华尔街见闻网站曾多次介绍美国页岩油气繁荣对该国能源市场带来的巨大推动力。水力压裂法正是其背后的助推手之一。这项钻井技术对页岩革命和美国能源产业有着深远的影响。
何为"水力压裂法"？
所谓水力压裂法(hydraulic fracturing)，就是开采页岩油气时所使用的一种钻井技术，主要目标是令油气井增产。原理就是利用地面高压泵，将大量化学物质掺杂水、沙子、石子制成压裂液，再灌进岩石深处并压裂岩石，最终释放出石油或天然气。当前，这项技术对天然气井增产效果更为明显。这项技术在美国最早于1946年被堪萨斯州所采用。
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水力压裂法使用的压裂液中，99%是水和沙子
尽管近些年水力压裂法因环境污染问题在欧美饱受诟病，人们抨击的理由在于：每次液压破碎都需要数百万吨水，而页岩油气井通常位于较为干旱的地区。比如，德克萨斯州在2012年用于水力压裂的耗水量就高达250亿加仑。而每口油气井可以接受18次左右的水力压裂冲击。此外，灌输进地层的压裂液中需要添加大量化学物质，因此可能会对地下水造成污染，而出油气的过程还将附带排出有害空气污染物。
不过，注入地层的压裂液中，99%是水和沙子。因此，尽管其中含有能够污染和环境破坏的化学物质，但由于这些物质比例远远低于水和沙，因此它的污染严重程度可能相对有限。
也正因为沙子的大量使用，一些沙石供应商由此收获巨大利益。美国最大的压裂砂原砂生产商之一Emerge Energy Services自从去年5月上市之后，股价涨幅迄今已高达462%。
水力压裂法使用的某种物质令冰激凌价格更贵
你有所不知的是，水力压裂法使用的一种物质将令冰激凌价格更贵。
这种物质叫做瓜尔豆胶(guar gum)，也是压裂液的组成部分之一。这是一种高分子碳水聚合物，来自于天然植物瓜儿豆。瓜尔豆胶有很明显的增稠和粘合作用，它被广泛用于多种物品中：肉制品、奶酪、色拉酱、方便面……。当然，瓜尔豆胶还被用于改善冰激凌的口感。
下图是瓜尔豆胶自2000年以来的价格走势图：很明显，瓜尔豆胶近几年价格大幅上扬。所以，我们必须关注水力压裂法是否将加大对瓜尔豆胶的需求。若其需求增加，那么瓜尔豆胶的价格就将再度上涨，这就有可能推涨冰激凌、方便面之类的物品价格。
水力压裂法助推美国页岩油气繁荣进程
华尔街见闻网站本周提及，受益于页岩油气繁荣，美国正从能源消费国转变为能源供应国，4月液态石油每日开采量刷新44年以来的最高历史纪录。
目前，美国接近一半的独立州都或多或少地在开采页岩气，其中储量较大的州包括德克萨斯州、宾夕法尼亚州、加利福尼亚州、科罗拉多州以及北达科他州。仅在2012年，全美页岩油井就有将近50万口。
而水力压裂法的普及，也使得材料供应商受益匪浅——美国最大的压裂砂原砂生产商之一Emerge Energy Services从去年5月8日上市以来，其股价涨幅高达462%。
下图是采用水力压裂法的钻井设备：
下图是传统钻井技术中使用的游梁式抽油机；
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水力压裂法成本高昂
此前，华尔街见闻网站提及，使用水平钻井技术和水压破裂技术的页岩油开采成本高达65美元/桶。相较之下，使用传统技术的中东原油开采成本仅为27美元。目前，部分钻井公司已经开始转向其他方法，比如用酸水来融化岩石。
使用水力压裂法的页岩油产量存在不确定性
对于美国未来页岩油产量的预测分歧较大，最悲观的预测是最多180万桶/天（目前产量已达到90万桶/天），而最乐观的预测是2020年达到300-400万桶/天。
油气专家Arthur Berman称，页岩储集层(shale reservoir)的递减率(decline rate)非常的高。
图：美国巴肯地区一个页岩油井的采油曲线：
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一个油井开采1年后，它的产油速度就急剧下降，仅为刚开始的30%。这意味着，美国每年需要大量开发新油井以弥补旧油井产油速度下降的损失。
水力压裂法并非神话
尽管页岩革命在美国被捧为迈向能源独立的主要"武器"，但它的前景却并非一直是一片光明。就在5月底，美国能源信息署(EIA)对蒙特利页岩油基地的可采储量预测值从154亿桶大幅调降至6亿桶。而该地区页岩油储量占全美64%。这意味着，多年来关于美国页岩革命的神话可能濒临破灭。
水力压裂法不止应用于石油和天然气领域
水力压裂发不仅仅用于提取石油和天然气。它还可以刺激水井打出更多的水、提高地热发电的产能。
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