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无水压裂可能会改变行业格局

时间：2021-08-15 18:16:35 来源：

在压裂方面，能源行业面临的最大抱怨之一是在将页岩的开裂层裂开以释放出被困的石油和天然气过程中使用的水量。

由于平均压裂井需要约200万加仑的水，因此运营商面临越来越大的压力来限制其使用量，并且一些辖区已暂停取水以应对其流域中的低水位，这是由于降雨量少和水位高于常温。

但是，如果可以将除水以外的其他物质与沙子和化学物质一起使用来分解页岩层呢？尽管该行业经常在所谓的“增能”或“发泡”压裂液中使用氮气和二氧化碳（CO2）来减少用水量，但最近的研究集中在使用二氧化碳彻底消除压裂用水中。

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今年早些时候，通用电气宣布将在2020年之前为其“生态想象”预算再分配100亿美元，其中一部分将用于调查无水压裂的可行性。通用电气公司是石油和天然气行业的主要供应商，它将与挪威国家石油公司（挪威国家石油公司）合作，研究在压裂井中使用二氧化碳的情况。两家公司希望找到一种在井口收集二氧化碳的方法，将其回收再利用，反复进行压裂。相比之下，水只能在水力压裂中使用一次，因为水会被化学物质污染-造成了如何处理所有废水的另一个问题。

CO2呈冷态，称为“超临界流体”，既不是固体也不是液体。一个主要的挑战是确定二氧化碳的正确粘度，以使其能够像现在的水一样工作，运送对砂岩中产生裂缝至关重要的支撑砂。还有一个问题是如何大量运输可压缩气体CO2，以用于远离管道的压裂井。

以前已经尝试过无水压裂，但是到目前为止，该行业尚未以任何有意义的方式采用这种方法。在1990年代，一家名为Canadian FracMaster的公司证明，通过用CO2代替水进行压裂可以生产更多的石油和天然气，因为CO2压裂发生在较高的温度下。但是，当公司破产时，这项研究仍未完成。

其他公司正在试验该技术，但取得的成功有限。Ferus Inc.拥有一项技术，可将CO2与压裂后的天然气井分开，该公司称该技术可以消除压裂水，同时也可以停止使用火炬。据《石油周刊》（Oilweek）的一篇文章称，虽然该技术已在俄克拉荷马州，德克萨斯州北部和怀俄明州的100口井中使用，但加拿大西部的生产商对这种技术的接受却很慢。那是因为运营商认为改用二氧化碳会花费更多。

另一家总部位于卡尔加里的GASFRAC能源服务公司早在2008年就推出了以丙烷为原料的无水压裂技术。但是，像Ferus一样，GASFRAC发现其技术对运营商来说是一种艰难的出售，其利润主要取决于使用低成本水或在压裂行业中众所周知的“滑水”。

美洲最大的工业气体公司普莱克斯（Praxair）是一项很有前途的技术，该公司最近推出了使用液态CO2的DryFrac无水压裂技术。DryFrac将二氧化碳与支撑剂混合后再引入地层，该公司表示可以将压裂后从井中回收的二氧化碳分离出来。该方法正在俄克拉荷马州的一个砂岩地层中进行测试。

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“结果仍在进行中，但是现在可以肯定地说，当我们抽水作业时，我们能够用二氧化碳使地层破裂，我们能够将沙子或支撑剂放入地层中，现在我们可以最新的一期《新技术》杂志援引普莱克斯高级经理的话说。

在石油工业中，金钱在谈论，因此，如果无水压裂可以提高生产率，那么该行业很有可能会更快地采用它。在常规压裂中，留在地层中的压裂水会阻塞天然气的流动，因此减慢了产量并降低了其使用寿命内的产量。相比之下，根据《麻省理工学院技术评论》 2013年版提到的一份研究论文，使用二氧化碳可使天然气更自由地流动，并导致更好的裂缝网络。

正如GE的无水压裂项目负责人所承认的那样，尽管整个行业向无水压裂的转变可能需要数年的时间，但这项技术对于能源投资者而言是个不错的选择。不可预测的天气模式和干旱将继续影响压裂所需的水供应。在开发替代性和环保压裂方法方面表现出希望的公司很可能会得到市场的回报，甚至可能会得到政府的支持，这些政府的公民几乎肯定会落后于节约宝贵水源的方式。

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