Необходимы новые решения для переработки воды после гидроразрыва пласта

Ученые Университета Райса провели детальный анализ воды, полученной в результате гидравлического разрыва пласта (ГРП) на трех газовых месторождениях, и предложили, что для ее обработки и повторного использования необходимы экологически безопасные методы.

Более совершенная переработка, а не утилизация "пластовой" воды, откачиваемой обратно из скважин, может снизить опасения случайных разливов и экономить миллионы галлонов пресной воды в год, заявил химик Райс Эндрю Баррон, руководивший исследованием, опубликованным на этой неделе в журнале Королевского химического общества Environmental Science: Processes and Impacts.

Хотя объем воды, используемой бурильщиками в Техасе для ГРП, может составлять лишь 1,5% от объема, используемого в сельском хозяйстве и муниципальном секторе, это все равно до 5,6 миллиона галлонов в год для техасской части формации Хейнсвилл и 2,8 миллиона галлонов для Игл Форд. Это, по словам Баррона, может ложиться значительным бременем на близлежащие населенные пункты.

Исследование началось с химического анализа жидкостей для ГРП, закачанных через газоносные сланцевые формации в Техасе, Пенсильвании и Нью-Мексико. Баррон и ведущий автор исследования, выпускник Райс Сэмюэл Магуайр-Бойл, обнаружили, что вода, полученная при добыче сланцевой нефти и газа, не содержит значительного количества полиароматических углеводородов, которые могут представлять опасность для здоровья. Однако следовые количества других химических соединений привели их к выводу, что отрасли было бы разумно сосредоточить усилия на разработке нехимических методов обработки как для жидкостей ГРП, так и для пластовой воды.

В настоящее время жидкость для ГРП, закачиваемая в скважину для высвобождения газа и нефти из сланца, либо направляется в закрытые системы сбора при выходе, либо закачивается обратно в землю для хранения. Но ни одна из этих стратегий не является эффективным долгосрочным решением, считает Баррон.

Исследователи обнаружили, что большая часть солей, органических и других минералов, содержащихся в пластовой воде из сланцевых газовых коллекторов, происходит из погребенных вод, захваченных в плотной породе в геологических временных масштабах. Они, как отмечают авторы, должны вызывать мало беспокойства. Однако они также обнаружили в пластовой воде потенциально токсичные хлоруглеводороды и органические бромиды, вероятно, образовавшиеся в результате взаимодействия высокого уровня бактерий в воде с солями или химическими реагентами, используемыми в жидкостях для ГРП.

Баррон отметил, что промышленность иногда использует диоксид хлора или гипохлоритную обработку для рециркуляции пластовой воды с целью повторного использования, но эти обработки могут фактически усиливать способность бактерий превращать природные углеводороды в хлоруглеводороды и органические бромиды. Исследователи предположили, что это превращение может происходить либо в скважине, либо в накопительных прудах, где обрабатывается пластовая вода.

"Мы считаем, что отрасли необходимо исследовать альтернативные, нехимические методы обработки, чтобы избежать образования соединений, не встречающихся в природе", — сказал Баррон.

Новая статья, по словам Баррона, должна представлять особый интерес для международных производителей, готовящихся к наращиванию усилий по добыче газа в Великобритании, которая недавно объявила о планах расширения бурения, и в других европейских странах.