更加环保的水力压裂法
(二氧化碳可以引发大量快速的体积膨胀,同时可以增加粘性。)
在美国研究人员们创造了一种化学反应性的流体,来高效率破碎岩石,可以减少所需的压裂所需要的能量。
当前水力压裂方法是能量密集型的,因为其需要泵,而且平均每个水库有四百万加仑的水,在非常高的压力和流速下会迅速深入地面。这些水还包含各种添加剂,如抗微生物剂,腐蚀抑制剂,缓解摩擦剂。
该流体技术由太平洋西北国家实验室的Carlos Fernandez及其同事一起开发出来,流体与二氧化碳反应而膨胀了高达2.5倍 。它是由聚(烯丙胺)制成,可以减少所需的压裂水体积,而且作为非毒性的杀生物剂和腐蚀抑制剂,可以避免加入额外化学药品。
二氧化碳带来的灵感激发,Fernandez的流体从水溶液开始向水凝胶转变,在岩石膨胀时施加压力和应力,从而引发碎裂。这减少了对外部压力的要求, 并且由于转换是可逆的,而且是通过二氧化碳减压或加酸,流体可从岩石上取下并循环使用,这进一步减小了其对环境的影响。
“该碎裂液体是化学响应的、有趣而且很有希望的,它允许系统在需要的时候由液压控制,” 美国华盛顿大学的环境与化学工程师Young-Shin Jun说。
Fernandez说,如果该技术可以大规模实现,与当前的系统相比,建立水库所需的时间可减半,成本相比也可以减小。该技术所需的零件也是在合理成本内容易得到的。
根据美国犹他大学的环境工程师Joseph Moore描述,流体是“潜在的游戏规则改变者”。 “它有避免诸如石油和天然气有关的聚合物带来的环境问题的潜力,”他补充道。
下一步将是在米级岩石样品中测试这种技术,以及开发和测试在大尺寸下传递二氧化碳的方法。该小组还将在不同条件下,通过量化聚合物质量恢复,来评估流体的回收能力。然而,他们估计,他们的技术可以显著降低水库的建设成本。
新材料在线编译整理——翻译:Gary
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