水力压裂法是“水力压裂”的缩写，指的是通过向岩石和岩层的裂缝中注入专用液体，迫使其进一步张开，从而产生裂缝的过程。裂缝越大，油气就越容易从地层中流出，进入井筒。这样更容易开采油气。
水力压裂技术使许多油气井因其可达到的开采水平而达到了经济可行性。它也使钻井公司能够开采以前难以开采的油气资源。
概要
- 水力压裂是水力压裂的俚语，它是一种通过向裂缝中注入特殊液体迫使岩石和岩层进一步张开从而产生裂缝的过程。
- 水力压裂法可以提高从地下井中开采水、石油或天然气的速度。
- 水力压裂法还帮助美国部分地区振兴了当地经济。
- 大多数反对水力压裂的声音都集中在其对环境的潜在负面影响上。
了解水力压裂
水力压裂是一种油气井开采技术，利用加压液体人工压裂岩石。该过程包括钻入地下，将水、沙子和增稠剂的高压混合物（也称为“压裂液”）注入井筒，在岩层中产生裂缝。一旦井中的水压消失，残留的压裂液就会使裂缝保持张开状态，从而轻松开采其中的石油和天然气。地层中也可能存在天然裂缝，天然裂缝和人造裂缝都可以通过水力压裂加宽。因此，可以从特定面积的土地上开采出更多的石油和天然气。
利用浅层硬岩压裂井开采石油的历史可以追溯到19世纪60年代。当时，人们使用硝化甘油或炸药来增加含油地层的石油和天然气产量。20世纪40年代末，石油工程师开始使用水力压裂技术来提高油井产量。1947年，斯坦林德石油天然气公司的弗洛伊德·法里斯（Floyd Farris）进行了一项实验，开创了水力压裂的先河。该技术于1950年首次成功实施。此后，水力压裂技术在世界各地的油气井中广泛应用。
尽管水力压裂技术已经存在了一段时间，但它在 21 世纪初变得更加广泛，并且在政治上引起了争议。
水力压裂平面示意图矢量图，其中显示了富含水力压裂气体的地面层。
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水力压裂的优势
水力压裂法提高了地下井水、石油或天然气的开采速度。它还使得从传统开采技术失效的低渗透性地区开采非常规油气资源成为可能。水力压裂作为一种油气开采方法，也比传统钻井或水平钻井更具经济可行性。在美国，随着水力压裂法的引入，国内石油产量大幅增长。该技术降低了天然气价格，并在约100年的时间里为美国和加拿大提供了天然气安全保障。
水力压裂技术也帮助美国部分地区振兴了当地经济。特别是，许多历史上依赖钢铁和汽车制造等行业创造就业岗位的地区，如今都转向了水力压裂技术。2008年后水力压裂技术的成功帮助俄亥俄州、宾夕法尼亚州和其他拥有石油资源的工业州的经济从金融危机中复苏。
水力压裂的缺点
大多数反对水力压裂的声音都围绕着其对环境的潜在负面影响。水力压裂通常会产生甲烷排放，从而降低空气质量。此外，甲烷气体还会显著加剧全球变暖。
水力压裂每年还会消耗数十亿加仑原本可供人类使用的淡水。此外，水力压裂过程中产生的废水可能会泄漏到周围的水源中，污染饮用水。最后，水力压裂还可能引发地震。然而，对于地震是直接由水力压裂引起，还是由水力压裂过程中产生的废水处理引起的，存在争议。
水力压裂也是一种成本相对较高的石油开采方式，因此每当油价过低时，其经济可行性就会受到威胁。例如，2020年初油价的大幅下跌引发了人们对水力压裂行业可能遭受永久性损害的担忧。一般而言，油价对供需变化反应强烈。这意味着我们可以预期未来会出现更多价格的突然波动。实际上，水力压裂专用设备也很难找到新的用途。
水力压裂如何对环境产生负面影响？
水力压裂需要将大量的水和化学物质压入地下，这些物质可能会渗漏并污染当地的土壤和水资源。此外，由于高压，水力压裂还会加剧地震活动。它还会释放大量的甲烷和其他空气污染物，这些污染物可能引发健康问题并加剧气候变化。
水力压裂如何影响石油和天然气价格？
水力压裂技术使得以经济高效的方式开采难以开采的油气矿藏成为可能，从而增加了化石燃料的供应。一般而言，供应增加会导致价格下降；然而，还有其他一些因素也会影响油气价格。
水力压裂如何减少美国对外国石油和天然气的依赖？
水力压裂技术显著提高了美国国内石油和天然气产量，大大减少了对进口石油和天然气的依赖。如今，美国实际上已成为化石燃料净出口国，这在一定程度上要归功于水力压裂技术。