フラッキング（ 水圧破砕 、 フラッキング 、ハイドロフラクチャリング 、ハイドロフラッキング とも呼ばれる）は、加圧された液体によって岩盤 の地層 を破砕する坑井刺激技術である。 [ 1 ] 増粘剤 の助けを借りて懸濁された砂またはその他のプロパント を含む）を高圧で坑井 に注入し、深部の岩盤に亀裂を作り、そこから天然ガス 、石油 、塩水が より自由に流れるようにする。[ 2 ] 水圧が 取り除かれると、水圧破砕用プロパント（砂または酸化アルミニウム ）の小さな粒子が亀裂を開いたままにする。[ 3 ]
水圧または酸を使用するフラッキングは、坑井刺激の最も一般的な方法です。[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] 浸透性を 恒久的に強化または増加させることを目的としているため、非在来型 に分類されます。[ 7 ] になります。 [ 8 ]
水圧破砕は一般の人々にとってより馴染み深く、炭化水素 採掘 で用いられる主要な方法であるが、酸破砕にははるかに長い歴史がある。[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] 水素産業は 破砕 を用いる傾向があるが、現在ではフラッキングという 言葉が一般メディアで主流となっている。[ 13 ]
意味 油井刺激法。フラッキングは黄色で強調表示されています。 水圧破砕（フラッキング）と酸処理（酸フラッキング）は、坑井刺激の最も一般的な方法の 2 つです。[ 5 ] [ 14 ]
英国の法規制および炭化水素許可の文脈において（英国におけるフラッキングを 参照）、Adriana Zalucka らは、2021 年に発表された査読付き論文で、さまざまな定義、および主要な規制当局と機関の役割を検討しました。[ 15 ]
油井およびガス井の坑井刺激処理のうち、掘削孔から半径1mを超える範囲の標的岩盤体積の浸透率を0.1ミリダルシー以上に増加させるものすべて。
上記の定義は、特定の抽出プロセスではなく、浸透性の向上に焦点を当てています。これは定量的であり、一般的に合意されている0.1 mdのカットオフ値を使用しており、この値より低い岩石は不浸透性であると考えられています。1 m半径の基準を使用することで、酸圧搾や酸洗浄などの坑井洗浄プロセスは非在来型に分類されません。たとえば、議論の余地がある注入水の量[ 16 ] [ 17 ] [ 15 ]。
浸透率が低い（一般的には 0.1ミリダルシー 未満と定義される）ということは、その資源が非在来型であることを意味し、資源を抽出するには特別な方法が必要である。その値を超えると、従来の方法で十分である。[ 18 ] [ 19 ] [ 15 ]
上記の定義は英国の文脈の中で策定されたものだが、普遍的に適用可能であり、特に炭化水素産業と米国地質調査所 の見解を考慮に入れている。
地質学
静脈 ほとんどの鉱脈系は、比較的高い間隙流体圧 の期間中に繰り返される自然破砕の結果である。[ 57 ] [ 58 ] 水 が排出されることがある。このプロセスは「地震ポンピング」と呼ばれる。[ 59 ]
歴史
石油・ガス井 坑井の性能と処理圧力の関係は、スタノリンド石油ガス会社 のフロイド・ファリスによって研究されました。この研究は、1947年にスタノリンドがカンザス州 南西部のグラント郡 のヒュゴトンガス田 で実施した最初の水圧破砕実験の基礎となりました。[ 11 ] [ 23 ] ナパーム） 1,000 USガロン（3,800 L、830 imp gal） とアーカンソー川 の砂が、ガスを産出する石灰岩層に2,400フィート（730 m） の深さで注入されました。[ 72 ] [ 72 ] [ 73 ] ハリバートン石油井戸セメンティング会社 に付与されました。[ 74 ] [ 67 ] オクラホマ州スティーブンス郡 とテキサス州アーチャー郡 で最初の 2 つの商業用水圧破砕処理を実施しました。[ 11 ] [ 75 ]
低浸透性地層で使用される大規模な水圧破砕とは対照的に、小規模な水圧破砕処理は、岩盤と掘削孔の境界面に形成されることがある低浸透性ゾーンである「スキン損傷」を修復するために、高浸透性地層で一般的に使用されます。このような場合、破砕は掘削孔からわずか数フィートしか及ばない場合があります。[ 76 ]
ソビエト連邦 では、1952年に最初の水圧破砕法が実施された。[ 77 ] [ 78 ]
プロセス 米国環境保護庁 （EPA）の定義によれば、水圧破砕法とは、天然ガス、石油、または地熱井を刺激して抽出量を最大化するプロセスである。EPAは、より広範なプロセスとして、水源水の取得、井戸の建設、井戸の刺激、および廃棄物の処理を含むと定義している。[ 97 ]
方法 水圧破砕は、坑井ケーシングの穿孔位置によって決定される目標深度での圧力が岩石の破砕勾配（圧力勾配）を超えるのに十分な速度で破砕流体を坑井に注入することによって形成されます。 [ 98 ] 注入 を停止して圧力を取り除いたときに破砕が閉じるのを防ぎます。プロパントの強度を考慮し、プロパントの破損を防ぐことは、亀裂にかかる圧力と応力が高くなる深度ではより重要になります。プロパントが充填された亀裂は、ガス、石油、塩水、水圧破砕液が坑井に流れ込むのに十分な透過性があります。[ 98 ]
この過程で、破砕液の漏出、すなわち破砕液が破砕チャネルから周囲の透水性岩盤に漏れ出す現象が発生します。制御されない場合、注入量の70%を超える可能性があります。これにより、地層マトリックスの損傷、地層流体の有害な相互作用、および破砕形状の変化が生じ、効率が低下する可能性があります。[ 99 ]
坑井の長さに沿った 1 つ以上の亀裂の位置は、坑井側面に穴を開けたり塞いだりするさまざまな方法によって厳密に制御されます。水圧破砕はケーシングされた 坑井で行われ、破砕されるゾーンには、その場所でケーシングに穴を開けることによってアクセスされます。 [ 100 ]
石油・天然ガス田で使用される水圧破砕装置は通常、スラリーブレンダー、1 台以上の高圧・大容量破砕ポンプ (一般的に強力な三連ポンプまたは五連ポンプ)、および監視ユニットで構成されています。関連機器には、破砕タンク、プロパントの貯蔵および取り扱い用ユニット (1 台以上)、高圧処理鉄破砕ホース (低圧フレキシブルホース)、流量、流体密度、処理圧力用の多数のゲージおよびメーターが含まれます。[ 101 ] 100 メガパスカル (15,000 psi) および毎秒 265 リットル (毎秒 9.4 立方フィート、毎分 133 米バレル) に達することがあります。[ 102 ]
井戸の種類 従来の低容量水圧破砕法は、単一の井戸の高浸透性貯留層を刺激するために使用されますが、非従来型の高容量水圧破砕法は、タイトガスやシェールガスの井戸の完成に使用されます。高容量水圧破砕法は通常、低容量破砕法よりも高い圧力を必要とします。より高い圧力は、掘削孔からより遠くまで広がる大量の流体とプロパントを押し出すために必要です。[ 103 ]
水平掘削では、抽出対象物質を含む岩盤層と平行に延びる「横坑」と呼ばれる終端掘削孔を備えた坑井を掘削します。例えば、テキサス州のバーネット頁岩盆地では横坑は1,500～5,000フィート（460～1,520 メートル） 、ノースダコタ州のバッケン層では最大 10,000フィート（3,000 メートル） まで延びます。これに対し、垂直坑井は岩盤層の厚さ（通常50～300フィート、15～91 メートル） にしかアクセスできません。水平掘削では、同じ量の岩盤にアクセスするために必要な坑井の数が少なくなるため、地表への影響を軽減できます。
掘削によって坑井壁の孔隙が塞がれ、坑井内およびその近傍の透水性が低下することがよくあります。これにより、周囲の岩盤から坑井への流れが減少し、坑井が周囲の岩盤から部分的に遮断されます。低容量の水圧破砕法を使用して透水性を回復できます。[ 104 ]
破砕液 水圧破砕に備えて設置された貯水槽 破砕液の主な目的は、亀裂を拡大し、潤滑性を加え、ゲルの強度を変化させ、プロパントを地層内に運ぶことです。流体中のプロパントを輸送する方法には、高速破砕と高粘度破砕の2種類があります。 高粘度 破砕は大きな支配的な亀裂を引き起こす傾向がありますが、高速破砕、またはスリックウォーター破砕は、小さな広範囲に広がる微小亀裂を引き起こします。[ 105 ]
グアーガム などの水溶性ゲル化剤は粘度を高め、プロッパントを効率的に地層に送り込む。[ 106 ]
高圧マニホールドがポンプの流れを井戸への注入前に結合する例 流体は通常、水、プロパント、および化学添加剤の スラリー です。[ 107 ] 窒素 、二酸化炭素、空気などの圧縮ガスを注入することもできます。通常、流体の90%は水、9.5%は砂、約0.5%は化学添加剤です。[ 98 ] [ 108 ] [ 109 ] ただし、液化石油ガス （LPG）とプロパンを使用して破砕流体が開発されています。このプロセスは、無水破砕 と呼ばれます。[ 110 ]
プロパンを使用すると、高圧と高温によって蒸気になります。プロパン蒸気と天然ガスは両方とも地表に戻り、回収できるため、[ 111 ]
プロッパントは、破砕処理後に生成された亀裂が閉じるのを防ぐ粒状材料です。プロッパントの種類には、シリカ砂 、樹脂コーティング砂、ボーキサイト 、人工セラミック などがあります。プロッパントの選択は、必要な浸透性または粒の強度によって異なります。最も一般的に使用されるプロッパントはシリカ砂ですが、セラミックプロッパントのようにサイズと形状が均一なプロッパントの方が効果的であると考えられています。圧力が天然シリカ砂の粒を粉砕するほど大きい一部の地層では、ボーキサイトやセラミックなどの高強度プロッパントが使用される場合があります。[ 112 ]
USGSによる2011年から2014年までの水圧破砕による水使用量の地図。1立方メートルの水は264.172ガロンです。[ 113 ] [ 114 ] 破砕液は、目的とする破砕の種類、破砕対象となる特定の井戸の状態、および水の特性によって異なります。破砕液は、ゲル状、フォーム状、またはスリックウォーター状のものがあります。破砕液の選択はトレードオフの関係にあります。ゲル状などの粘度の高い破砕液は、プロパントを懸濁状態に保つのに優れています。一方、スリックウォーターなどの粘度が低く摩擦係数の低い破砕液は、より高い流量で注入でき、坑井からより遠くまで破砕を行うことができます。破砕液の重要な物性には、粘度 、pH 、およびさまざまなレオロジー特性 などが含まれます。
水は砂や化学物質と混合され、水圧破砕液が作られます。破砕作業1回あたり、約40,000米ガロン（150,000 リットル）の化学物質が使用されます。 [ 115 ] [ 98 ]
2005年から2009年にかけて米国で水圧破砕 に最も一般的に使用された化学物質はメタノール であり、その他に広く使用された化学物質としてはイソプロピルアルコール、2-ブトキシエタノール 、エチレングリコールなどがあった。[ 117 ]
代表的な流体の種類は以下のとおりです。
スリックウォーター流体の場合、スイープの使用は一般的です。スイープはプロパント濃度の一時的な低下であり、坑井がプロパントで溢れかえらないようにするのに役立ちます。[ 118 ] 酸化剤 や酵素 分解剤などの粘度低下剤がフラクチャリング流体に添加されることがあります。[ 106 ] pH調整剤が使用されることがあります。 [ 118 ] [ 98 ]
骨折モニタリング 水圧破砕の成長中の圧力と速度の測定は、流体特性と坑井に注入されるプロパントに関する知識があれば、水圧破砕処理を監視する最も一般的で簡単な方法となります。このデータは、地下地質に関する知識とともに、プロパントが充填された破砕の長さ、幅、導電率などの情報をモデル化するために使用できます。[ 98 ]
放射性核種モニタリング 破砕液とともに放射性トレーサー を注入することで、注入プロファイルや生成された破砕の位置を特定できる場合がある。 [ 119 ] [ 120 ] [ 121 ] Ir-192 で標識したりして、プロパントの進行状況を監視できる。[ 120 ] Tc-99m やI-131 などの放射性トレーサーは、流量の測定にも使用される。[ 120 ] 原子力規制委員会は、 トレーサーとして使用できる固体、液体、気体のさまざまな放射性物質をリストアップし、注入ごと、井戸ごとに使用できる各放射性核種の量を制限したガイドラインを公表している。[ 121 ]
坑井監視における新たな技術として、ケーシングの外側に光ファイバーケーブルを 設置する方法が開発されました。この光ファイバーを用いることで、坑井に沿って1フィート（約30cm）ごとに温度を測定できます。これは、坑井が水圧破砕やポンプ作業を行っている最中でも可能です。坑井の温度を監視することで、技術者は、水圧破砕作業中および坑井の生産中に、坑井の各部でどれだけの水圧破砕液が使用されているか、またどれだけの天然ガスや石油が回収されているかを把握できます。
微小地震モニタリング より高度な用途では、誘発された亀裂のサイズと方向を推定するために、微小地震モニタリングが使用されることがあります。微小地震活動は、近くの坑井に 地震計 アレイを配置することによって測定されます。成長する亀裂に関連する小さな地震イベントの位置をマッピングすることにより、亀裂のおおよその形状が推測されます。地表または坑井内に展開された傾斜計アレイは、歪みをモニタリングするための別の技術を提供します。 [ 122 ]
微小地震マッピングは、地球物理学的には地震学 と非常によく似ています。地震学では、地表または地表付近に散在する地震計 が、地震発生時に放出されるS波 とP波を [ 123 ] せん断応力が発生します。 間隙水圧 と地層応力の増加が組み合わさって、天然の亀裂、節理、層理面など、水圧破砕付近の弱点に影響を与えます。[ 124 ]
異なる手法には、それぞれ異なる位置誤差地震インバージョンによるイベント位置特定精度は、監視対象の掘削孔から複数の 方位角 にセンサーを配置することで向上します。ダウンホールアレイ配置では、監視対象の掘削孔に近い位置（高信号対雑音比）に配置することで、イベントの精度が向上します。
貯留層刺激によって誘発される微小地震イベントのモニタリングは[ 125 ]
水平仕上げ 2000年代初頭以来、掘削 および坑井完成 技術の進歩により、水平坑井ははるかに経済的になりました[ 126 ]
北米では、バッケン、バーネット、モントニー 、ヘインズビル 、マーセラス 、そして最近ではイーグルフォード、ニオブララ 、ユーティカなど のシェール貯留層が、生産層を水平方向に掘削し、坑井を完成させ、破砕処理を施している。坑井に沿って破砕を行う主な方法は、「プラグアンドパーフ」と「スライディングスリーブ」の2つである。[ 127 ]
プラグアンドパーフ工法の坑井は、一般的にセメントで固められた、または固められていない標準的な鋼製ケーシングで構成され、掘削孔内に設置されます。掘削リグが撤去された後、ワイヤーライントラック を使用して坑井底付近に穿孔を行い、次に破砕液を注入します。その後、ワイヤーライントラックは坑井内にプラグを設置してその部分を一時的に密閉し、坑井の次の部分を処理できるようにします。別のステージが注入され、このプロセスが坑井の水平方向の長さに沿って繰り返されます。[ 128 ]
スライディングスリーブ
袖 これらの完成技術により、必要に応じて1つの井戸の水平部分に30段階以上の注入が可能になる場合があり、これは、露出した生産層の長さがはるかに少ない垂直井戸に通常注入される量よりもはるかに多い。[ 129 ]
用途 水圧破砕法は、石油や天然ガスなどの物質を地下の天然貯留層から回収する速度を高めるために用いられます。貯留層は通常、多孔質の砂岩、石灰岩 、ドロマイト 岩ですが、頁岩や石炭層などの「非在来型貯留層」も含まれます。水圧破砕法を用いることで、地表下深く（一般的に 2,000～6,000 メートル（5,000～20,000 フィート） ）の岩盤から天然ガスや石油を抽出することが可能になります。これは、通常の地下水貯留層レベルよりもはるかに深い場所です。このような深さでは、岩盤から坑井へ天然ガスや石油が経済的に高い収益で流れ込むのに十分な浸透性や貯留層圧力がない場合があります。そのため、岩盤に導電性の亀裂を作ることは、自然に不浸透性の頁岩貯留層からの抽出に不可欠です。浸透性はマイクロダルシーからナノダルシーの範囲で測定されます。[ 130 ] [ 131 ] [ 132 ]
経済への影響 水圧破砕法は、非在来型石油・ガス資源の採掘における主要な手法の一つとみなされている。国際エネルギー機関（IEA） によると、技術的に採掘可能な残存資源は、シェールガスが208 兆立方メートル（7,300 兆立方フィート） 、タイトガスが76 兆立方メートル（2,700 兆立方フィート） 、炭層メタンが 47 兆立方メートル（1,700 兆立方フィート） と推定されている。これらの資源の地層は、一般的に在来型ガス層よりも浸透率が低い。そのため、地層の地質学的特性に応じて、水圧破砕法などの特殊な技術が必要となる。これらの資源を採掘する方法は、従来型の掘削や水平掘削など他にもあるが、水圧破砕法の方が経済的に実現可能性が高いと考えられる。多段階フラクチャリング技術は、米国におけるシェールガスおよび軽質タイトオイルの生産開発を促進しており、非在来型炭化水素資源を有する他の国々でも同様の効果があるとされている。[ 31 ]
大多数の研究は、米国における水圧破砕法がこれまで大きな経済的利益をもたらしてきたことを示している。ブルッキングス研究所は 、シェールガスだけでも年間480億ドルの純経済利益をもたらしていると推定している。この利益の大部分は、天然ガスの価格が大幅に低下したことにより、消費者部門と産業部門にもたらされている。[ 147 ] 均等化発電原価 （LCOE）は低いと示唆されている。[ 148 ]
水圧破砕法の主な利点は、天然ガスや石油の輸入を相殺できることであり、そうでなければ生産者に支払われる費用は国内経済から流出してしまう。[ 149 ] [ 150 ] [ 151 ]
研究によると、水圧破砕井戸は井戸周辺の農業生産性に悪影響を及ぼすことが示唆されています。[ 152 ] [ 152 ] [ 152 ]
米国エネルギー省エネルギー 情報局は、 2035年までに米国のガス供給の45％がシェールガスから供給され、その大部分が温室効果ガス排出量の少ない従来型ガスに取って代わると推定している。[ 153 ]
公開討論 ビトリア＝ガステイス における水圧破砕法反対のバスク語 ポスター（スペイン、バスク地方 、2012年）絶滅反乱（Extinction Rebellion ）における水圧破砕法反対のプラカード（2018年）
政治と公共政策
大衆運動と市民社会組織 フラッキング反対運動は、国際環境団体 やフランスなどの国々の関与により国際的にも、また、2013 年半ばにバルコム掘削抗議が行われたサセックス州バルコムなどの影響を受ける地域で地域的にも出現している。[ 154 ] 米国の 地方自治体 における 水圧 作戦 の訓練を受けた元軍人を雇用するなど、一般市民を安心させるためのさまざまな広報措置を採用するに至った。 レンジ・リソーシズ の広報部長マット・ピッツァレラによると、中東で訓練を受けた従業員は、感情的になった自治体会議に対処したり、水圧破砕に関するゾーニングや地方条例について自治体に助言したりする際に、ペンシルベニア州のレンジ・リソーシズにとって貴重な存在となっている。[ 155 ] [ 156 ]
水圧破砕法に対する抗議活動は数多く行われてきた。例えば、2013年にはオハイオ州ニューマタモラス 近郊で水圧破砕法反対の抗議活動が行われ、開発区域に不法侵入して掘削装置に身を縛り付けた10人が逮捕された。[ 157 ] [ 158 ] ペンシルベニア州ワシントン郡 では、ガスパイプラインの工事をしていた請負業者が、パイプライン建設予定地に仕掛けられていたパイプ爆弾 を発見した。地元当局は、発見して爆破しなければ「大惨事」を引き起こしていただろうと述べた。[ 159 ]
ロシア政府によるプロパガンダ疑惑 2014年、欧州の複数の当局者は、リトアニアとウクライナで賛否両論の結果を招いた水圧破砕法に対する欧州の主要な抗議活動のいくつかは、ロシアの国営ガス会社であるガスプロムによって部分的に資金提供されていた可能性があると示唆した。 ニューヨーク・タイムズは [ 162 ]
現在のフラッキング作業 現在、米国ではアーカンソー州、カリフォルニア州、コロラド州、ルイジアナ州、ノースダコタ州、オクラホマ州、ペンシルベニア州、テキサス州、バージニア州、ウェストバージニア州、[ 163 ] [ 164 ] [ 164 ] [ 165 ]
英国では最近水圧破砕法の一時停止措置が解除されたものの、地震や掘削による環境への影響への懸念から政府は慎重に進めている。フランスとブルガリアでは現在、水圧破砕法は禁止されている。[ 84 ]
健康リスク クリーンエネルギー行進での反フラッキングの横断幕（フィラデルフィア、2016年） 水圧破砕活動が公衆衛生に 及ぼす可能性のある悪影響について懸念がある。 [ 182 ] [ 186 ] [ 187 ]
2012年に米国で発行された小児看護師向けのガイダンスでは、水圧破砕法は公衆衛生に潜在的に悪影響を及ぼす可能性があり、小児看護師は地域保健の改善を提唱するために、そのようなトピックに関する情報を収集する準備をしておくべきだと述べられています。[ 188 ] 環境総局 のために作成された2012年の報告書では、水圧破砕法によって引き起こされる大気汚染と地下水汚染による人間への潜在的なリスクが特定されました。[ 189 ] [ 190 ] [ 191 ]
2014年6月、英国公衆衛生庁は 、水圧破砕法が既に実施されている国々の文献とデータに基づき、英国におけるシェールガス採掘の結果として生じる化学物質および放射性汚染物質への曝露が公衆衛生に及ぼす潜在的な影響に関するレビューを発表した。[ 185 ]
現在入手可能な証拠の評価によると、シェールガス採掘に伴う排出物への曝露による公衆衛生への潜在的なリスクは、操業が適切に実施され、規制されていれば低いことが示されています。ほとんどの証拠は、地下水汚染が発生した場合、その原因は垂直掘削孔からの漏洩である可能性が最も高いことを示唆しています。地下水圧破砕プロセス自体（すなわち、シェールの破砕）による地下水汚染は考えにくいです。しかし、水圧破砕液や廃水が地表に流出すると地下水に影響を与える可能性があり、大気への排出も健康に影響を与える可能性があります。文献で潜在的なリスクが指摘されている場合、報告されている問題は、通常、操業上の失敗と不十分な規制環境の結果です。
2017年のアメリカ経済レビュー誌 [ 192 ]
ハーバード大学T.H.チャン公衆衛生大学院が2022年に実施し、 Nature Energy誌 に掲載された研究では、フラッキングなどの抽出方法を含む非在来型石油・ガス開発（UOGD）の近くや風下に住む高齢者は、そのような操業の近くに住んでいない高齢者に比べて、早期死亡のリスクが高いことがわかった。[ 193 ]
米国労働省 が収集し、米国疾病予防管理センター が分析した統計によると、掘削活動と、掘削および自動車事故、爆発、転倒、火災に関連する労働災害の数との間に相関関係があることが示されています。[ 194 ] 採掘作業員は、肺がん や珪肺症などの肺疾患 を発症するリスクもあります。珪肺症 は、岩盤掘削や砂の取り扱いによって発生するシリカ粉塵 への曝露が原因です。 [ 195 ] NIOSH ）も、空気中のシリカへの曝露を、一部の水圧破砕作業を行う作業員の健康上の危険として特定しました。[ 196 ] [ 196 ]
さらに、採掘作業員は放射線被ばくのリスクが高くなります。フラッキング活動では、ラドン 、トリウム 、ウラン などの天然放射性物質（NORM）を含む岩盤を掘削する必要があることがよくあります。[ 197 ]
カナダ医学誌が行った別の報告では、がんを引き起こす可能性のある55の要因が特定され、そのうち20は白血病 とリンパ腫 のリスクを高めることが示されていると報告されている。イェール公衆衛生分析では、フラッキング井戸から1マイル以内に住む何百万人もの人々がこれらの化学物質に曝露されている可能性があると警告している。[ 198 ]
こうした健康上の懸念や、環境や健康への影響がよりよく理解されるまでフラッキングを一時停止する取り組みにもかかわらず、米国は依然として化石燃料エネルギーに大きく依存している。2017年には、米国の年間エネルギー消費量の37%が石油、29%が天然ガス、14%が石炭、9%が原子力から得られ、風力や太陽光発電などの再生可能エネルギーによる供給はわずか11%だった。[ 199 ]
環境正義 フラッキングは、さまざまな環境正義の問題と関連しています。[ 200 ] [ 200 ] [ 201 ] [ 201 ]
多くのフラッキング企業は、自社の事業所が所在する地域社会に雇用機会の増加をもたらすと主張している。しかし、オハイオ川流域研究所の上級研究員であり、オハイオ州のフラッキング事業所に関する報告書の著者であるショーン・オレアリー氏は、「完成した井戸には多くの常勤従業員は必要ない。また、掘削やフラッキングに従事する人々の多くは地元外から来ている」と指摘している。[ 202 ] [ 203 ] [ 204 ] [ 204 ] 州ノースジャクソン で発生した。地元のメル・キャドルは、儲かるロイヤリティの約束で自分の農場に井戸を建設することを許可した。[ 205 ] [ 205 ]
先住民は、企業や政府がガスや石油などの鉱物資源のために土地を奪い破壊することが多いため、コミュニティで不均衡な量のフラッキングに直面しています。[ 206 ] Classic Journal によると、米国では、これを明確に許可する法律が制定されています。これには、1938年の鉱物リース法や1975年のインディアン自決教育支援法 などの連邦法が含まれ、どちらも先住民の土地の資源に対する権利を制限しています。[ 206 ] [ 206 ] [ 206 ]
フラッキングの主な環境および健康への影響のいくつかは、井戸がある農村地域が水質汚染、大気汚染、および土壌汚染によって不均衡に影響を受けるという結果をもたらしています。[ 201 ] [ 201 ] [ 207 ] [ 207 ]
環境への影響 フィラデルフィアでのクリーンエネルギー行進 た気候変動ストライキ 水圧破砕の潜在的な環境影響には、大気汚染、気候変動への寄与、大量の水消費、地下水汚染、土地利用[ 208 ] [ 209 ] が含まれます。大気 汚染と水質汚染 によって人間の健康が影響を受けているかどうかを判断するための研究が進行中であり、危害を回避し、危害を引き起こす可能性のある事故のリスクを管理するために、安全手順と規制を厳格に遵守する必要があります[ 185 ] 。
大気汚染 大気汚染の主な原因は、井戸から漏れるメタンと、抽出プロセスで使用される機器からの産業排出物です。[ 189 ] 温室効果ガス であるメタンの排出ゼロが求められています。メタンの漏出は、より新しいEU法に基づいて建設された井戸よりも、古い井戸の方が大きな問題となっています。[ 189 ]
気候変動への寄与 シェールオイルのライフサイクル温室効果ガス排出量は 従来型オイルより21%～47%高く、非従来型ガスの排出量は従来型ガスより6%低いものから43%高いものまである。[ 210 ]
水の使用と汚染 2016年12月、米国環境保護庁（EPA）は「石油・ガスの水圧破砕：米国の飲料水資源に対する水圧破砕水循環の影響（最終報告書）」を発表しました。EPAは、水圧破砕活動が飲料水資源に影響を与える可能性があるという科学的証拠を発見しました。その理由は次のとおりです。[ 211 ]
水不足の時期や地域で水圧破砕（フラッキング）に使用するために除去された水 フラッキング液や化学物質の取り扱い中に、大量の化学物質や高濃度の化学物質が地下水資源に到達するような流出事故 機械の取り扱いミスにより、フラッキング液が井戸に注入され、ガスや液体が地下水資源に移動してしまう。 フラッキング液を地下水資源に直接注入する 欠陥のある水圧破砕廃水が地表水に漏出する フラッキング廃水を裏打ちのないピットに投棄または保管すると、地下水資源が汚染される。 人々は、河川や貯水池などの地表水、または公共または私設の井戸からアクセスできる地下水帯水層から飲料水を得ています。地表水は、流出や不適切に建設および維持された廃棄物ピットによって汚染される可能性があり、[ 212 ] 放棄された井戸 、亀裂、断層などを通じて破砕中の地層から流体が漏れ出した場合、[ 213 ] 生産水 によって汚染される可能性があります。戻ってきた流体には、鉱物や塩水などの溶解成分も含まれている可能性があるためです。古い放棄された井戸からの塩水や破砕流体の漏洩による地下水汚染の可能性は低いです。[ 214 ] [ 185 ] [ 215 ] [ 216 ]
生産水は、地下注入 、都市 および商業 廃水処理 および排出、油井現場または油田の自己完結型システム、および将来の油井の破砕へのリサイクルによって管理されます。[ 217 ] [ 218 ]
井戸が水圧破砕され、石油とガスが生産された後、破砕液はしばしば地下に残り、地下水を汚染し、帯水層系とつながる可能性があります。[ 219 ] [ 219 ] と…によると。…によると、連邦政府では、 「2005年のエネルギー政策法によって付与された安全飲料水法、大気浄化法、および水質浄化法からの特定の明示的な免除により、規制が不十分である」。[ 219 ]
もう一つの懸念は、パーフルオロアルキル物質およびポリフルオロアルキル物質 、通称「PFAS」または「永遠の化学物質」であり、これらは癌や先天異常との関連が指摘されている。フラッキングで使用される化学物質は環境中に残留する。いったん環境中に入ると、これらの化学物質は最終的にPFASに分解される。これらの化学物質は掘削現場から地下水に漏れ出したり、数百万ガロンの廃水を貯蔵する地下井戸に漏れ出したりする可能性がある。[ 220 ]
水質汚染に加えて、フラッキングでは大量の水が使用されます。水圧破砕では、1つの井戸あたり120万～350 万米ガロン（4,500～13,200 立方メートル ） の 水が使用され、大規模プロジェクトでは最大500 万米ガロン（19,000 立方メートル ） が 使用されます。[ 221 ] [ 106 ] [ 222 ] 300万～800 万米ガロン（11,000～30,000 立方 メートル ） の水を必要とします。[ 98 ] [ 223 ] [ 224 ] ニューヨーク・タイムズ によると、「全国的に、2011年以降、フラッキングによって約1兆5000億ガロンの水が消費された。これはテキサス州全体が1年間に使用する水道水の量に相当する。」[ 225 ]
オックスフォード・エネルギー研究所 によると、ヨーロッパではシェール層の深さが平均して米国よりも1.5倍深いため、より多くの破砕液が必要となる[ 226 ]。
土地利用 米国では、1,200 万エーカー（4,900,000 ヘクタール） 以上が化石燃料の採掘に使用されており、これはイエローストーン国立公園6つ分に相当します。[ 227 ] 掘削パッド 1つあたり約3.6ヘクタール（8.9エーカー） の土地が必要です。井戸パッドと支持構造物の建設は景観を著しく分断し、野生生物に悪影響を及ぼす可能性があります。 [ 228 ] [ 189 ] 生態系サービス コスト（つまり、自然界が人類に提供するプロセス）への影響は、米国で年間2億5,000万ドルを超えています。[ 229 ] [ 189 ]
2013年7月、米国連邦鉄道局は、水圧破砕化学物質による油汚染を石油タンク車の腐食の「可能性のある原因」として挙げた。[ 230 ]
誘発地震活動 水圧破砕法は、これまで地震がほとんどまたは全く記録されていなかった地域で、誘発地震、つまり地震と関連付けられています。[ 231 ] [ 231 ] [ 232 ] [ 232 ] [ 232 ] [ 233 ]
テキサス州とオクラホマ州は、フラッキングによる地震活動の影響を最も受けている地域の 2 つです。2008 年以前は、テキサス州のダラス・フォートワース 地域では地震が 1 回も記録されていませんでしたが、それ以降、この地域では地震が 6 倍に増加しています。[ 234 ] [ 232 ] [ 232 ] [ 231 ] [ 235 ]
注釈と参考文献
解説 ↑ 水圧破砕 、 フラッキング 、 フラッキング 、 ハイドロフラクチャリング 、 ハイドロフラッキング 、または単に フラッキング とも呼ばれます。
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この記事は、米国環境保護庁発行の「石油・ガスの水圧破砕：水圧破砕水循環が米国の飲料水資源に及ぼす影響（最終報告書）」からのパブリックドメイン資料を組み込んでいます。 2016年12月17日取得。