Колебания атмосферного давления могут сильно влиять на количество утечек природного газа из скважин под поверхностью земли на нефтегазовых объектах, согласно новому исследованию Университета Британской Колумбии. Однако современные стратегии мониторинга не учитывают это явление и, следовательно, могут недооценивать или переоценивать истинные масштабы выбросов газов.
Непреднамеренная утечка природного газа из нефтяных и газовых скважин в окружающие недра, известная как неорганизованная миграция газа, является серьезной экологической проблемой, которая может привести к загрязнению грунтовых вод и выбросу парниковых газов в атмосферу.
«В настоящее время миграция подземного газа отслеживается с помощью нечастых или краткосрочных измерений, ограничивающих местоположение», - сказала Оленка Форде, аспирант геологических наук UBC и ведущий автор исследования, опубликованного в Scientific Reports. «Наше исследование показывает, что величина выбросов газов в атмосферу может зависеть от атмосферного давления до и во время мониторинга, поэтому краткосрочные разовые измерения могут не отражать средние выбросы».
Изменения атмосферного давления, как правило, сжимают или расширяют почвенный газ, что оказывает наибольшее влияние на участки с глубоким уровнем грунтовых вод, объясняет Форде. В системе высокого давления почвенный газ сжимается и проталкивает утечку природного газа глубже под землю, где он, скорее всего, не будет обнаружен на поверхности. Когда атмосферное давление снижается, природный газ, попавший под поверхность во время предыдущих условий высокого давления, может выйти в атмосферу, способствуя выбросам парниковых газов.
Чтобы оценить этот эффект, команда провела полевой эксперимент в районе значительной исторической и продолжающейся разработки нефти и газа недалеко от Гудзоновской надежды в северной части Британской Колумбии. В течение пяти дней на глубину 12 метров под поверхность земли непрерывно закачивали 30 кубометров природного газа (98,3% метана). Атмосферное давление и выбросы метана затем непрерывно измерялись в течение 24 дней во время и после закачки газа. Исследователи контролировали глубину и скорость утечки из скважины, которые являются ключевыми факторами, влияющими на неорганизованную миграцию газа.
«Мы обнаружили, что величина и продолжительность изменений атмосферного давления напрямую влияют на количество природного газа, выходящего из-под земли и выбрасываемого в атмосферу», - сказал Форде. «В условиях высокого давления выбросы метана уменьшались, иногда даже ниже предела обнаружения. Но при снижении атмосферного давления выбросы метана быстро увеличивались - в разы более чем в 20 раз менее чем за 24 часа."
В результате ключевое значение имеет непрерывный мониторинг в течение более длительного периода времени. «Это поможет более точно обнаруживать и оценивать миграцию и выбросы газа и, следовательно, риски, связанные с утечками из нефтяных и газовых скважин», - сказал Форде.
В мире насчитывается более четырех миллионов наземных углеводородных скважин, часть которых, как известно, страдает от потери структурной целостности, что может привести к такого рода подземным утечкам и, как следствие, к выбросам парниковых газов.
«Результаты нашего исследования позволяют нам двигаться в направлении уточнения и улучшения правил и методов мониторинга», - сказал соавтор Аарон Кэхилл, содиректор Инициативы по исследованиям в области энергетики и окружающей среды в UBC. «Это поможет определить, какие протекающие скважины должны быть приоритетными для корректирующих действий, чтобы ограничить наиболее существенные выбросы парниковых газов».