水圧破砕とは

水圧破砕は、石油やガスを含む岩層を破壊し、燃料が岩から生産井に流れる通路を作成するために使用される方法です。 これは、水圧を使用して、亀裂を引き起こすのに十分な力で砂または他の研磨材を含む流体を岩に注入することによって達成されます。 この技術は、新しい井戸での石油やガスの流れを刺激し、枯渇したと考えられていた井戸での生産を復活させるために使用されます。

水圧破砕のプロセスは1903年に開発されましたが、1948年に技術が最初に商業的に使用されるまでに40年以上かかりました。米国および世界中の生産井の大半は、水圧破砕を使用します。ブラジル、フランス、イギリス、コロンビア、アルゼンチン、ルーマニア、ベネズエラ、インドネシア、ロシア。 破砕は、以前は到達できなかった埋蔵量を利用可能にすることにより、国内のエネルギー生産を増加させるための貴重なメカニズムと考えられています。

水圧破砕は、シェールオイル開発を財政的に実現可能にするための鍵でもあります。 ガス生産者は、米国のシェール埋蔵量の大部分が岩石にあり、破砕せずにアクセスできないと主張しています。 頁岩は、圧縮粘土、シルト、および有機植物材料から作られた堆積岩です。 この岩は浸透性がありません。つまり、液体が通過できないため、シェールからガスを抽出するには破砕が必要です。

水圧破砕には、岩に亀裂を生じさせるのに十分な圧力を使用して、井戸から地下の岩層に液体を送り込むことが含まれます。 最も一般的な液体剤は水ですが、場合によっては、ディーゼル燃料、原油、希塩酸または灯油を使用することもできます。 水はいくつかの化学物質とグアー（豆から作られた天然物質）と混合され、ゲルのような粘稠度を水に与えます。 水混合物は、主にプロップ剤、通常は砂やアルミニウムペレットなどの粒状物質の供給システムであり、水が引き戻された後も亀裂を開いたままにします。

水圧を使用して、混合水をドリルパイプまたはチューブを通して岩に送り込みます。 水が岩層内にいくつかの亀裂を作った後、圧力が解放され、水が井戸に引き込まれます。 亀裂は閉じ始めますが、砂または他の推進剤によって「支えられて」開かれ、ガスまたは油が井戸に向かって流れる経路を可能にします。 井戸ケーシングとセメントは、井戸から地下水面への液体の流出を防ぐためのプロセスの一部として設置されます。

液体混合物のごく微量が岩石に残っており、混合物中の有毒化学物質の存在が環境問題の原因となっています。 地下水面への封じ込めの漏出を防ぐために、技術的な進歩が継続的に行われています。 米国では、環境保護庁（EPA）、地下水保護委員会（GUPC）、州間石油・ガスコンパクト委員会（IOGCC）がすべて、水圧破砕の環境への影響を決定するためのテストを実施しています。 EPAが実施したテストには、地下水に対する脅威となる可能性が最も高い浅い井戸が含まれています。 いずれの場合も、テストでは環境への悪影響を検出できませんでした。