Условия на поверхности земли влияют на скорость и дальность утечки природного газа

Новое исследование показало, что при утечке природного газа из подземного трубопровода насыщенная водой или снегом почва, асфальтовое покрытие или их комбинация могут заставить газ мигрировать от места утечки в 3–4 раза дальше, чем через сухую почву.

Исследовательская группа под руководством Южного методистского университета (SMU) также обнаружила, что эти поверхностные условия влияют и на скорость утечки газа, увеличивая её в 3,5 раза по сравнению с аналогичной утечкой в условиях сухой почвы.

Это исследование критически важно для аварийных служб и нефтегазовых компаний, так как впервые связывает влияние изменений поверхностных условий с временем и расстоянием подземного переноса газа. Это необходимо учитывать при оценке риска утечки из трубопровода для безопасности близлежащих домов и предприятий.

Утечки представляют двойную опасность: невоспламенённый природный газ, состоящий в основном из метана (CH₄), может вызвать взрыв, а сам метан является вторым по значимости после диоксида углерода (CO₂) фактором глобального потепления. Обнаружение и безопасное удаление газа из всех мест утечки может помочь в борьбе с изменением климата.

Исследователи провели контролируемые эксперименты по утечке на базе Центра оценки технологий выбросов метана (METEC) Университета штата Колорадо, моделируя различные поверхностные условия: снег или дождь на траве, сухая травянистая почва, а также сухой, мокрый от дождя или заснеженный асфальт. Газ непрерывно выпускался до 24 часов для имитации реального сценария.

Ключевые выводы показали, что дождь, снег и асфальт блокируют выход газа на поверхность, заставляя его мигрировать вниз и в стороны от места утечки. Газ движется через почву, заполняя поры, подобно тому, как он проходит через «дыры» в швейцарском сыре, что увеличивает потенциальный риск.

Кроме того, когда газ в таких условиях всё же находит выход, он движется очень быстро и в высокой концентрации. Удивительным открытием стало то, что даже после прекращения утечки метан, захваченный под снегом, влажной почвой или асфальтом, мог обнаруживаться в высокой концентрации до 12 дней, продолжая распространяться в стороны на 2–4%.

Это означает, что место утечки продолжает эволюционировать после её устранения, что должны учитывать аварийные службы. Хотя зафиксированные расстояния миграции относятся к конкретным почвенным условиям METEC, выявленные закономерности отражают ожидаемое поведение газа и в других местах.