根据今天发表在《科学进展》杂志上的一项新研究，过去几年，压裂作业在从地下提取石油和天然气方面变得更加高效。这对化石燃料行业来说是个好消息，因为他们从一口井中获得的产量比以往任何时候都高——但这可能对淡水来说是个坏消息。
并非所有地方的情况都一样。自2014年石油和天然气价格下跌以来，全国每年钻取的压裂井数量有所下降。但由于一种称为水平钻井的方法，新钻井的规模和产量大幅增加，该方法最大化了地下石油流动面积。
另一项指标也飙升了：每口井使用量的水。研究作者Avner Vengosh表示，在一些地区，“每口井的净增加导致了压裂用水总量的增加”，尤其是在实施压裂的地区。在西德克萨斯州的二叠纪盆地，增幅高达惊人的770%。在那里，天然气生产井的用水量从2011年每英尺井深约350加仑增加到2016年的每英尺井深2335加仑。但在宾夕法尼亚州和西弗吉尼亚州的马塞勒斯地区等其他地区，尽管井变大了，但由于数量减少，压裂总用水量基本保持不变。
早期数据来自Vengosh和杜克大学的同事们在2015年发表的一篇论文。Vengosh说，那项研究建立了一个基线——但当新论文的第一作者、研究生Andrew Kondash开始查看2015-2016年的用水数据时，数字要高得多。Vengosh说，这让团队对他们最初的数据产生了怀疑。但经过进一步的研究，他们发现这是真的——尽管井的数量有所下降，但每口井的用水量却大幅增加。
为了弄清楚这一点，Kondash查看了全国六个主要页岩储层的用水数据。他们评估了钻了多少口井，每口井使用了多少水，以及产生了多少废水。这里的数据代表了压裂的“水足迹”——压裂发生所需注入的淡水，以及与化学品、沙子混合的——有时——与天然气或石油一起渗出的放射性同位素。
研究指出，“研究表明，与全国其他工业用水相比，水力压裂的总取水量可以忽略不计。”工业总用水量估计每天近150亿加仑，用于汽车制造到采矿等各种用途*。“然而，在地方层面上，[压裂]用水会导致水资源可用性方面的冲突，尤其是在西部美国等干旱地区，那里的水资源供应有限。”
Vengosh表示，淡水供应可能是西德克萨斯州二叠纪盆地燃料开采的限制因素。预计该地区的油田未来几年将产出史无前例的原油量——但Vengosh表示，如果没有淡水通过压裂进行开采，这是不可能的。“用水是该系统的一部分，无法以任何方式缓解，”他说。
对淡水需求的增加可能会促进压裂技术的创新。蒙特利尔大学土木工程师、研究地下水和压裂的Mary Kang表示：“在许多地方，近年来回收的水量有所增加。”Kang没有参与目前的研究项目。Vangosh表示，有可能创新会提高水的回收效率。
他表示，用水量的增加意味着存在另一个因素。“现在他们需要处理体积大得多的废水。”一种当前常见的处理方法是将废水泵入深层废水井，而不是回收。这解决了每个单独油井的即时问题，但对其长期影响知之甚少。废水注入井已被与俄克拉荷马州地震数量的增加联系起来。
Kang说：“水不仅仅是一种统一的资源。”不同地区的水的可获得性和质量差异很大——而且我们仍然没有真正理解供水的一部分，比如她所研究的深层地下水。
这项新研究为从行业到环保人士的每个人提供了一个新的基准，以确定压裂将使用多少水，并可能促使至少一些人重新评估他们的水预算。但这些水预算的总量以及它们被消耗的速度仍有待观察。
- 更正 18/8/17：此帖子早期版本称工业淡水使用量约为每天1500万加仑。正确的数字是每天近150亿加仑。
