水圧破砕、またはフラッキングは、60年以上にわたり石油・ガス会社によって使用されてきた、実績ある高度に規制された技術です。

フラッキングでは、石油とガスを地上に流すために岩にひびを入れてそれを押し開く基本原理が用いられます。

油圧破砕またはフラッキングとは何ですか？

一般に考えられているのとは異なり、フラッキングは掘削プロセスではありません。 フラッキングは、井戸が掘削され、ケーシングされ、セメントで固められた後に行われます。 フラッキングは、油井の表面への石油および天然ガスの流れを刺激するために流体を使用するプロセスである。

• 地層中の岩石のタイプ
• 井戸の深さ
• ダウンホール温度

これらの条件と追加の特性は、提案された処理から生じる亀裂の予想寸法を説明するためにコンピュータでモデル化される。

現場では、破砕プロセスは坑井ごとに3～4日かかり、次の基本的な手順を含みます：

1. 水、プロパント（破砕砂）および化学物質は坑井現場で輸送・保管される。
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   Photo credit : トリカン

2. Frac fluid, also known as hydraulic fracturing fluid or slick water, is on site mixed and the fluid pumpers at the well high pressure enough to create small (millimeter-scale width) cracks in the targeted rock formation deep below the surface.Frac Pumpers (FOC) は、現場で流体混合し、地中の岩層に小さな亀裂が入るよう高圧で坑内に流します。

   区間（ステージ）が十分に破砕されると、ポンプが停止され、圧力が下がり、亀裂が閉じ始めます。 フラックスサンドが亀裂を「支え」て、炭化水素分子が亀裂に流れ込み、坑井に流れ込むようにします。 このプロセスは多段式水圧破砕と呼ばれる。 一般に、油層に含まれる石油またはガスの回収を最大化するために、油層を十分に覆うように平均10～15ステージを要する。 ステージの数は、井戸の横方向の長さに依存する。

3. 計画されたステージを完了するには、通常約3～4日かかる。 その後、フラッキング装置が坑口から取り外され、流量試験装置および/または生産装置が設置される。
4. 当初、石油またはガスは、フローバック液と呼ばれる破砕液の大部分とともに坑井から流れ出るようにされる。 フローバック流体は、天然ガスまたは石油から分離され、坑井に貯蔵される。 坑井は何年も流れ続ける（または生産する）ことができるが、流体の逆流は数日から数ヶ月の間にしか起こらない。

   慎重に回収されたフローバック液は、別の坑井に再利用されるか、政府が承認した施設で廃棄される。 オペレーターはフローバック流体の量を追跡し、規制当局に報告しなければならない。

Frac Fluid

破砕液の選択は、貯留層特性、コストおよび入手性に左右される。

破砕プロセスで使用される破砕流体は、以下のもので構成されます：

• ベース流体：最も一般的には水ですが、液体の二酸化炭素（CO2）または窒素（N2）
• プロパントまたは破砕砂：通常は純粋なシリカサンドですが、樹脂コーティング砂またはセラミックビーズの場合もあります
• 添加剤：
• プロパントまたは破砕砂を添加することにより、破砕の効果を高めることができます。 フラッキングプロセスを通じて流体の性能を変化させ、貯水池や装置を保護する一般的な添加物

Frac Fluid = Base Fluid + Proppant + Additives



Source: Trican

Frac Fluid Disclosure

カナダの石油・ガス産業は、一般の人々がフラッキングの際に使用する添加物について疑問を持っていることを理解しており、したがって、使用するフラッキング液の公開に取り組んでいます。 破砕流体に使用される添加物の大半は、シャンプー、口紅、制汗剤、アイスクリームなど、一般的な産業や家庭のプロセスでも使用されています。

現場で破砕を行うサービス会社は、顧客である探査・生産（E&P）会社に、破砕液に使用されている添加物のリストを提供することを約束します。

その一方で、E&P会社は、所有する井戸の破砕に使用した添加物を公開することを約束します。 FracFocusは、企業がカナダでの水圧破砕作業に関するデータをアップロードする公開レジストリをホストしています。

破砕が安全で責任あることを保証する

破砕作業の継続的でリアルタイムな監視は、労働者と環境の安全を確保するための鍵です。 破砕作業には、流体を混合し、ポンプ圧、速度、および量を監視して、破砕活動が設計されたサイト固有の計画に従っていることを確認する、十分に訓練された労働者が含まれます。

微小地震モニタリングは、フラッキング中に発生する誘導地震をリアルタイムで監視することである。 微小地震モニタリングは、各破砕段階の画像を作成し、オペレーターが、破砕プロセスが対象となる岩層内で意図したとおりに発生していることを確認できるようにします。

モニタリングは、貯留層の応力の変化についての情報を提供します。 このデータから、オペレーターは亀裂がどの程度まで広がっているかを示すことができます。 クラックは垂直方向よりも水平方向の方が大きくなります。 たとえば、ブリティッシュ コロンビア州北東部のホーン リバー ベイスンでの破砕は、横方向に数百メートル、縦方向に数十メートル伸びることがあります。 Trican