Genbrug af vand kan være nøglen til fremtiden for hydraulisk frakturering

Der vil komme nok vand fra jorden som et biprodukt af olieproduktion fra ukonventionelle reservoirer i løbet af de kommende årtier til teoretisk at imødegå behovet for at bruge ferskvand til hydrauliske fraktureringsoperationer i mange af landets store olieproducerende områder. Men mens andre industrier, såsom landbrug, måske ønsker at genbruge noget af det vand til deres egne behov, problemer med vandkvaliteten og de potentielle omkostninger, der er involveret, betyder, at det kunne være bedst at holde vandet i olieområdet.

Det er takeaway fra to nye undersøgelser ledet af forskere ved The University of Texas i Austin.

"Vi skal først maksimere genbrug af produceret vand til hydraulisk frakturering, " sagde Bridget Scanlon, hovedforfatter på begge undersøgelser og en seniorforsker ved UT Bureau of Economic Geology. "Det er virkelig budskabet her."

Den første undersøgelse blev offentliggjort i Miljøvidenskab og -teknologi den 16. februar. Det kvantificerer for første gang, hvor meget vand der produceres med olie- og naturgasdrift sammenlignet med, hvor meget der skal bruges til hydraulisk frakturering. Forfatterne forudsagde også vandefterspørgsel til hydraulisk fraktureringsbehov og produceret vand i løbet af olie- og gasspillenes levetid, som strækker sig over årtier. Et skuespil er en gruppe af olie- eller naturgasfelter kontrolleret af den samme geologi.

Den anden undersøgelse blev offentliggjort i Videnskab om det samlede miljø den 3. februar. Det vurderer potentialet for at bruge vandet produceret med olie og naturgas i andre sektorer, såsom landbrug. Det omfattede forskere fra New Mexico State University, University of Texas i El Paso og Penn State University. Det viser, at de nuværende mængder produceret vand er relativt små sammenlignet med vandbehovet til kunstvanding og ikke vil løse problemer med vandmangel.

Håndtering af vandproblemer er blevet stadig mere udfordrende med olie- og naturgasudvikling i ukonventionelle skiferreservoirer. Operatører har brug for betydelige mængder vand for hydraulisk at bryde skifer til at producere olie og naturgas, hvilket kan være et problem i områder, hvor der er knaphed på vand. Og store mængder vand hentes fra reservoirerne som et biprodukt af produktionen, stiller et helt nyt sæt spørgsmål til, hvordan man håndterer det producerede vand, især da videnskaben har vist, at pumpning af det tilbage i den dybe undergrund er forbundet med seismisk aktivitet i nogle regioner.

Undersøgelserne kan hjælpe med at informere betydelige offentlige politiske debatter om vandforvaltning i forbindelse med olie- og naturgasproduktion i Texas, Oklahoma, New Mexico og andre dele af landet, sagde Scanlon.

"Vandmængderne, der er citeret, varierer meget. Det er derfor, vi lavede denne undersøgelse, " sagde hun. "Dette giver virkelig en kvantitativ analyse af hydraulisk fraktureringsvandbehov og producerede vandmængder."

Forskningen så på otte store skuespil i hele USA, inklusive Perm (Midland og Delaware), Bakken, Barnett, Eagle Ford, Fayetteville, Haynesville, Marcellus og Niobrara spiller.

Forskerne brugte historiske data fra 2009 til 2017 for alle skuespil, og fremskrivninger blev udviklet for oliespilleanlæggenes levetid baseret på den teknisk genvindelige olie ved hjælp af den nuværende teknologi. Oliespil producerede meget mere vand end naturgasspil, med Perm-bassinet, der producerede omkring 50 gange så meget vand som Marcellus i 2017. Hvad angår genanvendelsespotentiale for hydraulisk frakturering, forskningen viser, at der i mange tilfælde er masser af vand, der kan bruges godt. For eksempel, i Delaware-bassinet, som er en del af det større Permian Basin i Texas, forskere fandt ud af, at de forventede producerede vandmængder vil være næsten fire gange så store som den mængde vand, der kræves til hydraulisk frakturering.

Håndtering af dette producerede vand vil udgøre en betydelig udfordring i Delaware, som tegner sig for omkring 50 % af landets forventede olieproduktion. Selvom vandet teoretisk set kunne bruges af andre sektorer, såsom landbrug i det tørre vestlige Texas, Forskere sagde, at problemer med vandkvaliteten og omkostningerne ved at behandle saltvand kunne være forhindringer. Ud over, hvis vandet er stærkt behandlet for at fjerne alle faste stoffer, store mængder salt ville blive genereret. Saltet fra det producerede vand i Delaware-bassinet i 2017 alene kunne fylde op til 3, 000 olympiske svømmebassiner.

"Evnen til fordelagtigt at genbruge produceret vand i tørre og halvtørre områder, som kan være vandstresset, er ikke det universalmiddel, vi håbede, " sagde medforfatter Mark Engle, professor ved University of Texas i El Paso. "Der er helt sikkert potentiale til at gøre noget godt, men det vil kræve forsigtige og smarte tilgange og politikker."