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Feb 19, 2024

水圧破砕 101

水圧破砕プロセスと、この石油とガスの抽出プロセスに関連する問題と影響の概要。 地層には大量の石油またはガスが含まれている可能性がありますが、流量が少ない

水圧破砕プロセスと、この石油とガスの抽出プロセスに関連する問題と影響の概要。

地層には大量の石油やガスが含まれている場合がありますが、浸透性が低いため、または掘削中の地層の損傷や詰まりにより、流量が低下します。 これは、緻密な砂、頁岩、炭層メタン層に特に当てはまります。

水圧破砕（別名）フラッキング 、これは亀裂と韻を踏んでいます）これらの地層に掘削された井戸を刺激し、そうでなければ法外に高価な採掘を収益性を高めます。 過去 10 年間で、水圧破砕と水平掘削の組み合わせにより、全国でシェール鉱床が開拓され、新しい地域に大規模な天然ガス掘削がもたらされました。

フラッキングプロセスは、坑井が掘削され、坑井の穴に鋼管（ケーシング）が挿入された後に行われます。 ケーシングには、石油またはガスを含むターゲットゾーン内に穴が開けられており、破砕流体が坑井に注入されると、穿孔を通ってターゲットゾーンに流れ込みます。

最終的には、ターゲット地層は流体が注入されるほど早く吸収できなくなります。 この時点で、発生した圧力により地層に亀裂や亀裂が生じます。 破砕が作成されると、注入が停止し、破砕流体が表面に戻り始めます。

破砕流体混合物の一部として注入されたプロッパントと呼ばれる材料（通常、砂またはセラミックビーズなど）は、破砕を開いておくためにターゲット地層に残ります。

通常、水、プロパント、化学物質の混合物が岩石または石炭層にポンプで注入されます。 ただし、井戸を破壊する他の方法もあります。 プロパンや窒素などのガスを注入することによって破砕が行われる場合もあれば、破砕と同時に酸性化が発生する場合もあります。 酸性化では、地層に酸（通常は塩酸）を注入して岩石物質の一部を溶解し、細孔を取り除き、ガスと流体が坑井に流れ込みやすくします。

いくつかの研究では、水圧破砕流体の 90% 以上が地下に残っている可能性があることが示されています。 地表に戻る使用済み破砕流体はフローバックと呼ばれることが多く、これらの廃棄物は通常、処分されるまで坑井現場の露天掘りまたはタンクに保管されます。

井戸を破壊するプロセスは決して良いものではありません。 次のセクションでは、この坑井刺激技術に関連するいくつかの問題と影響の概要を説明します。

2010 年、米国環境保護庁は、米国内の 35,000 の井戸を破壊するために毎年 700 億から 1,400 億ガロンの水が使用されていると推定しました。 これは、人口 50,000 人の都市 40 ～ 80 都市の年間水消費量にほぼ相当します。 石炭層メタン井戸の破砕処理には、1 つの井戸あたり 50,000 ～ 350,000 ガロンの水が使用されますが、より深い水平シェール井戸では、1 つの井戸を破砕するのに 200 万～1,000 万ガロンの水が使用されます。 水圧破砕のために大量の水を採取することは、飲料水帯水層の脱水だけでなく、水生資源への生態学的影響についての懸念を引き起こしている。

200 万から 500 万ガロンの水 (淡水または廃水) の輸送には、トラック 1,400 回の移動が必要であると推定されています。 したがって、水圧破砕に使用される水は真水の供給を枯渇させ、水生生物の生息地に影響を与えるだけでなく、大量の水の輸送により局所的な大気質、安全性、道路修復の問題も引き起こします。

従来の油井およびガス井では平均して 300,000 ポンドのプロパントが使用され、石炭層破砕処理では 75,000 から 320,000 ポンドのプロパントが使用され、シェールガス井では 1 つの坑井あたり 400 万ポンドを超えるプロパントが使用されることがあります。

フラク砂鉱山はウィスコンシン州からテキサス州に至るまで全国各地で発生しており、それぞれ独自の影響をもたらしている。 プロパント用の砂の採掘は、水の消費や大気への排出、結晶質シリカに関連する潜在的な健康問題など、独自の範囲の影響を引き起こします。