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地面排水通常采用挖沟开渠的方法，沟渠越深、越宽，排水能力就越强。在几千米深的地下怎样增强排油能力，提高油井产量呢？人们发明的压裂工艺技术就是一种很有效的方法。压裂是人为地使地层产生裂缝，地下的这些裂缝就相当于地面的沟渠，可大大改善油在地下的流动环境，使油井产量增加。压裂的方法分水力压裂和高能气体压裂两大类。
水力压裂是靠地面高压泵车车组将流体高速注入井中，借助井底憋起的高压，使油层岩石破裂产生裂缝。为防止泵车停止工作，压力下降后，裂缝又自行合拢，在地层破裂后的注入液体中混入比地层砂大数倍的砂子，同流体一并注入裂缝，并永久停留在裂缝中，支撑裂缝，使之处于开启状态，这样油流环境可长期得以改善。
压裂施工现场水力压裂使地层产生的裂缝形态一般较单一，但因岩石的性质不同，所生成裂缝的宽窄、长短也不一样。对于硬岩层，最终获得的支撑缝宽3毫米左右，缝长可达百米以上。有人也曾对这些数据提出过质疑：几千米的地下，看不见摸不着，压裂真能获得百米长的裂缝吗？回答是肯定的。它不仅能由一套复杂的公式计算出来，而且在现场实践中也得到佐证。如在某油田胡12-17井的水力压裂过程中，与该井相距150米的胡12-18井喷出了压裂用砂，同时该井抽油泵被砂卡死。胡12-17井的这些压裂用砂只能通过地下裂缝才能到达12-18井，说明这次压裂生成的裂缝至少在150米以上。事实上，现在也可以通过仪器测试出裂缝的几何形态，这进一步证明了压裂的效果。当前，水力压裂技术已经非常成熟，油井增产效果明显，成为人们首选的常用技术。对于油流通道很小，也就是渗透率很低的油层增产效果特别突出。
油井压裂及裂缝示意图高能气体压裂是用火药弹或火药弹与液体火药合用，预先置于井筒内的油层位置，点燃火药，靠燃烧产生的高温高压气体，以数倍于水力压裂的速度施加于地层上。由于施压速度极快，地层产生的裂缝既不是单一的也无固定的方向，一般形成辐射状的多条裂缝。这种方法造出的裂缝长度没有水力压裂造出的缝长，一般只有10多米，裂缝也无需砂子支撑，仅靠裂缝的数目大来改善油流环境，另外，燃烧产生的高温达1000℃以上，可提高油层温度，使地下油变稀，油更容易产出。由于该工艺产生的裂缝较短，一般用于解除油层近井地带的堵塞。
北达科他州斯坦利镇附近的一个钻井平台。该地区利用水力压裂技术开采石油储量。”水力压裂，俗称水力压裂，是一种从地下深处开采石油或天然气的钻井技术。水力压裂是一个备受争议的环境和政治问题。拥护者坚持认为，水力压裂是一种安全、经济的清洁能源；然而，批评者声称，水力压裂可以破坏饮用水供应，污染空气，造成导致全球变暖的温室气体，并引发地震。 压裂工作原理
目前使用的大多数压裂井都依赖两种技术：水力压裂（自20世纪40年代开始使用）和水平钻井（根据哥伦比亚大学地球研究所（Columbia University's Earth Institute）的数据，这两种技术最早在20世纪90年代开始广泛应用。
简而言之根据美国环境保护署（EPA）的说法，水力压裂过程始于垂直或与地表成1至2英里（1.6至3.2公里）或更大角度的钻井。垂直井然后被包裹在钢和/或水泥中，以确保井不会冒漏入任何地下水的风险。“KDSPE”“KDSPs”一旦垂直井到达天然气或石油存在的岩石深处，井曲线约为90度，并开始沿岩层水平钻进。根据德克萨斯A&M大学出版的《水力压裂和你的私人水井》一书，水平钻井可从垂直井孔延伸1英里（1.6公里）以上。压裂井完全钻孔和封闭后，
将压裂液以极高的压力泵入井内，在某些情况下超过根据康奈尔大学环境质量工程课程的一篇入门文章，每平方英寸9000磅（62050千帕）。压力足够大，足以使周围岩石破裂，产生裂缝和裂缝，油气可以通过这些裂缝和裂缝流动。
泵入井内使岩石破裂的流体称为滑溜水。它主要是水，尽管它也可以包含各种各样的添加剂和用于工程目的的化学品。添加剂包括洗涤剂、盐、酸、醇、润滑剂和消毒剂。据美国能源部一份名为“美国现代页岩气开发”的报告称，这些化学添加剂通常占浮油的0.5%至2%，其余98%至99.5%由平原水组成，
除水和化学添加剂外，“支撑剂”如沙子和陶瓷颗粒也被泵入压裂井。这些支撑剂是用来支撑在压力下形成的裂缝，从而确保天然气和石油可以继续自由地从岩石裂缝中流出，即使在泵送压力释放后，根据环保局的说法。
一旦地下岩石破碎，支撑剂被泵送到位，被困的天然气和石油储层根据EPA，释放和泵回表面，连同数百万加仑的“倒流”液体。“KDSPE”“KDSPs”返流液体含有水和一些污染物，包括放射性物质、重金属、碳氢化合物和其他毒素。这些废水储存在压裂现场的坑中，注入地下深井或在废水处理设施进行场外处理。
“地层水”是岩石孔隙空间中的盐水位于威斯康星州阿普尔顿的劳伦斯大学的结构地质学家马西娅·比约内鲁德告诉《生活科学》杂志说：“地层水通常很咸，氡含量很高，这是一种放射性气体，来自地下铀的衰变。”返排水是可以处理的，但水量大，处理成本高，超出了许多小城镇水处理厂的处理能力NIOSH）发现，在水力压裂过程中，工人可能会接触到含有大量可吸入二氧化硅的粉尘。这些发现是在NIOSH在五个州的11个水力压裂点研究了116个全班空气样本后得到的。例如，美国癌症协会（American Cancer Society）的数据显示，
苯是一种已知的致癌物。2012年，科罗拉多州公共卫生学院的研究人员发布了一项研究，显示水力压裂造成的空气污染可能会对生活在水力压裂现场附近的人们造成直接和长期的健康问题。超过150项研究表明，天然气开采过程中释放的化学物质可能会损害人类的繁殖和发展。2016年的一项研究还发现，生活在压裂现场附近可能会增加一个人患轻度、中度或重度哮喘的风险。
此外，美国许多不被认为容易发生地震的地区，如俄亥俄州和俄克拉荷马州，现在正经历相对强烈的地震活动；2016年的一项研究发现，俄克拉荷马州和一些邻近州的部分地区发生破坏性地震的可能性与加州地震多发地区相同。据信，水力压裂是俄克拉荷马州2011年有记录以来最强地震和2008年至2009年间德克萨斯州180多次地震的原因。从2015年开始，德克萨斯州北部的一个地区在24小时内发生了9次确认地震。正在调查水力压裂的原因。2015年的两项研究表明，地表下隐藏的断层可能解释了压裂带的地震；2016年的一项研究表明，平息地震的一种方法是限制注入地下深处油井的废水量。
根据2000年对哥伦比亚奥里托油田的研究，压裂完成后，只有大约15%的支撑剂可以移除。把这些外来物质留在原来无害的地方吗？”“不，在裂缝（裂隙）中保留压裂支撑剂不存在长期或短期问题，”伯克利研究集团董事总经理Rick Chamberlain告诉《生活科学》。
Bjornerud同意，“即使在支撑砂打开裂缝的情况下，上覆岩石的重量在数月和数年内，使裂缝闭合，岩石的渗透性恢复到压裂前的水平。”比约内鲁德说，这是油气生产的一个问题，因为压裂液打开微裂缝后不久，必须迅速完成这一过程，或者，随着裂缝逐渐闭合，可开采的石油和天然气数量迅速减少。
压裂法和美国各地的法律，根据国家立法者全国会议，压裂法由州和地方立法拼凑而成。
在联邦一级，水力压裂不受《安全饮用水法案》的某些要求的约束，特别是披露油井注入所用化学品的要求。
怀俄明州、密歇根州和德克萨斯州都有要求全面披露水力压裂所用化学品的规定。控制水力压裂行业某一部分的其他数十项拟议法规目前正通过各州的立法机构，在这些州，水力压裂是一个庞大且不断发展的行业。一些城市正在通过禁止水力压裂开采来控制这件事。
，但大多数人认为，美国的水力压裂热潮——特别是在页岩气领域——不会很快停止：2012年年度能源展望预测，到2035年，美国页岩气的充足供应将占美国天然气产量的近一半。更多当前的分析显示，由于天然气价格下降和生产过剩，水力压裂的前景更加温和。
Charles Q.Choi和Alina Bradford的补充报告，现场科学贡献者
附加资源
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