水力压裂
一种利用产生人工裂缝来达到油井增产或注水井增注(特别是低渗储层)的储层改造技术。 / 維基百科,自由的 encyclopedia
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水力壓裂(英語:fracking,另有三種英文表達方式 - hydraulic fracturing、hydrofracturing,或是hydrofracking),是種利用加壓液體把基岩地層壓裂的油氣井激勵(英语:well stimulation)技術。過程使用高壓把“壓裂液”(主要是水,加上沙子,或其他混在增稠劑中的支撐劑(英语:fracking proppants))注入鑽孔內,讓岩層產生裂縫,以利其中的天然氣、石油和鹵水易於通過。當液壓解除後,已經注入的小顆粒支撐劑(沙子或氧化鋁等)仍能讓裂縫維持通行的狀態。[1]
水力壓裂 | |
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在北達科他州巴肯地層(英语:Bakken Formation)地區的水力壓裂作業。 | |
類型 | 機械式 |
工業部門 | 採礦業 |
技術 | 液體壓力 |
產品 | 天然氣,石油 |
發明者 | Floyd Farris, Joseph B. Clark (服務於Stanolind Oil and Gas Corporation,為目前阿莫科公司(英语:Amoco)前身) |
發明年份 | 1947年 |
這種技術在1947年開始實驗,[2]並於1950年完成首次商業運作。截至2012年,全球油氣井中已操作過250萬次“壓裂作業”,而在美國境內執行的次數就超過100萬次。[3][4] [5]這是種讓頁岩氣、緻密氣、緻密油和煤層氣井中產生足夠流量的必要手段。[6]一些水力壓裂縫隙可在某些礦脈或岩脈中自然形成。 [7]截至2019年,美國因同時採傳統鑽井和利用水力壓裂獲得油氣,而成為主要的石油出口國,[8]但甲烷(一種強大的溫室氣體)因壓裂作業而發生的洩漏也在急劇增加。[9][10]為期長達十年的水力壓裂熱潮,導致美國石油和天然氣產量增加,產品價格下降,家庭收入中花費在能源的部分接近歷史最低點。[11][12]
水力壓裂法有很大的爭議性。[13]支持者提倡使用這種做法,更廣泛獲取碳氫化合物(烴)能產生的經濟效益,[14][15]以及用天然氣替代煤炭,因為燃燒天然氣會排放較少的二氧化碳 ,(CO2),[16][17]以及國家能取得能源獨立。[18]但反對者(英语:anti-fracking movement)認為水力裂解對環境的影響(英语:environmental impact of fracking)(包括地下水和地表水污染、[19]噪音和空氣污染、引發地震,還有對公共衛生以及環境造成危害,[20][21])遠超過其能提供的好處。研究發現居住在水力壓裂現場附近的人群會受到不利的健康影響,[22][23]包括已確認的化學、身體和心理社會危害,例如不良妊娠和分娩結果、偏頭痛、慢性鼻竇炎、嚴重疲勞、哮喘發作和心理壓力。[24]業者需要遵守法規和安全程序,以避免產生進一步的負面影響。[25]
與水力壓裂相關的甲烷洩漏,其規模存有相當大的不確定性,甚至有證據顯示洩漏會抵消使用天然氣(相對於使用其他化石燃料)在產生較少溫室氣體排放的好處。例如,非營利組織環境保護基金(英语:Environmental Defense Fund)(EDF)發佈的報告把這個問題強調,重點針對在賓夕法尼亞州的業者,歷經廣泛的測試和分析所得的洩漏率約為10%(超過業者報告數字的5倍)。[26]這種洩漏率被認為是美國水力壓裂行業的常態。EDF最近宣布要透過衛星偵測計畫,以進一步確定甲烷排放點和排放量。 [27]
沿著休眠中或以前未知的斷層進行水力壓裂後,所增加的地震活動有時是由深層水力壓裂液體返排(水力壓裂鑽孔的副產品)[28][29]和產生的地層鹵水(壓裂和非壓裂的油氣鑽孔副產品)所造成。[28]由於前述原因,水力壓裂受到國際嚴格檢視,在一些國家受到限制,而在其他國家則完全受到禁止。[30][31] [32]歐盟正在起草法規,允許水力壓裂在受控的情況下得以實施。[33]