液压压裂通常称为压裂，是一种钻井技术，用于从地下深处提取油或天然气。
压裂是一个激烈争论的环境和政治问题。拥护者坚持认为这是清洁能源的安全和经济的来源。然而，批评家认为，压裂可以破坏饮用水，污染空气，导致导致全球变暖的温室气体并触发地震。
压裂的工作原理
当今使用的大多数压裂井都取决于两种技术：自1940年代以来一直在使用的液压压裂和水平钻井在1990年代变得广泛根据哥伦比亚大学地球研究所的说法。
用简化的术语，压裂过程始于好吧，垂直或以一定角度进行钻孔根据美国环境保护局（EPA）的数据，从表面到1到2英里（1.6至3.2公里）的深度（1.6至3.2公里）。然后将垂直井包裹在钢和/或水泥中，以确保井不会泄漏到任何地下水中。
一旦垂直井到达存在天然气或油的岩石的深层，井弯曲约为90度，并开始沿着岩石层水平钻孔。根据德克萨斯A＆M大学的出版物的说法，水平钻孔可以延伸到垂直井孔的1英里以上（1.6公里）。水力压裂和私人水很好。”
根据康奈尔大学环境质量工程学课程的底漆，压裂井被完全钻孔和包裹后，在极高的压力下将压裂液泵入井中，在某些情况下超过每平方英寸9,000磅（62,050 kilopascals）。压力足以使周围的岩石裂缝，从而产生裂缝和裂缝，使油和气体可以流动。
泵入井中裂缝的液体称为岩石。它主要是水，尽管它还可以包含具有工程目的的各种添加剂和化学物质。添加剂可以包括洗涤剂，盐，酸，醇，润滑剂和消毒剂。根据美国能源部的“现代页岩气开发”的报告，这些化学添加剂通常占Slickwater的0.5％至2％，其余的98％至99.5％由普通水组成。
除了水和化学添加剂外，“ proppant”（例如沙子和陶瓷颗粒）还可以很好地泵入压裂中。 EPA称，这些支撑剂被添加以打开在压力下形成的裂缝，从而确保即使释放泵压力后，气体和油也可以继续从岩石裂缝中自由流出。
EPA称，一旦地下岩石破碎并泵送到位，释放气体和油的储层就会被释放，并将其抽回地面，以及数百万加仑的“流动”液体。
流动液体含有水和许多污染物，包括放射性材料，重金属，碳氢化合物和其他毒素。该废水存储在压裂地点的坑中，注入深层井中或在废水处理设施中放置异地。
“地层水”是岩石孔隙中的砖水。威斯康星州劳伦斯大学劳伦斯大学的结构地质学家玛西娅·比约尼鲁德（Marcia Bjornerud）告诉《现场科学》：“地层水通常非常咸，可以具有高水平的ra，这是一种放射性气体，它来自地下铀的衰变。” “可以处理流动水，但是有很大一部分，因此处理它是昂贵的，超出了许多小镇水处理厂可以处理的东西。”
压裂繁荣
尽管压裂曾在全球范围内提取天然气和石油，但最近在美国发生了压裂繁荣，部分原因是对与进口石油和其他化石燃料相关的成本以及其他化石燃料以及能源安全也就是说，根据布鲁金斯机构的说法，以负担得起的价格不间断地获得能源的机会，最好以国际干扰不渗透。
2000年，美国大约有276,000个天然气井。但是，根据美国能源部（DOE）的数据，到2010年，这个数字几乎翻了一番，达到510,000。每年，都会钻大约13,000口新井。根据2014年的一项研究，自2000年以来，至少有1530万美国人的生活在一英里范围内。
根据美国能源信息管理局（EIA）的数据，压裂最有利可图的地区包括从加拿大南部到德克萨斯州，大湖地区的大平原和一个名为Marcellus页岩的地区，该地区从纽约中部到达俄亥俄州，再到俄亥俄州，再到弗吉尼亚州。
Marcellus页岩地区对天然气钻机特别有吸引力，因为它是大量的天然气供应 - 有些人称其为“沙特阿拉伯天然气“ 或者 ”弗拉克斯坦“ - 而且因为该地区许多农村社区在经济上都很沮丧，并且渴望吸引拥有丰富利润的能源行业。
压裂有多安全？
压裂的支持者声称，钻井技术是一种安全，干净的方法，可确保基本的电源能够满足数十年的能源需求。
“压裂已解开了大量的石油和清洁天然气，从页岩的密集沉积物中解释了供应，这些供应可以提高我们国家的能源安全性，并提高我们在未来几代人的电力，热屋和电动汽车上产生电力，热屋和动力汽车的能力。”
但是反对者说，该行业正在粉刷压裂的真实效果，其中包括空气污染，地下水污染，健康问题和地表水污染。
最近的历史支持了他们的一些主张：由切萨皮克能源公司（Chesapeake Energy Corp.）经营的宾夕法尼亚州布拉德福德县的压裂井，于2011年4月出现了，在2011年4月出现了数千加仑污染的水力压裂水超过12个小时。
根据NPR.org的数据，2012年，切萨皮克再次引用了宾夕法尼亚州三个家庭的饮用水，导致了160万美元的和解。 Bjornerud说：“许多公司将其特定的'食谱'保留在压裂液中，认为这是知识产权。” “这种缺乏披露使得很难将饮用水污染与特定公司或井井有条。”
杜克大学的研究人员在宾夕法尼亚州和纽约的60个地点测试了饮用水；他们的研究于2011年发表在美国国家科学院院会议录中。研究人员发现，水力压裂井附近的饮用水具有甲烷的水平，“属于美国内政部说的危险，需要紧急“缓解危害”行动的范围，” ProPublica报道。
据《纽约时报》报道，可能有更多的水案被压裂污染，但是法律和解和不保密协议通常阻止访问这些事件的任何文件。
一个联邦研究DOE的国家能源技术实验室于2014年7月发布，确实没有发现在宾夕法尼亚州一个钻探地点污染了压裂过程中的化学物质。
除了水质问题外，压裂井还将化合物释放到空气中，例如苯，乙烯，甲苯和N-己烷。长期接触这些与先天缺陷，神经系统疾病，血液疾病和癌症有关。美国国家职业安全与健康研究所（NIOSH）发现，在液压压裂期间，工人可能会暴露于高水平可吸入二氧化硅的灰尘。在NIOSH研究了116个全位移空气样品的116个液压压裂地点，这些发现是在五个州的116个完整的空气样本后共享的。
根据美国癌症协会的说法，例如，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表了一项研究，该研究表明，由于压裂而造成的空气污染可能会给居住在压裂地点附近的人们带来直接和长期的健康问题。超过150项研究的研究表明，在天然气提取过程中释放的化学物质可能会损害人类的繁殖和发育。 2016年的一项研究还发现，在压裂地点附近生活可能会增加一个人的发生轻度，中度或重度哮喘的风险。
此外，美国的许多地区不认为易于地震，例如俄亥俄州和俄克拉荷马州，现在正在经历相对强大的地震活动。 2016年的一项研究发现，有害的机会地震发生在俄克拉荷马州的部分地区而且，一些邻近的州与在加利福尼亚易于地质的加利福尼亚州一样可能。据信，压裂是2011年俄克拉荷马州最强的地震的原因，在2008年至2009年间在得克萨斯州有180多个震颤。为了开始2015年，北德克萨斯州的一个地区在24小时内确认了9次地震。压裂正在研究为原因。 2015年的两项研究表明，表面下方的隐藏断层可能解释压裂区的地震; 2016年的一项研究表明，平静摇动的一种方法是限制废水被泵入地下深处的井。
根据2000年对哥伦比亚Orito领域的研究，在压裂完成后，只能去除约15％的支撑剂。将这些异物留在原本不有害的地方吗？伯克利研究小组董事总经理里克·张伯伦（Rick Chamberlain）对Live Science表示：“不，将Frack支撑剂留在骨折（裂缝）中没有长期或短期的问题。”
Bjornerud同意：“即使沙子支撑着裂缝，上覆岩石的重量也将在几个月和几年中，导致裂缝关闭，岩石的渗透性恢复到压裂前的裂缝。”根据Bjornerud的说法，这是石油和天然气生产的问题，因为在压裂液打开微裂缝之后不久，该过程必须迅速完成，或者随着裂缝逐渐关闭而可以迅速提取的石油和天然气量。
压裂和法律
根据国家立法者会议，整个美国，压裂受国家和地方立法的拼凑而成。
在联邦一级，压裂免于《安全饮用水法》的某些要求，尤其是披露注射井中使用的化学物质的要求。
但是，怀俄明州，密歇根州和德克萨斯州有法规，需要完全披露压裂中使用的化学物质。现在，控制压裂行业某些部分的其他一些拟议法规现在正在遍历压裂是一个大型且不断发展的行业的州立法机关。一些城市通过禁止压裂地雷将此事掌握在自己手中。
但是，在大多数情况下，美国的压裂繁荣（尤其是在页岩气的地区）不会很快停止：2012年年度能源展望预测，该国的页岩气供应量将占2035年在美国生产的天然气的几乎一半。当前的分析显示，由于气价下降而导致的杂草陷入困境更为适中，因为汽油价格下降了。
Charles Q. Choi和Alina Bradford的其他报道，现场科学贡献者
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