Эмиссия газовых примесей нефтяными и газовыми месторождениями изучалась исследователями KIT в США (Юта и Колорадо) совместно с институтами США. Были проанализированы фоновые концентрации и шлейфы отходящих газов установок однократной экстракции и гидроразрыва пласта.
Измерения качества воздуха продолжительностью несколько недель проводились в рамках «Исследования зимнего озона в бассейне реки Юинта», координируемого Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA).
Измерения KIT были сосредоточены на вредных для здоровья ароматических углеводородах в воздухе, таких как канцерогенный бензол. Максимальные концентрации определены в шлейфах отходящих газов скважин. Некоторые экстракционные заводы выбрасывают примерно в сто раз больше бензола, чем другие.
Наивысшие значения в несколько миллиграммов бензола на кубический метр воздуха были измерены после открытой установки гидроразрыва пласта, где возвращаемый буровой раствор хранится в открытых резервуарах и бассейнах. Намного лучших результатов достигли нефтегазодобывающие заводы и заводы с замкнутыми производственными процессами. В Германии концентрация бензола на рабочем месте подлежит строгим ограничениям: Федеральное постановление о контроле за выбросами устанавливает годовой лимит бензола в размере пяти микрограммов на кубический метр для защиты здоровья человека, что меньше значений, измеряемых в настоящее время на открытой установке гидроразрыва пласта. в США примерно в тысячу раз.
Исследователи опубликовали результаты измерений в журнале Atmospheric Chemistry and Physics ACP.
«Характерные выбросы следовых газов встречаются повсюду.
Это симптомы газа и добычи газа. Но значения, измеренные для разных технологий, значительно различаются », – объясняет Феликс Гейгер из Института метеорологии и климатических исследований (IMK) из KIT.
Он один из первых авторов исследования. Например, с помощью закрытых сборных резервуаров и так называемых систем улавливания паров выделяющиеся во время работы газы могут быть собраны и значительно уменьшены.
«Газовые месторождения в малонаселенных районах Северной Америки являются хорошей демонстрацией для оценки диапазона воздействия различных технологий добычи и гидроразрыва пласта», – объясняет профессор Йоханнес Орфал, глава IMK. «В густонаселенной Германии рамочные условия намного строже, и гораздо больше внимания уделяется сокращению и мониторингу выбросов."
Фрекинг все чаще обсуждается как технология извлечения ископаемых ресурсов из нетрадиционных месторождений. Гидравлическое разрушение подходящих слоев сланцевого камня открывает доступ к хранящимся в нем ископаемым видам топлива и делает их доступными для экономически эффективного использования. Для этого в этих горных породах пробуривают скважины. Затем они подвергаются воздействию высокого давления с использованием большого количества воды и вспомогательных материалов, таких как песок, цемент и химикаты.
Нефть или газ могут вытекать на поверхность через открытые микроструктуры в породе. Обычно возвратный поток водной жидкости для гидроразрыва пласта с растворенными компонентами нефти и газа на поверхность длится несколько дней до начала фазы добычи более чистой нефти или природного газа.
Этот возвратный поток собирается и затем повторно используется до тех пор, пока его окончательно не утилизируют. Загрязнение воздуха в основном зависит от обработки этого возвратного потока на экстракционной установке.
В этом отношении применяемые в настоящее время технологии гидроразрыва существенно различаются. Впервые полученные локальные выбросы в атмосферу исследованы с высоким временным разрешением.
На основе результатов выбросы могут быть отнесены непосредственно к различным цехам экстракционной установки. Для измерения недавно разработанный, компактный и высокочувствительный прибор, так называемый масс-спектрометр реакции переноса протона (PTR-MS), KIT был установлен на борту минивэна и перемещен ближе к различным точкам извлечения, расстояние между которыми составляло несколько десятков метров.
Таким образом, были детально изучены шлейфы отходящих газов отдельных источников экстракции и процессы гидроразрыва пласта.