水力压裂法应用前景

水力压裂技术将使全球石油供应量增加近1400亿桶，相当于俄罗斯已知石油储量 。用于开采美国境内难以获取石油储备的水力压裂技术如能用于刺激其它地方老油田的产量回复，则能在未来几年内带来大量的石油供应。这些可用水力压裂恢复开采的石油中，有三分之二的产量将会来自中东和拉丁美洲 。

美国页岩革命中的投机者正在利用水力压裂技术，为日益老化的油气田注入新的活力。而诸如伊朗，俄罗斯，墨西哥和中国在内的国家将能从水力压裂技术中获得更大的利益 。北美以外已探明油气田可开采1410亿桶石油，其中1350亿桶需要用到水力压裂技术 。这1410亿桶石油中，400亿桶的储量位于伊朗。如果伊朗核问题能达成协议，国际社会解除制裁，伊朗政府希望能吸引国外投资 。排在伊朗之后的是向国外投资开放了能源领域的墨西哥，拥有140亿桶的可回复石油储量，随后是俄罗斯，120亿桶，中国60亿桶 。

法国、突尼斯和中国的3个油田开采商已经在应用新技术来复兴老油田 。法国离巴黎不远的圣马丁-迪-博森内瑞(Saint Martin de Bossenary)油田在1996年废弃，由于法国禁止使用水力压裂技术，该油田采取了水平钻探技术重新进行开采。其石油开采回复速度从40%上升到了44%，该油田的石油储量也因新技术增加了1百万桶，或增长了10% 。

除上述国家外，另外前10个拥有超过40亿桶额外石油储量的国家，包括阿联酋，科威特，哈萨克斯坦，阿尔及利亚，利比亚和委内瑞拉 。

由图可得关泵压力（ps）、裂缝扩展压力（pr）和破裂压力（pf），并按下式计算主应力：最小水平应力σh=ps，最大水平应力σH=3ps-pr-po，式中：po为孔隙压力。而铅直应力σv可根据上覆岩层的重量计算：σv=ρgH，式中：ρ为岩石密度；g为重力加速度；H为测量深度；主应力方位由印模器确定。此法于20世纪50年代由哈伯特（Hubbert）、威利斯（Willis）在理论上进行论证，60年代由夏德格（Scheidergger）、凯利（Keighley）、费尔赫斯特（Fairhurst）等加以完善，海姆森（Haimson）等分析了压裂液渗入的影响，并作大量野外和室内实验工作。由于操作简便，且无须水力压裂法知道岩石的弹性参量而得到广泛应用。美国已进行很多水力压裂法地应力测量，德国、日本和中国等也已相继开展此项工作。

水力压裂技术的运作如下，把水，砂子和化学试剂的混合液高压泵入地层深处的岩石，打开小的缝隙以允许石油和天然气更流畅的流到钻井口 。水平钻探首先是垂直向下一英里或更深开一个钻井，然后再朝水平方向同样以一英里或更长的距离打开另外一个钻井 。这样一来，水平钻探便能进入大面积区域的储油岩石。和水平钻探结合，水力压裂技术促进了美国产油量的大幅增长 。

水力压裂法招致了部分人的批评，称水力压裂法引起了美国境内的地震 。水力压裂技术在其它地方的应用却并不是那么的广泛，一方面是由于环境方面的反对，另一方面也由于对专业设备的要求 。

英国的人口密度比美国大，钻探公司希望通过水力压裂技术开采页岩油气储量，公众却持谨慎态度，认为水力压裂技术在向地层重新回注废水时会引发微小的地震，带来风险。同时，向钻探现场来回运输物料也会带来噪音和扰乱 。2100433B

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

在2004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2005年<能源政策法>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。2100433B

水力压裂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。