水力壓裂法是“水力壓裂”的縮寫，指的是通過向岩石和岩層的裂縫中注入專用液體，迫使其進一步張開，從而產生裂縫的過程。裂縫越大，油氣就越容易從地層中流出，進入井筒。這樣更容易開採油氣。
水力壓裂技術使許多油氣井因其可達到的開採水平而達到了經濟可行性。它也使鑽井公司能夠開採以前難以開採的油氣資源。
概要
- 水力壓裂是水力壓裂的俚語，它是一種通過向裂縫中注入特殊液體迫使岩石和岩層進一步張開從而產生裂縫的過程。
- 水力壓裂法可以提高從地下井中開採水、石油或天然氣的速度。
- 水力壓裂法還幫助美國部分地區振興了當地經濟。
- 大多數反對水力壓裂的聲音都集中在其對環境的潛在負面影響上。
瞭解水力壓裂
水力壓裂是一種油氣井開採技術，利用加壓液體人工壓裂岩石。該過程包括鑽入地下，將水、沙子和增稠劑的高壓混合物（也稱爲“壓裂液”）注入井筒，在岩層中產生裂縫。一旦井中的水壓消失，殘留的壓裂液就會使裂縫保持張開狀態，從而輕鬆開採其中的石油和天然氣。地層中也可能存在天然裂縫，天然裂縫和人造裂縫都可以通過水力壓裂加寬。因此，可以從特定面積的土地上開採出更多的石油和天然氣。
利用淺層硬巖壓裂井開採石油的歷史可以追溯到19世紀60年代。當時，人們使用硝化甘油或炸藥來增加含油地層的石油和天然氣產量。20世紀40年代末，石油工程師開始使用水力壓裂技術來提高油井產量。1947年，斯坦林德石油天然氣公司的弗洛伊德·法里斯（Floyd Farris）進行了一項實驗，開創了水力壓裂的先河。該技術於1950年首次成功實施。此後，水力壓裂技術在世界各地的油氣井中廣泛應用。
儘管水力壓裂技術已經存在了一段時間，但它在 21 世紀初變得更加廣泛，並且在政治上引起了爭議。
水力壓裂平面示意圖矢量圖，其中顯示了富含水力壓裂氣體的地面層。
VectorMine/蓋蒂圖片社
水力壓裂的優勢
水力壓裂法提高了地下井水、石油或天然氣的開採速度。它還使得從傳統開採技術失效的低滲透性地區開採非常規油氣資源成爲可能。水力壓裂作爲一種油氣開採方法，也比傳統鑽井或水平鑽井更具經濟可行性。在美國，隨着水力壓裂法的引入，國內石油產量大幅增長。該技術降低了天然氣價格，並在約100年的時間裏爲美國和加拿大提供了天然氣安全保障。
水力壓裂技術也幫助美國部分地區振興了當地經濟。特別是，許多歷史上依賴鋼鐵和汽車製造等行業創造就業崗位的地區，如今都轉向了水力壓裂技術。2008年後水力壓裂技術的成功幫助俄亥俄州、賓夕法尼亞州和其他擁有石油資源的工業州的經濟從金融危機中復甦。
水力壓裂的缺點
大多數反對水力壓裂的聲音都圍繞着其對環境的潛在負面影響。水力壓裂通常會產生甲烷排放，從而降低空氣質量。此外，甲烷氣體還會顯著加劇全球變暖。
水力壓裂每年還會消耗數十億加侖原本可供人類使用的淡水。此外，水力壓裂過程中產生的廢水可能會泄漏到周圍的水源中，污染飲用水。最後，水力壓裂還可能引發地震。然而，對於地震是直接由水力壓裂引起，還是由水力壓裂過程中產生的廢水處理引起的，存在爭議。
水力壓裂也是一種成本相對較高的石油開採方式，因此每當油價過低時，其經濟可行性就會受到威脅。例如，2020年初油價的大幅下跌引發了人們對水力壓裂行業可能遭受永久性損害的擔憂。一般而言，油價對供需變化反應強烈。這意味着我們可以預期未來會出現更多價格的突然波動。實際上，水力壓裂專用設備也很難找到新的用途。
水力壓裂如何對環境產生負面影響？
水力壓裂需要將大量的水和化學物質壓入地下，這些物質可能會滲漏並污染當地的土壤和水資源。此外，由於高壓，水力壓裂還會加劇地震活動。它還會釋放大量的甲烷和其他空氣污染物，這些污染物可能引發健康問題並加劇氣候變化。
水力壓裂如何影響石油和天然氣價格？
水力壓裂技術使得以經濟高效的方式開採難以開採的油氣礦藏成爲可能，從而增加了化石燃料的供應。一般而言，供應增加會導致價格下降；然而，還有其他一些因素也會影響油氣價格。
水力壓裂如何減少美國對外國石油和天然氣的依賴？
水力壓裂技術顯著提高了美國國內石油和天然氣產量，大大減少了對進口石油和天然氣的依賴。如今，美國實際上已成爲化石燃料淨出口國，這在一定程度上要歸功於水力壓裂技術。