水力压裂法

或许所有的美国人都在受益于“水力压裂法”，尽管半数以上的人可能没有听说过这个名词。

在今时今日，美国各级政府、企业对页岩油产业的发展寄予了厚望。

美国页岩油资源极其丰富，在科罗拉多州、犹他州和怀俄明州，被锁在页岩之中的油存量达上万亿桶以上，而正是凭借“水力压裂法”，以前根本不可能企及的大量页岩油正在被开采。

这种技术方法，在测量时首先取一段基岩裸露的钻孔，用封隔器将上下两端密封起来；然后注入液体，加压直到孔壁破裂，随之记录压力随时间的变化，并用印模器或井下电视观测破裂方位。

根据记录的破裂压力、关泵压力和破裂方位，利用相应的公式算出原地应力的大小和方向。

该方法于20世纪50年代就被科学家在理论上进行论证，60年代加以完善，在分析了压裂液渗入的影响后，开始作出大量野外和室内实验工作。

由于水力压裂法操作简便，且无须水力压裂法知道岩石的弹性参量，而得到广泛应用。

由于页岩油在美国的战略资源地位和自身需求，美国已进行很多水力压裂法地应力测量，德国、日本和中国现在也已相继开展此项工作。

资料显示，目前利用此法已能在5000米深处进行测量。

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页岩气开发过程中所采用的水力压裂法要加入化学物质，在每次压裂完成后，要对水进行获取和重新利用。

水力压裂法向来存在争议，但是这种页岩气开采技术在争议中却得到迅速发展。

当越来越多水体污染案例同水力压裂法相关联时，美国众议院能源和商业委员会出手了。

2010年7月19日，能源和商业委员会主席亨利·韦克斯曼联手该机构下属的能源和环境小组组长爱德华·马基联名致信给美国10个主要页岩气开发商，要求它们提交水力压裂法应用全程中涉及到的化学物质细节。

8月6日，限期“交卷”。

这个要求出台的背景是，全球天然气需求旺盛，美国引领页岩气开发技术并努力让页岩气开采遍地开花。

/a4_50_59_01300000955595129844599646376_jpg.html?prd=zhengwenye_ left_neirong_tupian美国宾夕法尼亚州一页岩气开采现场取水处
当前，美国页岩气开采的热门地点是纽约州和宾夕法尼亚州，这两个地方也是美国马塞卢斯页岩（Marcellus shale）的集中区域。

德克萨斯州和巴涅特页岩(Barnett Shale)也因页岩气储量丰富而受宠。

除此之外，美国的阿巴拉契亚山脉、德克萨斯州、俄克拉荷马州、路易斯安娜州、阿肯色州、大平原地区数百万公顷页岩结构等待开发。

能源资讯机构PFC能源公司研究表明，2000年时，页岩气产量仅占到美国天然气产量的1%，而到2009年这一比例已经提高到10%。

位于美国马萨诸塞州的研究机构剑桥能源研究协会预测到2035年这个比例可以提高到50%。

而页岩气大行其道的主要原因就是水力压裂法的应用。

页岩具有低渗透性，要使气体渗出进入气井，必须先对岩层进行压裂处理。

目前开发主要采用的压裂法，每次液压破碎需要数百万吨水，水中常常添加化学物质，这些化学物质可能会对地下水产生污染。

不公开化学物质成分的做法在能源业界已经成为通行的规则，页岩气开采商们的挡箭牌就是“使用哪些化学产品是商业机密”。

早在2004年美国环保署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》规定水力压裂法不受美国《安全饮用水法案》限制。

但是，在环保组织和一些立法者的眼中，美国环保署的评估结果有失公允，是为了维护页岩气开发正常进行而采取的姑息纵容之策。

迄今为止，美国还没有任何针对水力压裂法的联邦法规。

此前，国会曾就是否公布化学制剂的草案进行过辩论，但由于能源企业投巨资游说，结果自然是不了了之。

2003年美国环保署同水力压裂巨头哈里伯顿公司BJ服务公司（BJ Services）和斯伦贝谢的油田技术服务公司达成谅解备忘录，在自愿的基础上，几大能源巨头同意不再向井内注入柴油。

但是韦克斯曼和马基认为这个谅解备忘录并没有起到约束作用。

哈里伯顿和BJ服务公司仍在使用柴油，这两位众议员还称，苯、甲苯、乙苯和二甲苯等也在它们添加的化学物质清单之中，而这些都是可能的致癌物质。

“由于这种技术正在美国广大区域应用，我们必须确保它不会带来新的环境和公众健康问题，”马基说，“这项调查将让我们更好地了解水力压裂法潜在的风险、对饮用水和环境带来的影响，国会将根据调查结果决定是否采取行动，尽量减少风险。

”
2010年2月，韦克斯曼和马基就曾给14家油气服务公司发出通知，要它们提供添加的化学物质清单，还有回收水处理过程。

但是，这些公司闪烁其辞，甚至推卸责任。

它们的理由往往是：油气服务公司不确定开采地点是否为饮用水源；或者石油和天然气井的经营者不愿透露添加物成分。

收到“最后通牒”的能源公司有切萨皮克能源公司、加拿大能源公司、美国西方石油公司、BP美国、康菲石油和埃克森美孚
等。

在今年早些时候，美国环保署宣布，将进行一个耗资190万美元、历时两年的水力压裂法研究，主要侧重于论证其对水质和公众健康的影响。

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水力压裂法是目前开采页岩气的主要形式，其主要通过对页岩层进行压裂处理，来让页岩气进入气井。

而这种压裂处理，每次都需要数百万吨水用以液压破碎，水中往往添加化学物质，这些化学物质可能会对地下水产生污染。

哈里伯顿公司将于明年1月31日前提交相关文件。

早前，美国环保署（EPA）曾要求其在12月7日提交这些数据。

哈里伯顿公司一名公司发言人表示：“在过去几周中，我们已向政府提供了许多文件，未来我们将进一步配合EPA的工作。

”
EPA将利用这些数据来研究水力压裂法对生态环境的影响。

目前，EPA正在论证，这一过程是否将污染饮用水，目前已有环保组织对此表示担忧。

EPA希望能在2012年公布研究结果。

事实上，在最近的一次相关研讨会上，美国内政部长萨拉查曾表示，天然气将在美国未来的能源选择上扮演重要角色。

同时，与会者也谈论了开发天然气的经济性和环境问题。

在美国东北部地区，美国马塞卢斯页岩地区最近十多年都提供了丰富的天然气产量，宾夕法尼亚州也盛产页岩气。

有报告预计，2009年，宾夕法尼亚州的天然气开采业已创造了4.4万个就业岗位，并为当地政府创造了3.39亿美元的税收。

从全美来看，这个行业将为整个美国经济带来3000亿美元的收益，而长远利益还远不止这些。

而在去年的哥本哈根联合国气候变化大会上，天然气也成为一大热点。

环境保护者会认为，相比其他传统燃料，天然气二氧化碳排放量低。

而在此后一年，美国总统奥巴马就提倡，扩大天然气在全美的作用和影响力，并将之视为应对气候变化所作出的努力。

而像气候保护基金会（Environmental Defense Fund）这样的国际环保组织，也开始与其他组织合作，在公众中宣传使用天然气的好处。

其实，早在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。

有关水力压裂发的观点，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。

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