Большие данные для оценки качества воды на участках сланцевого бурения

Компьютерная программа глубоко анализирует данные о качестве воды в Пенсильвании, помогая ученым выявлять потенциальное воздействие на окружающую среду от добычи газа в сланцевых формациях Марселлус. Работа поддержана новым грантом в $1 млн от Национального научного фонда США и объединяет междисциплинарную команду компьютерщиков и геологов из Университета Пенсильвании, изучающих концентрацию метана в ручьях, реках и частных колодцах штата.

Метан естественным образом присутствует в водоемах, но также может высвобождаться в результате нетрадиционного бурения (гидроразрыва пласта), связанного с добычей газа. Хотя воздействие на окружающую среду от сланцевого бурения встречается редко по сравнению с количеством скважин, новый подход позволит лучше понять, как и почему оно происходит. Геологи годами собирали обширные наборы данных, но ручной анализ сложных закономерностей в них затруднен.

«Нам всегда было досадно, потому что мы получаем эти разрозненные данные о воде, и нельзя собрать их в единое научное объяснение», — говорит главный исследователь проекта Сьюзан Брантли. «Это как пазл с множеством недостающих кусочков. Компьютерные методы могут помочь нам увидеть эту картину и заполнить некоторые пробелы». Используя методы машинного обучения, со-руководитель проекта Чжэньхуэй Ли анализирует данные для выявления «горячих точек» — областей с аномально высокой концентрацией метана, которая не может быть легко объяснена естественными причинами.

Применяя эти методы, команда обнаружила, что уровень метана, как правило, выше вблизи линий разломов. Модели могут анализировать совокупное влияние различных сланцевых, а также старых традиционных нефтяных и газовых скважин вокруг разломов. Работа может привести к лучшему пониманию того, как гидроразрыв, заброшенные скважины и другие факторы изредка влияют на среду. В рамках проекта исследователи также обучат гражданских ученых сбору проб и проведут workshops для обмена данными с общественностью.