どうやって作るの？ 水圧破砕法101

最近ニューヨークでは、抗議者たちがロッカウェイズの遊歩道で、ニューヨーク市のジェイコブ・リスビーチとフォート・チルデンビーチの下にパイプラインを設置して、既存の二つの天然ガス供給システムを接続しようという「ロッカウェイ・ラテラル計画」に反対の声をあげました。 Williams Partners L.P.が管理するこのパイプラインは、ペンシルバニア州マーセラス・シェールからの破砕天然ガスを、ブルックリンにあるフロイド・フィールドの新しいメーターと調整器ステーションまで流し、そこからフラットブッシュ・アベニューを走る現在の配電線に接続する予定です。 米国は石油や石炭への依存度を減らそうと努力しているが、規制されていない採掘方法による環境破壊の証拠が次々と出てきている。 果たしてフラッキングは、2つの悪のうちどちらか片方なのだろうか？ それとも、そうなのでしょうか。水圧破砕法は約60年前から行われていますが、最近、2つの主な理由で業界の寵児となりました。 まず、通常ではアクセスできないような岩層から石油や天然ガスを抽出することができます。 また、水平掘削と組み合わせることで、1つのドリルパッドから従来よりも多くの石油やガスを抽出することができる。 現在、私たちは「フラッキング・ルネッサンス」と呼ばれるような状況にあり、2011年だけでも米国では約27,000の新しいフラッキング井戸が掘削された。

岩石

石油や天然ガスは、地表の奥深くにある砂岩や頁岩という岩層に存在している。 数十億年前、これらの岩石が堆積してできたとき、プランクトンや藻類などの生物が鉱物と一緒に捕獲されたのです。 そして、その微生物の体内には、炭素を主成分とする有機物のポケットが形成された。 そして、岩石が古くなり、地中深くまで入り込むと、熱と圧力で有機物が炭化水素に変化し、石油、石炭、天然ガス（メタン）などの化石燃料が作られた。

従来の石油の採掘によく使われる砂岩は、非常に多孔質で、スポンジが水を保持するように石油を保持します。 掘削すると、砂岩は多孔質であるため、坑井と岩石の間の圧力差（ここでも、油は上に移動したいが、閉じ込められている）と岩石の粒の間の大きな隙間によって、油は岩石から地表に流れ出ることができる。 これに対し、シェール（頁岩）はより密に詰まっているため、同じ方法では採油できない。

掘削

シェール層を見つけたら、エネルギー会社は掘削のためのドリルパッド（本拠地）を設置する。 最初のステップは、水位を囲んでいたり、若い種類のガスを含んでいたりする若い岩の層を越えて、（通常直径18～20インチのドリルビットで）垂直に掘り下げることである。 穴が約1,000フィートの深さになったら、穴自体よりも細いスチール製のケーシングを挿入する。 次にセメントをケーシングに注入し、高圧空気でセメントをドリル穴の底まで押し上げ、スチールケーシングと周囲の岩石の間の隙間（ストリング）に入れます。 これが垂直坑道となる。 この工程は、ドリル穴が頁岩に到達するのに十分な深さになるまで繰り返される。この深さは地表から10,000フィートにも達するが、通常は7,000～8,000フィート付近が上限となる。

水平ドリルビットの発明により、目標深度に達した時点で坑道の方向を変更することが可能になった。 その結果、エネルギー会社は、1つのドリルパッドから、半径何マイルにも及ぶ複数の垂直坑道を5フィート以内に掘削できるようになり、景観全体に複数のドリルパッドを設置する必要性がなくなりました。 次のステップは、小型爆薬または穿孔銃を水平坑井の標的セクションに送り込み、スチールケーシングとセメントに穴を開けることである。 穴を開けたら、砂と化学物質を混ぜた300万から500万ガロンの水を超高圧で坑井に送り込む。 このフラッキング液は穴から爆発的に噴出し、頁岩を粉砕して地層全体に複数の割れ目や亀裂を生じさせる。 (非営利のウェブサイトFracFocusは、全米のフラッキングに使用される化学物質のリストを保管しているが、開示は法的に義務づけられておらず、掲載企業はフラッキング液の「成分」を自主的に提出している）。 フラッキング液の砂と化学物質が岩盤にできた亀裂に潜り込み、亀裂を開いたままにして、閉じ込められていた天然ガスを水平井戸の中に逆流させるのである。 岩盤は、ほんの数粒の砂によって開かれた状態に保たれます。

ガスは破砕液よりも軽いため、上部に上昇し、ガス処理施設、分離施設、または貯蔵所に運ばれるパイプラインに流れ込みます。 フラッキング液（現在はフローバックと呼ばれる）のおよそ10〜30パーセントが井戸を逆流する。 化学物質や砂が含まれているため、次の作業で再利用されるのが理想的です。 リサイクルされない場合は、地中に埋設された井戸に廃棄されます。

リスク

破砕は、石炭や石油に代わるより安価でクリーンなエネルギーを提供し、エネルギー企業に大きな利益をもたらす可能性を秘めている。 しかし、そのリスクは大きい。 メタンガスは二酸化炭素よりもはるかに破壊的な温室効果ガスであり、その漏出は二酸化炭素排出量を削減する努力を台無しにする可能性があります。 メタンガスは二酸化炭素よりもはるかに深刻な温室効果ガスであるため、メタンガスの漏洩は二酸化炭素排出量の削減努力を阻害する恐れがある。また、採掘液による水資源の汚染はすでに発生しており、環境や公衆衛生への影響はまだほとんど分かっていない。 現在進行中の研究では、採掘と地震の潜在的な関連性も調査されている。石油への依存度を減らすという既知の利益と、採掘のコストやリスクの大部分は未知であり、そのバランスを取るのは微妙なところである。 環境防衛基金のフレッド・クルップ会長は、フォーリン・アフェアーズ誌のインタビューで、フラッキングについて「野心的なプラグマティズム」を呼びかけました。 「私たちは現実の世界に生きており、フラッキングやアメリカの天然ガス資源の搾取といったことは起こるべくして起こっているのです。 だから、風力発電や太陽光発電の導入を加速させるためにペダルを踏むように、石炭発電所を天然ガスに変えることで得られる利益を最大化させよう」

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