Повторное использование воды может стать ключевым для будущего гидроразрыва пласта

Достаточное количество воды будет добываться из недр в качестве побочного продукта добычи нефти из нетрадиционных коллекторов в ближайшие десятилетия, чтобы теоретически компенсировать потребность в пресной воде для операций гидроразрыва пласта (ГРП) во многих крупных нефтедобывающих регионах страны. Однако, хотя другие отрасли, такие как сельское хозяйство, могли бы захотеть использовать часть этой воды для собственных нужд, проблемы с её качеством и потенциальные затраты означают, что, возможно, лучше оставить эту воду в нефтегазоносных бассейнах.

Таков вывод двух новых исследований, проведенных учеными Техасского университета в Остине.

«Нам нужно в первую очередь максимально увеличить повторное использование попутно добываемой воды для гидроразрыва пласта», — сказала Бриджит Сканлон, ведущий автор обоих исследований и старший научный сотрудник Бюро экономической геологии UT. «Вот в чем действительно состоит посыл».

Первое исследование было опубликовано в Environmental Science and Technology 16 февраля. Впервые количественно оценено, сколько воды добывается вместе с нефтью и газом по сравнению с потребностями ГРП. Авторы также спрогнозировали спрос на воду для ГРП и объемы попутной воды на протяжении всего срока разработки нефтегазоносных бассейнов, который исчисляется десятилетиями.

Второе исследование, опубликованное в Science of the Total Environment 3 февраля, оценивает потенциал использования воды, добываемой вместе с нефтью и газом, в других секторах, таких как сельское хозяйство. Оно показало, что текущие объемы попутной воды относительно невелики по сравнению с потребностями в воде для орошения и не решат проблему нехватки воды.

Проблемы с водой становятся все более сложными при разработке нетрадиционных сланцевых коллекторов. Для ГРП требуется значительное количество воды, что может быть проблемой в засушливых регионах. При этом в процессе добычи на поверхность поднимаются большие объемы попутной воды, создавая новые проблемы для её утилизации, особенно с учетом того, что её закачка в глубокие горизонты связана с сейсмической активностью в некоторых регионах.

Исследования могут помочь в важных общественных дебатах о водопользовании, связанном с добычей нефти и газа в Техасе, Оклахоме, Нью-Мексико и других частях страны.

Ученые проанализировали восемь крупных бассейнов США, включая Пермский (Мидленд и Делавэр), Баккен, Барнетт, Игл-Форд, Фейеттевилл, Хейнсвилл, Марселлус и Ниобрара. Используя исторические данные с 2009 по 2017 год, они разработали прогнозы на весь срок разработки месторождений.

Нефтяные бассейны дают гораздо больше воды, чем газовые. Например, бассейн Пермь в 2017 году произвел примерно в 50 раз больше воды, чем Марселлус. Исследование показывает, что во многих случаях для повторного использования в ГРП воды достаточно. Так, в бассейне Делавэр (часть Пермского бассейна в Техасе) прогнозируемые объемы попутной воды будут почти в четыре раза превышать потребности ГРП.

Управление этой водой станет серьезной проблемой для Делавэра, на который приходится около 50% прогнозируемой добычи нефти в стране. Хотя теоретически вода могла бы использоваться другими секторами, такими как сельское хозяйство в засушливом Западном Техасе, качество воды и стоимость её опреснения являются препятствиями. Например, только соли из попутной воды бассейна Делавэр в 2017 году могли бы заполнить до 3000 олимпийских бассейнов.

«Возможность полезного повторного использования попутных вод в засушливых и полузасушливых регионах, которые могут испытывать нехватку воды, — это не та панацея, на которую мы надеялись», — сказал соавтор Марк Энгл, профессор Техасского университета в Эль-Пасо. «Определенно есть потенциал для позитивных изменений, но это потребует осторожных и разумных подходов и политики».