水力壓裂法

水力壓裂法（hydrofracturing method）又稱水壓致裂法。一種絕對地應力測量方法。測量時首先取一段基岩裸露的鑽孔，用封隔器將上下兩端密封起來；然後注入液體，加壓直到孔壁破裂，並記錄壓力隨時間的變化，並用印模器或井下電視觀測破裂方位。根據記錄的破裂壓力、關泵壓力和破裂方位，利用相應的公式算出原地主應力的大小和方向。

基本介紹

• 中文名：水力壓裂法
• 外文名：hydrofracturing method/hydraulic fracturing
• 別名： 水壓致裂法
• 性質：一種絕對地應力測量方法

技術介紹

由圖可得關泵壓力（ps）、裂縫擴展壓力（pr）和破裂壓力（pf），並按下式計算主應力：最小水平應力σh=ps，最大水平應力σH=3ps-pr-po，式中：po為孔隙壓力。而鉛直應力σv可根據上覆岩層的重量計算：σv=ρgH，式中：ρ為岩石密度；g為重力加速度；H為測量深度；主應力方位由印模器確定。此法於20世紀50年代由哈伯特（Hubbert）、威利斯（Willis）在理論上進行論證，60年代由夏德格（Scheidergger）、凱利（Keighley）、費爾赫斯特（Fairhurst）等加以完善，海姆森（Haimson）等分析了壓裂液滲入的影響，並作大量野外和室內實驗工作。由於操作簡便，且無須水力壓裂法知道岩石的彈性參量而得到廣泛套用。美國已進行很多水力壓裂法地應力測量，德國、日本和中國等也已相繼開展此項工作。

水力壓裂技術的運作如下，把水，砂子和化學試劑的混合液高壓泵入地層深處的岩石，打開小的縫隙以允許石油和天然氣更流暢的流到鑽井口。水平鑽探首先是垂直向下一英里或更深開一個鑽井，然後再朝水平方向同樣以一英里或更長的距離打開另外一個鑽井。這樣一來，水平鑽探便能進入大面積區域的儲油岩石。和水平鑽探結合，水力壓裂技術促進了美國產油量的大幅增長。

套用前景

水力壓裂技術將使全球石油供應量增加近1400億桶，相當於俄羅斯已知石油儲量。用於開採美國境內難以獲取石油儲備的水力壓裂技術如能用於刺激其它地方老油田的產量回復，則能在未來幾年內帶來大量的石油供應。這些可用水力壓裂恢復開採的石油中，有三分之二的產量將會來自中東和拉丁美洲。

美國頁岩革命中的投機者正在利用水力壓裂技術，為日益老化的油氣田注入新的活力。而諸如伊朗，俄羅斯，墨西哥和中國在內的國家將能從水力壓裂技術中獲得更大的利益。北美以外已探明油氣田可開採1410億桶石油，其中1350億桶需要用到水力壓裂技術。這1410億桶石油中，400億桶的儲量位於伊朗。如果伊朗核問題能達成協定，國際社會解除制裁，伊朗政府希望能吸引國外投資。排在伊朗之後的是向國外投資開放了能源領域的墨西哥，擁有140億桶的可回復石油儲量，隨後是俄羅斯，120億桶，中國60億桶。

法國、突尼西亞和中國的3個油田開採商已經在套用新技術來復興老油田。法國離巴黎不遠的聖馬丁-迪-博森內瑞(Saint Martin de Bossenary)油田在1996年廢棄，由於法國禁止使用水力壓裂技術，該油田採取了水平鑽探技術重新進行開採。其石油開採回復速度從40%上升到了44%，該油田的石油儲量也因新技術增加了1百萬桶，或增長了10%。

除上述國家外，另外前10個擁有超過40億桶額外石油儲量的國家，包括阿聯，科威特，哈薩克斯坦，阿爾及利亞，利比亞和委內瑞拉。

反對意見

水力壓裂法招致了部分人的批評，稱水力壓裂法引起了美國境內的地震。水力壓裂技術在其它地方的套用卻並不是那么的廣泛，一方面是由於環境方面的反對，另一方面也由於對專業設備的要求。

英國的人口密度比美國大，鑽探公司希望通過水力壓裂技術開採頁岩油氣儲量，公眾卻持謹慎態度，認為水力壓裂技術在向地層重新回注廢水時會引發微小的地震，帶來風險。同時，向鑽探現場來回運輸物料也會帶來噪音和擾亂。