Исследование показывает, что жидкости для гидроразрыва пласта влияют на химический состав воды из газовых скважин
Давление, температура и состав жидкости играют важную роль в количестве металлов и других химических веществ, обнаруживаемых в сточных водах после гидроразрыва пласта (ГРП) газовых коллекторов. К такому выводу пришли исследователи из Университета штата Пенсильвания (Penn State).
Понимание трансформации химических добавок в условиях высоких давления и температуры в недрах критически важно для управления образующимися сточными водами, которые могут содержать вещества с острым или хроническим воздействием на здоровье человека. Многие газоносные формации, такие как сланцы Марселлус, залегают на глубине в несколько тысяч футов в условиях повышенных давления и температуры. После проведения ГРП химические добавки вместе с металлами, ассоциированными со сланцем, возвращаются на поверхность в виде высококонцентрированных сточных вод.
«Общая цель нашего проекта заключалась в том, чтобы понять, как добавки в жидкостях для ГРП влияют на мобилизацию металлов из сланца и как они могут трансформироваться или разлагаться под воздействием высоких давлений и температур», — пояснил Тревис Таскер, ведущий автор исследования. Команда подвергла образцы сланца с глубины более 4000 футов воздействию синтетической жидкости для ГРП при высоком давлении (>3000 psi) и температуре (>60 °C). Результаты показали, что жидкости с кислотами, окислителями и высокой солёностью увеличивают количество мобилизуемых из сланца металлов. При этом многие добавки разлагались в этих условиях или сорбировались сланцем, однако поверхностно-активные вещества (ПАВ) практически не разлагались.
«Это говорит о том, что, хотя многие добавки для ГРП разлагаются в скважине, такие компоненты, как ПАВ, могут возвращаться на поверхность, где с ними необходимо надлежащим образом обращаться», — отметил Таскер. Полное удаление синтетических жидкостей из раствора происходило только при комбинации трёх факторов: присутствия сланца, высокого давления и температуры. В дальнейшем исследователи планируют изучить, как химический состав жидкости для ГРП влияет на механические свойства сланца и, как следствие, на общую газоотдачу.