水力壓裂

（油氣儲層）水力壓裂（英語：Hydraulic fracturing，又稱為水力劈裂、水力裂解技術）是一種油氣井增產、注水井增注的儲層改造技術。水力壓裂早期主要用於砂岩儲層（特別是低滲儲層）及少部分碳酸鹽岩儲層的增產增注，目前廣泛應用於頁岩油、頁岩氣的開採。1947年人類第一次使用水力壓裂技術。現代水力壓裂技術，在德克薩斯州的巴涅特首次被使用，此技術稱為水平減阻水力壓裂技術，使提取頁岩氣更加經濟。水力壓裂的原理是將高能量加壓壓裂液注入一個儲層中。此技術可以提高碳氫化合物的萃取率和最終採收率。

水力壓裂是一項有廣泛應用前景的油氣井增產措施，水力壓裂法是目前開採天然氣的主要形式，使用摻入化學物質的水（壓裂液）灌入頁岩層進行液壓碎裂以釋放天然氣。這項技術在10年中在美國被大範圍推廣，但美國人正在擔憂這項技術將污染水源，從而威脅當地生態環境和居民身體健康。並認為這種技術給環境帶來了極大的傷害，包括使自來水自燃，引發小幅地震等。反對者指出潛在的環境影響，包括地下水污染、淡水耗損、空氣質素的風險、氣體和水力壓裂化學品遷移到地表面、泄漏和回流的表面污染，以及這些問題對健康的影響。

原理

壓裂井

水力壓裂就是利用地面高壓泵，通過井筒向油層擠注具有較高粘度的壓裂液。當注入壓裂液的速度超過油層的吸收能力時，在井底油層上形成很高的壓力，當這種壓力超過井底附近油層岩石的破裂壓力時，油層將被壓開並產生裂縫。這時，繼續不停地向油層擠注壓裂液，裂縫就會繼續向油層內部擴張。為了保持壓開的裂縫處於張開狀態，接着向油層擠入帶有支撐劑（通常石英砂）的攜砂液，攜砂液進入裂縫之後，一方面可以使裂縫繼續向前延伸，另一方面可以支撐已經壓開的裂縫，使其不致於閉合。再接着注入頂替液，將井筒的攜砂液全部頂替進入裂縫，用石英砂將裂縫支撐起來。最後，注入的高粘度壓裂液會自動降解排出井筒之外，在油層中留下一條或多條長、寬、高不等的裂縫，使油層與井筒之間建立起一條新的流體通道。壓裂之後，油氣井的產量一般會大幅度增長。

壓裂液

壓裂液的主要成份是水，並混合三至十二種低濃度化學物質以達到比純水更好的效果。一般壓裂液含98%至99.5%水，而其他物質則佔0.5%至2%。壓裂液配方可根據鑽井的地質特徵及需求而調整。每次壓裂都只會使用數種化學物質，如部份物質特性不符合要求，可從壓裂液中完全剔除。

參考書目

• Charlez, Philippe A. (1997). Rock Mechanics: Petroleum applications, Editions Technip.