Undersøgelse afdækker udbredt lækagerisiko for amerikanske underjordiske brønde til lagring af naturgas

Med den gennemsnitlige brønd bygget i 1963, mere end 1 ud af 5 aktive amerikanske underjordiske naturgaslagre (UGS) kan være sårbare over for lækager på grund af forældede brønddesign, ifølge en ny undersøgelse fra Harvard T.H. Chan School of Public Health.

Disse forældede brønde opererer i 19 stater på tværs af 160 UGS -faciliteter, der omfatter 51 procent af den samlede arbejdende gaskapacitet i USA. Den ældste af disse brønde er koncentreret i OH, PA, NY, og WV.

De brønde, der er identificeret af forskergruppen, vil sandsynligvis have samme design som brønden, der mislykkedes og førte til næsten fire måneders Aliso Canyon gaslækage i Californien i 2015/16-nu den største utilsigtede udslip af drivhusgasser i amerikansk historie .

Hovedforfatter Dr Drew Michanowicz, fra Harvard University's Center for Health and Global Environment, sagde:"Underjordisk lagring af naturgas er en kritisk del af den amerikanske forsyningskæde, og mange dele af landet er afhængige af denne infrastruktur til opvarmning og i stigende grad til elproduktion. Som Aliso Canyon og andre hændelser har vist, sårbarheden af ​​en enkelt brønd udgør en stor risiko for energisikkerhed, drivhusgas udledning, og til sikkerheden og sundheden for mennesker, der bor i nærheden. "

Offentliggør deres resultater i dag i tidsskriftet Miljøforskningsbreve , teamet præsenterer en national database over UGS -brønde og angiver behovet for en bedre forståelse af de risici, der er forbundet med forældelsesproblemer, der står over for lagringsbrønde, især dem, der ikke oprindeligt var designet til tovejsflow.

Teamet identificerede mere end 2, 700 aktive UGS -brønde i hele USA, der, ligesom den mislykkede brønd ved Aliso Canyon, oprindeligt ikke var designet til gasopbevaring, fordi de var forud for anlægget. Disse genanvendte brønde har en medianalder på 74 år, og nogle er mere end 100 år gamle. Selvom velalder alene måske ikke er et problem, ældre brønde vil især have visse designmangler som enkelte fejlpunkter, der ikke afspejler de tekniske erfaringer, der er lært over tid.

Medforfatter Dr. Jonathan Buonocore sagde:"Dels fordi ingen føderale sikkerhedsbestemmelser gælder for naturgasopbevaringsboringer eller deres drift (nu afventende), meget lidt samlet information var tilgængelig vedrørende disse midstream-systemer. Efter at vi havde identificeret dette datagab, vi indså, at vi var nødt til at opbygge vores egen database for at begynde at vurdere denne tidligere uhensigtsmæssige fare. "

Teamet udviklede en geodatabase på over 14, 000 aktive UGS -brønde, ved hjælp af brønd- og facilitetsdata fra 29 individuelle stater, U.S. Energy Information Administration (EIA), og virksomhedens systemkort. Efter anbefalinger fra Interagency Task Force on Natural Gas Storage Safety om at udfase brønde med kun en enkelt beskyttelsesbarriere, holdet begyndte deres vurdering med at beregne forekomsten og placeringen af ​​aktive UGS -brønde, der blev genanvendt fra kulbrinteproduktion. De henviste derefter til konstruktionsdatoer for brønde med den typiske konstruktionspraksis fra den æra for at identificere, hvilke brønde der er mere tilbøjelige til at udvise visse designmangler, såsom beskyttelse af enkelt kabinet.

"Et andet vigtigt fund var, at ældre genanvendte brønde er til stede i faciliteter, der havde konstrueret nye brønde i det sidste årti. Denne variation af brøndvintag inden for faciliteter tyder på, at der sandsynligvis er behov for en række risikostyringspraksis og integritetskontrolteknikker, "sagde medforfatter Sebastian Rowland

"Vores undersøgelse præsenterer en optælling af aktive UGS-brønde i USA og identificerer dem, der kan være højrisiko. Vores forskning fokuserede primært på originale brønddesign, så yderligere forskning er nødvendig for at forfine vores forståelse af aktiv risikostyringspraksis på stats- og operatørniveau. "tilføjede Dr. Michanowicz.

Aliso Canyon-opbevaringsbrønden mislykkedes til dels, fordi den strukturelt var sårbar over for et enkelt-point-of-failure. I olie- og gassikkerhedstekniske termer, systemers pålidelighed indebærer enten øget integritet af individuelle materialer, eller ved at øge redundante kontrolsystemer. Fordi den pågældende brønd oprindeligt blev boret i 1954 som en olieproducerende brønd, kun et enkelt stålrør adskilte gasstrømmen og den ydre klippeformation på bestemte dybder, hvilket betyder, at brøndens passive strukturelle integritet kun var afhængig af et enkelt stålhus.