美国的研究人员已经创造了一种化学响应性流体，可以有效地压裂岩石，从而减少压裂所需的能量。
目前的水力压裂方法是能源密集型的，因为平均每个储层需要泵入 400 万加仑的水，并以非常高的压力和流速注入地下深处。这种水还含有添加剂，包括杀菌剂、腐蚀抑制剂和减摩剂。
这种流体由太平洋西北国家实验室的卡洛斯·费尔南德斯和同事开发，它在二氧化碳的作用下体积膨胀至原体积的 2.5 倍。它由聚（烯丙胺）制成，可以减少压裂所需的水量，并且无毒、具有杀菌作用和腐蚀抑制作用，从而避免添加额外的化学物质。
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在二氧化碳刺激下，费尔南德斯的流体从水溶液转变为水凝胶，在膨胀时对岩石施加压力和应力，从而引发裂缝。这减少了对外部压力的需求，并且由于这种转变可以通过二氧化碳减压或添加酸来逆转，因此可以从岩石中去除流体并回收利用，从而进一步限制其对环境的影响。
美国华盛顿大学的环境与化学工程师杨-信·俊说：“这种压裂液具有化学响应性，这是一个有趣且有前景的特性，可以在需要时控制系统的水力压力。”
费尔南德斯表示，如果这项技术能够大规模复制，储层形成所需的时间可以缩短一半，并且与目前的系统相比，成本也会降低。所需的组件可以以合理的成本大量获得。
美国犹他大学的环境工程师约瑟夫·摩尔将这种流体描述为“可能具有颠覆性”。他补充说：“它有可能避免与石油和天然气聚合物相关的环境问题。”
下一步将是在米级岩石样本上测试这项技术，以及开发和测试更大规模的二氧化碳输送方法。该团队还将通过量化不同条件下回收的聚合物质量来评估该流体的回收能力。然而，他们估计他们的技术可以显着降低储层创建成本。
本文经《化学世界》许可转载。 该文章于2015 年 4 月 14 日首次发表。