石油と天然ガスの生産を増加させるために地質層を破砕する技術の進化。
アメリカの最も初期の石油発見以来、ダイナマイトやニトログリセリンのダウンホールを爆発させることは、井戸の生産を増加させるのに役立った。 南北戦争後の油田で一般的に使用されている地質学的な”破砕”技術は、1949年に水圧破砕が到着したときに大幅に強化されるでしょう。
現代の水圧破砕—一般に”破砕”として知られている—そのルーツをたどることができますApril1865,南北戦争の北軍のベテラン中佐Edward A.L.Robertsは、”爆発魚雷”のための彼の多くの特許の最初の受信したとき.
1990年5月、ペンシルバニア州のOtto Cupler Torpedo Companyは液体ニトログリセリンで最後の油井を「撃った」が、同社は基本的な油田技術を追求し続けている間にニトロの使用を放棄したためである。 会社社長のリック-タリーニは、ロバーツ大佐のオリジナル特許を現代の破砕システムに導いたと信じていた。
1862年、E.A.L.ロバーツは北軍の中佐に任命された。 12月、彼は「細長い殻や魚雷をその中に爆発させることによって、油を含む岩の静脈と裂け目を開くという考えを考案しました。”画像礼儀ドレイクウェル博物館、油の初期の頃、プリンストン大学プレス。
“ロバーツ大佐の時代からの私たちの事業は、アパラチア地域の油井に高い爆発物料金を下げて、油を含む砂に骨折を爆破することを懸念しています”とTallini氏は述べています。 ロバーツの魚雷会社はタイタスビルのアレゲニー地域で操業しており、1859年にアメリカの石油産業が始まり、石油用に特別に掘削された最初の井戸があった。
南北戦争の退役軍人の”魚雷”
南北戦争の退役軍人エドワード-A-L-ロバーツ大佐は、1862年のバージニア州フレデリックスバーグの戦いでニュージャージー連隊を率いた。 戦闘の混乱の中で、南軍の大砲が狭いミルレース（運河）に突入して戦場を塞いだのを見た。
E.A.L.ロバーツは1865年に彼の会社を設立したとき、彼の多くの特許は彼に石油産業に必要な魚雷
戦闘中の英雄的な行動にもかかわらず、彼は1863年に北軍から現金化されました。 しかし、バージニア州の戦場観察は、彼が”超巨大な流体タンピング”と表現したものに進化するアイデアを与えました。
ロバーツは、1865年4月25日に「掘り抜き井戸での魚雷の爆発の改善」のための彼の最初の特許を取得しました。 彼の油田の発明は、井戸を改善するために破砕または破砕することで、アメリカの若い石油産業からの石油生産を大幅に改善するでしょう。 より多くの技術特許が続くでしょう。
ロバーツ魚雷システムは、黒い粉やダイナマイトの棒を井戸の下に落とすなど、以前の方法を覆し、多くの場合、ボアホールを崩壊させ、石油生産を台無しにした。 悲しいことに、同じ月ロバーツは、彼の最初の爆発魚雷特許を授与されました,石油富の失敗した探求者は、リンカーン大統領を暗殺しました. ジョン・ウィルクス・ブースは1864年6月にペンシルベニアの油田を離れたが、その劇的な石油会社によって掘削された井戸で、しくじった骨折の試みがあった。
初期の”魚雷”は、懸濁線に沿って落とされた重量によって設定されました。
ロバーツは1866年に別の米国特許（No.59,936）を取得した。 この改良された装置は”ロバーツ魚雷”として広く知られるようになる。”高度な石油生産技術は、井戸の石油生産深さでより効果的に岩石を分割するために、爆発装置の坑口の上に水の列を使用しました。
タイタスビル-モーニング-ヘラルド紙が報じた: 私たちの注意は、彼の新たに特許を取得した魚雷で、ロバーツ大佐によって様々な地域の井戸で行われた一連の実験に呼び出されました。 結果は、多くの場合、驚くべきされています。
魚雷は鉄製のケースで、15ポンドから20ポンドの量の粉末を含んでおり、爆発する必要がある場所で確認できる限り近くの井戸に降ろされます。 その後、魚雷のキャップによって爆発され、ワイヤーでシェルの上部に接続されます。
ボアホールに水を充填することで、ロバーツは脳震盪を集中させ、周囲の油層をより効率的に破壊するための”流体タンピング”を提供した。 この技術はすぐに影響を与え、いくつかの井戸からの生産は撃たれてから一週間以内に1,200パーセント増加し、ロバーツ石油魚雷会社は繁栄した。
ロバーツは魚雷あたり100ドルから200ドルを請求し、石油の流れの増加の15分の1のロイヤリティを請求した。 ロバーツの手数料を回避しようとすると、いくつかのオイルマンは、自分のデバイスで”月光”によって操作する無免許の開業医を雇った。 発明者は激怒した。
ロバーツは特許を保護するためにピンカートンの探偵と弁護士を雇った。 彼は違法な”魚雷”や”ムーンライターズを停止するために$250,000以上を費やしました。”
ケーブルツールリグによって掘削された井戸を”撮影”する準備をしています。
は法的または違法に適用され、1868年までにニトログリセリンは誤って爆発する致命的な傾向が頻繁にあるにもかかわらず、黒色粉末よりも好まれた。
“炎や火花は容易に爆発することはないだろうが、それをハードラップで打った若者は、遺言を書いてもらい、泣いている親戚が周囲の地区から選ぶことができるような断片を保持するよう命じた葉巻箱を持っていることによって、彼の相続人の間のトラブルを避けることができる”とJohn Jは指摘した。 マクローレンは1896年に彼の本の中で原油のスケッチ—地球のすべての部分で石油開発のいくつかの事故や事件。
ニトログリセリンを注ぐことは、19世紀後半の油田では十分に危険でした。 違法な井戸”射撃”のためにそれをすることは、”月光”という用語につながった。”
ロバーツは1881年3月25日、タイタスビルで裕福な男で亡くなった。 彼の相続人はロバーツ石油魚雷会社を従業員に売却し、ロバーツは独立した爆発物会社として事業を続けた。 それまでに、南北戦争の連合のベテランの革命的な”fracking”の技術は石油産業によって世界的に適用されていた。
アメリカのインディアン準州バートルズビルでは、1897年に油田発見の井戸の破砕を見るために群衆が集まりました。 ドリラーの若い継娘は、待っているニトログリセリンをオフに設定するためによく穴にワイヤーラインの下に”悪魔を行く”爆発装置を落としました。 この爆発により、ネリー・ジョンストーン1号坑井が「黒い金」の間欠泉を噴出し、見物人に感銘を与え、オクラホマ石油産業を立ち上げた（第一オクラホマ石油井戸を参照）。
オットー-キュープラー魚雷株式会社
Rick Talliniの歴史的なOtto Cupler魚雷会社は、1978年に最後の工場が爆発するまで、Titusville近くの工場で独自のニトログリセリンを生産していました。 タリーニの会社は1990年まで液体ニトログリセリンを使用し続けた–ニトログリセリンの製造者の工場の最後がMoosic、ペンシルベニア州で爆発したとき。
一世紀前、オイルシティとタイタスビル（そして悪名高いブームの町ピホール）の油田のより東に、巨大なブラッドフォード油田には独自の井戸破砕サービス会社があった。 注目すべきものは夫人でした。 Alford’s Nitro Factory
1990年5月5日のtalliniの最後の井戸撮影は、彼のOtto Cupler Companyの液体ニトロ埋蔵量の最後のものを使い果たした。 Earlies時代の”go devil”は、別の産業技術のマイルストーンであるdownhole timesに置き換えられていました（Zebco Reel油田の歴史を参照してください）。 彼の会社は井戸を撃ち続けるだろうが、より安全で現代的な爆発物と手順を持っていた。
オットー・クプラー社はタイタスビルのドッティビル道路に小さな博物館を設立し、将来の世代のためにウェルズの初期の「フラッキング」からいくつかの顕著な成果物や文書を保存しました。
石油の形成破砕に関連して、井戸穿孔の開発はもう一つの重要なダウンホール技術であった。 1939年にロサンゼルスのアイラ-マッカローは、発射体または穿孔要素がケーシングを通ってフォーメーションに撃たれる複数の弾丸ショットケーシング穿孔器の特許を取得した。”ボアホールの保護ケーシングを介していくつかのレベルで発射の彼の革新は、油の流れを強化しました。 詳細はDownhole Bazookaを参照してください。
最初の商業用油圧破砕
1949年3月17日、石油生産の専門家チームがオクラホマ州ダンカンの東約12マイルの油井に集結し、油圧破砕の最初の商業 その日の遅く、ハリバートンとスタノリンド社の人員は、テキサス州ホリデイの近くで別の油井を破壊することに成功した。
油井の最初の商業的な水圧破砕は、1949年にオクラホマ州ダンカンの東約12マイルで行われた。
大規模な天然ガス田のあるカンザス州Hugotonで2年前に実験的な井戸が破壊され、ガス井の生産性を高めるための水圧破砕の可能性が証明されました。 エル・ハリバートン(Erle Halliburton、1892年-1957年)は1921年、オクラホマ州アードモアにウェルサービス会社を設立してから2年後の1921年に、油井をセメントで固めるための改良された方法の特許を取得した。
1988年までに、この技術はほぼ百万回適用されているでしょう。 この技術はStanolind（後にPan American Oil Companyとして知られる）によって開発され、特許を取得し、ハリバートンにプロセスを実行するための独占ライセンスが発行されました。 1953年には、ライセンスはすべての資格のあるサービス会社に拡張されました。
新しい井戸を完成させるために、爆発物は鋼ケーシング、セメントおよび生成形成を穿孔するためにワイヤーラインによって下げられる。 充満が電子的に発射された後、油圧に折ることはオイルおよび天燃ガスの生産を非常に高めます。
ハリバートンのサービス会社であるピナクルのスポークスマンによると、
1949年のその運命の日以来、水圧破砕は他のどの技術よりも回収可能な埋蔵量を増
同社の担当者はまた、「これらの最初の処理から60年以上の間に、200万件以上の破砕処理が汲み上げられており、帯水層を汚染する処理の事例は文書化されていない。”
1993年にオクラホマ州ダンカンでエル・ハリバートン像が奉納された。
環境保護庁が2016年の報告書”石油-ガス用油圧破砕”で提起した問題の中で、入手可能性の低い分野での油圧破砕のための水の引き出し、破砕流体の処
シェール破砕技術
1980年代には、シェール破砕の急激な技術進歩により、米国は石油、特に天然生産を大幅に増加させ、今日まで続いています。
クレジットは他の人と共有すべきであるが、アメリカ初の”シェールブーム”は、テキサス州ガルベストン出身の独立したプロデューサー、ジョージ–P-ミッチェル（1919年-2013年）の革新的な考え方から始まった。 この技術は、井戸を水平に操縦して地層を生産することから始まりました。
1980年代、Mitchell Energy&Development Corp.はフォートワース近郊のバーネット頁岩の水平井戸で水理破砕の実験を開始した。 同社は、頁岩層から大量の天然ガスを抽出する方法を見つけ始めた数少ない企業の1つでした。 地質学者がアーカンソー州とペンシルベニア州の天然ガス豊富な頁岩とノースダコタ州の石油頁岩の可能性を認識したときに他の人が続いた。
アメリカの近代的なシェールブームは、独立した生産者ジョージ-ミッチェルがテキサス州のバーネット頁岩から天然ガスを経済的に生産する方法を実験した1980年代に始まった。 月2011マップ礼儀エネルギー情報管理.
ノースダコタ州の歴史的なウィリストン盆地では、1951年以来石油を生産しており、バッケン頁岩から数十億バレルの新たな生産が行われている。 最初のノースダコタ州の油井で続きを読みます。
地震
水圧破砕によって誘発されることが知られているオクラホマ州で最大の地震は、2019年に米国地質調査所によると、2009年以降の州の地震の大部分は、流体を破砕するのではなく、注入された排水に起因していると付け加えた。
USGSは、「排水処理は、石油およびガス生産からの流体廃棄物を地下深く、地下水または飲料水帯水層の下に注入する別のプロセスです」と説明しました。 “オクラホマ州では、注入される排水の90％以上が油抽出プロセスの副産物であり、frack流体を無駄にするものではありません。
米国のシェール油田の生産拠点である西テキサスのペルム紀盆地では、2021年9月にテキサス鉄道委員会（RRC）が、2020年2月以降の6回の地震がリヒタースケールで少なくともマグニチュード3.5を記録したと報告した。 RRCは、地震活動の原因となる可能性が高いとして、岩石を分解するために使用される大量の水の処分を特定しました。
World Oilによると、委員会は「掘削業者に、地下で汲み上げている廃水の量を削減するように要請した」という。 “それはfrackingにリンクされている地震を防ぐためにしようとしているオクラホマ州での対応ほど活発ではなかったレギュレータによるかなり珍しい動”
業界の展望
石油業界の業界団体は、破砕技術について懐疑的な国民を教育するためのウェブサイトを設立しました。 Oneによると、”国内のエネルギー生産についての質問の不足はありません—どのような技術が使用されていますか？ それは私たちの環境にとってどういう意味ですか？ それはどのようにジョブを作成しますか？ とにかく、油圧破砕とは何ですか？”
油圧破砕は、1949年以来、何百万もの石油および天然ガス井の生産を増加させるために使用されてきました。
Energy in Depth—業界の研究へのリンクを提供し、長い間維持してきました：”最初の商業破砕作業は1940年代に行われましたが、この技術は米国の大部分に適用され 井戸の性能を高め、訓練を最小にし、別の方法で得難い資源を回復するオイルおよび天燃ガスの井戸。”
アメリカ独立石油協会（IPAA）のプロジェクトであるウェブサイトは、操業中の米国/井戸の約90％が破壊されたと報告しています—”と、このプロセスは、タイトなガス砂やシェール鉱床などの非伝統的な地層での生産を後押しするために引き続き適用されています。”
生産を増やすためのダウンホール爆薬についての別の視点については、プロジェクトGasbuggy tests Nuclear”Frackingを参照してください。”
フレデリックスバーグの戦いでのロバーツ
南北戦争の歴史家の中には、エドワード-A-L-ロバーツ大佐がマリエの高みまでの多くの不運な北軍の告発の一つを率いていたことを知っている人もいるかもしれない。 以下は、アメリカ石油&ガス歴史協会の研究は、ワシントンD.C.国立公文書館で彼のサービスレコードからあまり知られていない詳細を文書化しています。
油井”射撃”または”フラッキング”魚雷発明者Col.Edward A.L.Roberts(1829-1881)は、ペンシルベニア州タイタスビルのウッドローン墓地に埋葬されました。 単純な墓石には、彼の名前と彼が19年前のフレデリックスバーグの戦いで保持していた軍のランクだけが含まれています。
“我々は、ショットとシェルの最も苛烈で致命的な火災の下で行動に入った”とエドワード-ロバーツ大佐が報告した。 1888年のリトグラフには、1862年12月のフレデリックスバーグの戦いでラッパハノック川を渡ったポトマック軍が描かれている。 Congessの画像提供ライブラリ.
南北戦争中の4ヶ月間、いつか石油と天然ガスの生産技術に革命を起こす男は、第28ニュージャージー志願歩兵連隊の中佐を務めた。 1862年12月にフレデリックスバーグで戦い、わずか数週間前に召集された軍法会議の結果を待っていた。
軍法会議が”ドレス-パレードでの中毒”の仕様を審議したとき、ロバーツの連隊はバージニア州フレデリックスバーグのブラッディ-フィールドと町に行進した。 12月13日、第28ニュージャージー州は、ジェネラルの中心でした。 アンブローズ-バーンサイドの最初の運命の攻撃は、激しくMaryeの高さを守った。 さらに14回も失敗した攻撃が続いた。
エドワード-A-L-ロバーツ大佐は、1859年に米国の石油産業が始まったペンシルベニア州タイタスビルに埋葬されている。
28番目は慎重に配置された大砲に充電されました。 南軍のエドワード・ポーター・アレクサンダー大佐は次のように宣言していた：「我々がその畑を開けたとき、鶏はその畑に住むことができなかった。”
アレキサンダーは正しかった。 北軍の兵士はその寒い12月の日にマライの高地に到達することはなかった。 運河を渡って地面を開けて、旅団後の旅団は、沈んだ道路と石の壁の背後にある防御から南軍を取り除くことができなかった。 北軍の死傷者は12,000人を超えた。
第28師団の突撃中にその指揮官が顔を撃たれたとき、ロバーツが指揮を執った。 ロバーツは『アフター・アクション・レポート』の中で、「私たちは最も苛烈で致命的な射撃と砲弾の射撃の下で行動を起こし、暗闇の近くまで行動を続けた。 役員と男性は自分自身をよく行った。”
一ヶ月後、ロバーツの軍法会議の判決は、一般命令第2号の下で公開されました。 戦闘中の英雄的な行動にもかかわらず、南北戦争の血まみれの中で、彼は有罪となり、12年後の1863年に現金化するよう命じられた。 裁判所の判決の前に、ロバーツは辞任しようとしていたが、これは奇妙なことに、”敵に直面して辞任を入札する”と特徴づけられた。 ロバーツの北軍将校としての任務は1863年に終わった。 しかし、彼はすぐにペンシルベニア州の油田で歴史を作るだろう。
Moonlighters shoot Wells
Andrew Dalrympleは5月、1873年にペンシルベニア州デニス-ランでニトログリセリン爆発で妻と妻が殺されたときに密かに彼の最後の井戸を撃った。 彼は、伝えられるところによると、ティディオウト油田で”副業”―違法な油井の射撃―でした。
ペンシルベニア州の歴史的なマーカーは、1865年の発明のデモンストレーションを指摘しているUnion Col.E.A.L.Roberts。
ニトログリセリンは、石油を産出する岩石を破砕する強力ではあるが危険な手段であった。 この技術は特許を取得しており、その使用は厳密に保護されていました。 ニトログリセリンを注ぐことは19世紀後半には十分に危険であった。 夜に違法にそれを行うことはそれをより多くのようにしました。
「TidiouteでのDalrymple魚雷事故は、ニトログリセリン、またはその他の危険な爆発物が、一般の人々にはほとんど疑われていない場所で密かに使用、保管、操作されて “この危険な物質の大量は、最近、全国の様々な雑誌から盗まれている”と同紙は付け加えた。 “盗難のこの種は、ロバーツ魚雷特許に反対しているいくつかの当事者によってウインクされています。”
推奨読書：緑と黒：シェール革命の完全な物語、Frackingをめぐる戦い、そしてエネルギーの未来
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引用情報–記事タイトル:”Shooters–A”Fracking”History.”著者：B.A.ウェルズとK.L.ウェルズ。 サイト名: アメリカ石油&ガス歴史協会。 URL：https://aoghs.org/technology/hydraulic-fracturing。 最終更新日：2021年9月25日。 オリジナル公開日:September1,2007.