美國的研究人員已經創造了一種化學響應性流體，可以有效地壓裂岩石，從而減少壓裂所需的能量。
目前的水力壓裂方法是能源密集型的，因為平均每個儲層需要泵入 400 萬加侖的水，並以非常高的壓力和流速注入地下深處。這種水還含有新增劑，包括殺菌劑、腐蝕抑制劑和減摩劑。
這種流體由太平洋西北國家實驗室的卡洛斯·費爾南德斯和同事開發，它在二氧化碳的作用下體積膨脹至原體積的 2.5 倍。它由聚（烯丙胺）製成，可以減少壓裂所需的水量，並且無毒、具有殺菌作用和腐蝕抑制作用，從而避免新增額外的化學物質。
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在二氧化碳刺激下，費爾南德斯的流體從水溶液轉變為水凝膠，在膨脹時對岩石施加壓力和應力，從而引發裂縫。這減少了對外部壓力的需求，並且由於這種轉變可以透過二氧化碳減壓或新增酸來逆轉，因此可以從岩石中去除流體並回收利用，從而進一步限制其對環境的影響。
美國華盛頓大學的環境與化學工程師楊-信·俊說：“這種壓裂液具有化學響應性，這是一個有趣且有前景的特性，可以在需要時控制系統的水力壓力。”
費爾南德斯表示，如果這項技術能夠大規模複製，儲層形成所需的時間可以縮短一半，並且與目前的系統相比，成本也會降低。所需的元件可以以合理的成本大量獲得。
美國猶他大學的環境工程師約瑟夫·摩爾將這種流體描述為“可能具有顛覆性”。他補充說：“它有可能避免與石油和天然氣聚合物相關的環境問題。”
下一步將是在米級岩石樣本上測試這項技術，以及開發和測試更大規模的二氧化碳輸送方法。該團隊還將透過量化不同條件下回收的聚合物質量來評估該流體的回收能力。然而，他們估計他們的技術可以顯著降低儲層建立成本。
本文經《化學世界》許可轉載。 該文章於2015 年 4 月 14 日首次發表。