂法自身存在缺陷。

对于这样一项“后患无穷”的技术,尚无成熟技术可以取代。世界各国已开始研究相关替代技术,其中不乏中国的科研单位。

中国的页岩气地区

对中国来说,超临界二氧化碳压裂能够降低油气增产对水资源的需求,同时还能将二氧化碳注入储层,实现温室气体减排。

该方法尚存一些缺点需要进一步研究。首先,超临界二氧化碳易流动,在压裂过程中滤失快,需要较大排量才能压开储层。其次,黏度低,携带支撑剂困难。此外,二氧化碳运输成本较高,前期实验主要集中在距离二氧化碳源较近的油田。

这项技术还停留在室内试验阶段,预期在5~8年内实现现场试验。这意味着,在年之前,很难出现一种成熟技术替代水力压裂。面对发展迅猛的非常规油气开发,水力压裂的争议或许还将长期存在。

梵观点:关于发生在盘锦市的自来水燃烧事件这里不发表任何观点,笔者只是引述了类似现象,一切以官方通报为准。

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