Ultimele Știri

Fracturarea hidraulică: „Apele de suprafaţă și apele subterane”

Consumul de apă
Forajul convenţional al unui puţ consumă cantităţi mari de apă pentru răcirea și lubrifierea capului de forare, dar și pentru eliminarea noroiului de foraj. Fracturarea hidraulică consumă aproximativ de zece ori mai multă apă pentru a stimula puţul prin injecţia de apă sub presiune, pentru a crea fisurile.

Un studiu complet al necesarului de apă pentru exploatarea șistului Barnett a fost realizat în numele Texas Water Development Board. Studiul conţine o analiză a literaturii consacrate consumului specific de apă: Puţurile orizontale necimentate mai vechi cu un singur etaj de fracturare consumau circa 4 MGal (~15 milioane de litri) de apă. Puţurile orizontale cimentate mai recente efectuează fracturarea pe mai multe etaje, pe mai
multe grupuri de perforare în același timp.

fracking (1)

La unul și același puţ orizontal, distanţa tipică dintre două etaje de fracturare este cuprinsă între 130 și 200 m. Un puţ orizontal obișnuit numără aproximativ 3 etaje de fracturare, dar acest lucru nu este obligatoriu. Potrivit unei analize statistice efectuate la circa 400 de puţuri, consumul de apă tipic este de 25-30 m³/m pentru fracturările cu apă [Grieser 2006] și de circa 42 m³/m pentru fracturările mai recente, care folosesc un amestec cu vâscozitate scăzută, distanţa fiind lungimea acoperită de partea orizontală a puţului.

Acest studiu din 2007 conţine, de asemenea, scenarii privind consumul de apă pentru exploatarea șistului Barnett în 2010 și 2025. Pentru 2010, necesarul de apă a fost estimat între 12 și 24 milioane m³, care ar urma să fie de 6-24 de milioane m³, în funcţie de activităţile de explorare viitoare. Tabelul 2 prezintă date mai recente cu privire la noile sonde tipice. Dacă facem o estimare aproximativă, cifra de 15 000 m³ pe sondă pare una realistă pentru șistul Barnett.

Pe baza acestor cifre, cele 1146 de sonde nou dezvoltate în 2010  ar antrena un consum de apă de circa 17 miliarde de litri în 2010, cifră în concordanţă cu previziunea pentru 2010, amintită mai sus. Acest consum trebuie comparat cu consumul de apă pentru toţi ceilalţi consumatori, care se ridica la circa 50 de miliarde de litri. Această comparaţie se bazează pe consumul de apă din acele comitate unde au avut loc
principalele activităţi de foraj (Denton, Hood, Johnson, Parker, Tarrant și Wise).

apa_sistDe asemenea, este posibil ca puţurile forate în vederea producerii gazelor de șist să trebuiască fracturate de mai multe ori în cursul exploatării lor. Fiecare operaţiune de fracturare suplimentară poate să necesite mai multă apă decât precedenta. În anumite cazuri, puţurile pot fi refracturate de până la 10 ori.

Contaminarea apei
Experienţa nord-americană
Contaminarea apei poate fi provocată de următorii factori:

  •  Deversarea noroiului de foraj, a lichidului de refulare și a fluidului sărat din bazine sau din rezervoarele de reziduuri, provocând contaminarea și salinizarea apei.
  •  Scurgeri sau accidente provocate de activităţile de suprafaţă, de exemplu scurgerile din conducte sau bazine cu lichide sau ape uzate, manipularea neprofesionistă sau echipamentul învechit.
  • Scurgeri cauzate de cimentarea incorectă a puţurilor.
  •  Scurgeri prin structurile geologice, prin fisurile sau pasajele naturale sau artificiale.

fracking

De fapt, majoritatea plângerilor la adresa fracturării hidraulice se referă la riscul de contaminare a apelor subterane. Practic, pe lângă accidentele și deversările specifice, accentul se pune pe intruziunea lichidelor de fracturare sau a metalelor provenite din structurile mai adânci. O analiză detaliată a fost efectuată în 2008 în comitatul Garfield, Colorado. „Colorado Oil and Gas Conservation Commission” păstrează arhive ale deversărilor semnalate imputabile activităţilor petroliere și gaziere. În perioada ianuarie 2003 – martie 2008, s-au semnalat în total 1549 de deversări.Douăzeci la sută dintre aceste deversări au provocat o contaminare a apei. De notat faptul că numărul deversărilor este în creștere. De exemplu, în comitatul Garfield s-au semnalat 5 deversări în 2003 și 55 în 2007.

Potrivit unui studiu ulterior cu privire la contaminarea apelor subterane, se constată „o tendinţă de creștere a concentraţiilor de metan în cursul ultimilor șapte ani, creștere care coincide cu înmulţirea numărului de sonde de gaz instalate pe zăcământul Mamm Creek.

Valorile metanului din apele subterane observate înaintea forajului indică o concentraţie naturală mai mică de 1 ppm, exceptând cazurile de metan biogenic captat în eleșteie și pe fundul cursurilor de apă. […] Datele izotopice pentru eșantioanele de metan arată că majoritatea eșantioanelor care prezintă o concentraţie ridicată de metan sunt de origine termogenă. În paralel cu creșterea concentraţiei de metan, se constată o creștere a
numărului de puţuri de apă subterană cu concentraţie ridicată de cloruri, care poate fi corelată cu numărul puţurilor de gaz.” [Thyne 2008] Firește, există o corelaţie clară între spaţiu și timp: nivelurile de metan sunt mai ridicate în regiunile care prezintă o densitate mai ridicată a puţurilor, iar aceste niveluri au crescut în timp, odată cu înmulţirea numărului de puţuri.

Un studiu mai recent, confirmă aceste rezultate în pânzele freatice situate deasupra formaţiunilor de șist Marcellus și Utica din nord-estul Pennsylvaniei și în nordul statului New York. În zonele active de extracţie a gazului, concentraţiile medii de metan din puţurile de apă potabilă erau de 19,2 mg/l, cu un nivel maxim de 64 mg/litru, ceea ce reprezintă un risc de explozie. În regiunile învecinate cu structură geologică similară dar fără activităţi de extracţie a gazului, concentraţia de referinţă era de 1,1 mg/litru.

fracturare

În total, au fost înregistrate peste 1000 de plângeri legate de contaminarea apei potabile. Un raport care afirmă că se bazează pe datele Departamentului de protecţie a mediului din Pennsylvania (Pennsylvania Department of Environmental Protection) numără 1614 de abateri de la legislaţia de stat în materie de petrol și gaz în cursul operaţiunilor de foraj în șistul Marcellus pe o perioadă de doi ani și jumătate [PLTA 2010]. Două treimi dintre aceste infracţiuni au „cel mai probabil un impact negativ asupra mediului”.

Accidentul cel mai spectaculos documentat oficial a fost explozia unui imobil de locuinţe provocată de operaţiunile de foraj și infiltrarea ulterioară a metanului în sistemul de alimentare cu apă al locuinţei [ODNR 2008]. Raportul Departamentului de resurse naturale (Department of Natural Resources) a identificat trei factori care au condus la explozia casei: (i) cimentarea incorectă a tubajului de producţie, (ii) decizia de a începe fracturarea hidraulică a puţului fără o cimentare suficientă a coloanei de tubaj și, cel mai important, (iii) perioada de 31 de zile de după fracturare, în cursul căreia spaţiul inelar dintre suprafaţă și tuburile de producţie a fost „în cea mai mare parte blocată”.

În majoritatea cazurilor, contaminarea apei cu metan sau clorură s-a putut atesta, în schimb, infiltrarea benzenului și a altor lichide de fracturare rareori poate fi demonstrată. Cu toate acestea, o eșantionare din 2009 a puţurilor de apă potabilă din Wyoming efectuată de Agenţia americană de protecţie a mediului (Environmental Protection Agency) a relevat prezenţa unor substanţe chimice utilizate frecvent în procesul de fracturare hidraulică:

„La începutul acestei luni, Regiunea VIII și-a publicat rezultatele eșantionării efectuate în puţurile de apă din Pavillion, WY – la cererea locuitorilor regiunii – care au demonstrat prezenţa unor contaminanţi de foraj la 11 din cele 39 de puţuri testate, inclusiv 2-butoxietanol (2-BE), o componentă cunoscută prezentă în lichidele de fracturare hidraulică, la trei puţuri testate, precum și prezenţa metanului, a unor compuși organici din sfera diesel și a unui tip de hidrocarburi cunoscute sub denumirea de adamantan”.

În multe cazuri, companiile responsabile au fost deja amendate pentru încălcarea legilor în vigoare în statul în cauză. De exemplu, Cabot Oil & Gas a primit o notă din partea Pennsylvania Department of Environmental Protection, potrivit căreia: „Cabot a provocat infiltrarea gazului din formaţiunile inferioare în apa dulce subterană”.

Pe baza datelor istorice disponibile pentru statul New York, s-a estimat o rată a accidentelor de 1 la 2 %. [Bishop 2010] Cifra pare plauzibilă. Cu toate acestea, având în vedere cele peste 1600 de încălcări menţionate mai sus doar în partea din Pennsylvania a șistului Marcellus, se poate atinge o rată mult mai ridicată dacă se iau în considerare cele aproximativ 2300 de puţuri forate în această regiune până la finele anului 2010.
Transferabilitatea la condiţiile europene

Majoritatea accidentelor și a infiltraţiilor în apele subterane par să se datoreze erorilor de manipulare, ceea ce ar putea fi evitat. Statele Unite au adoptat reglementări, însă controlul și supravegherea operaţiunilor sunt insuficiente, fie din cauza constrângerilor bugetare cu care se confruntă autorităţile publice, fie din alte motive. De aceea, problema de bază nu o reprezintă o reglementare incorectă, ci execuţia sa printr-o supervizare adecvată.

Trebuie să se garanteze nu numai faptul că bunele practici sunt cunoscute, ci și aplicate într-o manieră sistematică. În plus, continuă să existe un anumit risc ca pasajele nedetectate (de exemplu, vechi puţuri abandonate dar neînregistrate, cu cimentare incorectă, riscuri imprevizibile datorate cutremurelor de pământ etc.) să permită metanului și substanţelor chimice să se infiltreze în apele subterane.

Eliminarea apelor uzate

Lichidele de fracturare sunt injectate în formaţiunile geologice sub înaltă presiune. Odată eliberată presiunea, un amestec de lichid de fracturare, metan, compuși și apă din depozit este împins înapoi la suprafaţă. Apa trebuie colectată și evacuată în mod corespunzător. Potrivit anumitor surse din industrie, între 20 % și 50 % din apa utilizată la fracturarea hidraulică a puţurilor de gaz revine la suprafaţă sub formă de reflux. O parte din această apă este reciclată pentru a servi la fracturarea altor puţuri. Potrivit altor surse, procentul lichidului care revine la suprafaţă se situează între 9 % și 35 %.

Experienţa nord-americană

Eliminarea corectă a apelor uzate pare să fie o preocupare majoră în America de Nord. Problema principală o reprezintă cantitatea enormă de ape uzate și configuraţia incorectă a staţiilor de tratare. Reciclarea ar fi posibilă, dar acest lucru ar genera o creștere a costurilor proiectelor. Se semnalează numeroase probleme legate eliminarea incorectă a apelor uzate.
Câteva exemple:

  •  În august 2010 „Talisman Energy” a fost amendată în Pennsylvania pentru o deversare din 2009 care eliberat 4200 de galoane (~16 m³) de lichid de fracturare hidraulică de reflux într-o zonă umedă și într-un afluent al Webier Creek, care se varsă în râul Tioga, un sit de pescuit în apă rece.
  •  În ianuarie 2010, „Atlas Resources” a fost amendată pentru încălcarea legislaţiei de mediu la 13 situri de forare din sud-estul Pennsylvaniei, SUA. Atlas Resources nu luase măsuri adecvate pentru controlul eroziunii și sedimentării, ceea ce a provocat scurgeri de nămoluri. De asemenea, Atlas Resources deversase în sol carburant diesel și lichide de fracturare. Atlas Resources este titular a peste 250 de premise de foraj pentru formaţiunile Marcellus.
  • La 6 octombrie 2009, Range Resources a fost amendată pentru deversarea a 250 de barili (~40 m³) de lichid de fracturare hidraulică diluat. Motivul deversării a fost o îmbinare defectuoasă la o conductă de transmisie. Lichidul s-a scurs într-un afluent a râului Brush Run, în municipalitatea Hopewell din Pennsylvania.
  •  În august 2010, în Pennsylvania, Atlas Resources a luat o amendă pentru faptul că a permis lichidului de fracturare hidraulică să deverseze dintr-un bazin de ape uzate, contaminând un bazin hidrografic de înaltă calitate din comitatul Washington.
  • Pe o platformă de foraj cu trei sonde de gaz din Troy, Pennsylvania, Fortune Energy a deversat ilegal fluide de refulare într-o fosă de drenaj. Aceste fluide au traversat o zonă de vegetaţie, ajungând în final într-un afluent al Sugar Creek.
  •  În iunie 2010, Departamentul pentru protecţia mediului din Virginia de Vest (West Virgina Department of Environmental Protection, DEP) a publicat un raport în care a ajuns la concluzia că, în august 2009, Tapo Energy a deversat o cantitate necunoscută de „substanţe pe bază de petrol” provenite din activităţi de foraj, întrun afluent al Buckeye Creek din comitatul Doddridge. Această deversare a contaminat râul pe un tronson de circa 5 km.

Transferabilitatea la condiţiile europene

Și de această dată, majoritatea cazurilor de contaminare a apei se datorează manevrelor incorecte. De aceea, aceste probleme trebuie tratate într-o manieră foarte strictă. În Europa, de exemplu în Germania, operaţiunile de fracturare hidraulică s-au soldat deja cu accidente. În 2007, de exemplu, conductele de apă uzată de la zăcământul de gaz din formaţiuni compacte „Söhlingen” din Germania s-au rupt, provocând o contaminare cu
benzen și mercur.

Cu toate că autoritatea minieră regională („Landesbergbehörde”) din Saxonia Inferioară a fost informată corect, publicul a avut cunoștinţă de acest accident abia în 2011, când întreprinderea a început să înlocuiască terenurile agricole afectate de fluidele scurse în sol.

Articol din seria: “Impactul asupra mediului privind fracturarea hidraulică la gazele de şist”

1. Fracturarea hidraulică și impactul posibil asupra mediului

2. Impactul asupra peisajului

3. Emisiile de poluanţi atmosferici și contaminarea solului

4. Apele de suprafaţă și apele subterane

5. Cutremurele de pământ

6. Substanţele chimice, radioactivitatea și consecinţele asupra sănătăţii umane

Comentarii prin Facebook

Lasă un comentariu:

Adresa de email nu va fi făcută public.


*