211service.com
Badania łączą trzęsienia ziemi ze ściekami ze szczelinowania
Na spotkaniu Amerykańskiej Unii Geofizycznej w San Francisco w zeszłym tygodniu naukowcy przedstawili najnowsze dowody wiążące usuwanie ścieków z hydroszczelinowania gazu łupkowego z nasilonymi trzęsieniami ziemi.
Pochłaniacz gazu: Platforma wiertnicza w pobliżu formacji łupkowej Eagle Ford w Teksasie.
Niektóre stany USA, w tym Oklahoma, Teksas i Kolorado, doświadczyły znacznego wzrostu aktywności sejsmicznej w ciągu ostatnich kilku lat, co zbiegło się z boomem szczelinowania – procesu, który wymusza gaz z trudno dostępnych podziemnych złóż poprzez wstrzykiwanie wody i chemikalia w skałę łupkową. W procesie szczelinowania powstają ogromne ilości ścieków, które zazwyczaj trafiają do głębokich studni. Jednak stopień, w jakim usuwanie ścieków z operacji szczelinowania spowodowało niezwykłą aktywność sejsmiczną, wciąż jest przedmiotem dyskusji wśród naukowców.
Pytanie ma znaczenie, ponieważ większość stanów nie bierze pod uwagę ryzyka trzęsienia ziemi, zezwalając firmom wiertniczym na usuwanie dużych ilości wody wiertniczej naładowanej chemikaliami.
Hydrofracking wytwarza znacznie więcej ścieków niż konwencjonalne odwierty naftowe i gazowe. Tak więc, jak bezpiecznie pozbyć się tych odpadów, staje się coraz większym pytaniem w miarę rozwoju szczelinowania.
Naukowcy uważają, że głównymi winowajcami trzęsień są studnie wstrzykiwania ścieków, które często są najtańszą opcją utylizacji dla firm wiertniczych. Według organizacji zajmującej się ochroną środowiska naturalnego Resources Defense Council, obecnie 90 procent ścieków ze szczelinowania w USA jest odprowadzanych do studni iniekcyjnych.
Od 2010 r. mieszkańcy Oklahomy czuli ich ponad 250 – o wiele więcej niż jeden do trzech zgłaszanych każdego roku w poprzednich dekadach.
Największe trzęsienie ziemi w historii stanu, o sile 5,7 w 2011 roku, które uszkodziło około 200 budynków, było prawdopodobnie spowodowane wtryskiem płynu, podsumowali naukowcy z University of Oklahoma, Columbia University i US Geological Survey, prezentując swoje dane na konferencji. Wykorzystali wstrząsy wtórne do mapowania wzorców uskoków i wykazania, jak ciśnienie narastało w czasie, gdy woda ze szczelinowania była usuwana tak blisko, jak 250 metrów od powstałych trzęsień.
Inni naukowcy z USGS przyjrzeli się serii trzęsień ziemi od 2001 roku w Kolorado i Raton Basin w Nowym Meksyku (w tym trzęsienie ziemi o sile 5,3 w zeszłym roku). Przedstawili również swoje wyniki w tym tygodniu i doszli do wniosku, że wstrząsy te były wynikiem wstrzykiwania ścieków. Według badań prawdopodobieństwo, że wzrost częstotliwości większych trzęsień ziemi, przekraczających 3,0, nastąpi naturalnie, jest bardzo niskie.
Szerszy obraz jest jednak skomplikowany, ponieważ jeszcze zanim hydroszczelinowanie stało się powszechne w ostatniej dekadzie, firmy zajmujące się wierceniem ropy i gazu oraz firmy wydobywcze wykorzystywały w tych regionach dziesiątki tysięcy szybów wstrzykiwania.
Austin Holland sejsmolog z Oklahoma Geological Survey mówi, że wyraźnie niektóre z niedawnych trzęsień ziemi mogły być spowodowane usuwaniem ścieków z działalności szczelinowania. Ale jego dane dotyczące Oklahomy sugerują, że żadne zmiany w działalności związanej z ropą i gazem nie są od razu widoczne, co mogłoby wyjaśnić dramatyczny wzrost częstości trzęsień ziemi.
Geofizyk z University of Texas w Austin Klif Frohlich powiedział na spotkaniu, że trudno jest wskazać przyczyny tego trendu, ponieważ większość badań dotyczyła pojedynczych trzęsień ziemi, a nie szerszych badań. Jego badania części obszaru Dallas-Forth Worth w łupkach Barnett wykazały, że prawie wszystkie trzęsienia ziemi miały miejsce w promieniu dwóch mil od szybów wtryskowych o dużej objętości. Jednak wiele innych studni w ogóle nie wywołało żadnych wstrząsów.
Dostrzeżenie przyczyn tych różnic będzie ważne dla urzędników, którzy rozważają regulacje, mówi Frohlich. Przepisy mogą zmniejszyć ryzyko trzęsień ziemi, ściślej określając, gdzie można zlokalizować studnie oraz w jaki sposób są budowane i wykorzystywane. Na przykład Ohio wprowadziło moratorium na nowe pozwolenia na wtłaczanie ścieków po serii trzęsień ziemi w zeszłym roku, ale ostatnio zaczęło je ponownie zatwierdzać po wprowadzeniu większej liczby norm.
Istnieją również alternatywy dla odprowadzania ścieków, takie jak przetwarzanie wody w istniejących lub dedykowanych oczyszczalniach. Amerykańska EPA jest teraz oceniam Frohlich mówi, że krajowe standardy uzdatniania wody w ten sposób mogą być częściej brane pod uwagę, jeśli obawy związane z trzęsieniami ziemi będą nadal rosnąć, a ograniczone zasoby sprawiają, że sama woda staje się bardziej wartościowym zasobem.
Trzęsienia ziemi spowodowane przez człowieka, wywołane podziemnymi wstrzyknięciami, były znane od dawna, przynajmniej od lat 60. XX wieku, kiedy to odwiert wojskowy wywołał trzęsienie ziemi, które spowodowało poważne szkody w Denver.
Jednak ogólnie rzecz biorąc, eksperci wydają się wierzyć, że zagrożenie sejsmiczne w wielu stanach gazu łupkowego rośnie: przyszłość prawdopodobnie niesie ze sobą znacznie więcej wywołanych trzęsień ziemi w miarę rozszerzania się boomu gazowego, mówi badacz z USGS Earthquake Science Center Art McGarr.