Природные рассолы, а не искусственные жидкости для гидроразрыва пласта, составляют большую часть сточных вод, поступающих из нетрадиционных нефтяных и газовых скважин с гидроразрывом пласта, говорится в новом исследовании Университета Дьюка.
Большая часть общественных опасений по поводу гидроразрыва связана с насыщенными химическими веществами жидкостями для гидроразрыва, которые закачиваются в скважины в начале добычи, и потенциальным вредом, который они могут причинить, если прольются или будут неправильно утилизированы в на окружающую среду», - сказал Авнер Венгош, профессор геохимии и качества воды в Школе окружающей среды Герцога Николая.
«Наш новый анализ, однако, показывает, что эти флюиды составляют только от 4 до 8 процентов сточных вод, образующихся в течение продуктивного срока эксплуатации скважин с гидроразрывом пласта в основных нетрадиционных нефтегазовых бассейнах США», - сказал Венгош. «Большинство жидкостей для гидроразрыва пласта, закачиваемых в эти скважины, не возвращаются на поверхность, а задерживаются в сланцах глубоко под землей.
«Это означает, что вероятность воздействия на окружающую среду антропогенных химикатов в жидкостях для гидроразрыва низка, если не произойдет прямой разлив химикатов до фактического гидроразрыва», - сказал он..
Более 92 процентов отработанной и пластовой воды или сточных вод, поступающих из скважин, получают из природных рассолов, которые извлекаются вместе с газом и нефтью.
Эти рассолы несут в себе риски, подчеркнул Венгош. Они содержат разное количество солей, тяжелых металлов и встречающихся в природе радиоактивных элементов, а их огромный объем затрудняет их утилизацию.
«Но при надлежащей обработке они потенциально могут иметь полезное повторное использование, - сказал он, - особенно на Западе, где наше исследование показывает, что большинство рассолов, добываемых гидроразрывными скважинами, гораздо менее соленые, чем на Востоке. Эти западные рассолы, соленость которых аналогична морской, можно было бы обрабатывать и повторно использовать для сельскохозяйственного орошения или других полезных целей, особенно в районах, где не хватает пресной воды и постоянна засуха».
Команда Дьюка опубликовала свои выводы 14 октября в рецензируемом журнале Science of the Total Environment.
Исследователи использовали три статистических метода для количественной оценки объема сточных вод, образующихся из нетрадиционных нефтяных и газовых скважин в шести бассейнах по всей стране: формация Баккен в Северной Дакоте; формация Марцелл в Пенсильвании; формации Барнетт и Игл Форд в Техасе; формирование Haynesville в Арканзасе, Луизиане и Восточном Техасе; и месторождение Ниобрара в Колорадо и Вайоминге.
Использование нескольких статистических методов «помогло нам более точно учитывать изменения объема сточных вод и солености каждой скважины с течением времени, а также предоставить более полный обзор различий от региона к региону», - сказал Эндрю Дж. Кондаш, докторант студент лаборатории Венгоша в школе Герцога Николая, который руководил исследованием.
«Это делает наши выводы гораздо более полезными не только для ученых, но и для промышленности и регулирующих органов», - сказал он.
Среди других выводов, новое исследование показывает, что средний объем сточных вод, добываемых нетрадиционными нефтяными или газовыми скважинами, колеблется от 1,7 до 14,3 миллионов литров в год в течение первых пяти-десяти лет добычи. Объем пластовой воды, поступающей из этих скважин, со временем снижается, а ее минерализация увеличивается.
«Уровень соли растет намного быстрее, чем снижается объем, что приводит к большому объему соленых сточных вод в течение первых шести месяцев производства», - сказал Венгош. После этого объем сточных вод, добываемых скважиной, как правило, падает вместе с добычей углеводородов.
Элизабет Олбрайт, доцент практики экологических наук и методов политики в Никольской школе, выступила соавтором исследования с Кондашем и Венгошем.