Hydrofracking miljøproblemer er ikke så forskellige fra konventionel boring

Råolieproduktion og naturgastilbagetrækninger i USA har mindsket landets afhængighed af udenlandsk olie og givet økonomisk lettelse til amerikanske forbrugere, men har også rejst langvarige bekymringer om miljøskader, såsom grundvandsforurening.

En forsker ved Syracuse University's College of Arts and Sciences, og et team af forskere fra Penn State, har udviklet en ny maskinlæringsteknik til holistisk vurdering af vandkvalitetsdata for at detektere grundvandsprøver, der sandsynligvis er påvirket af nylig metanlækage under olie- og gasproduktion. Ved at bruge den model, holdet konkluderede, at ukonventionelle boremetoder som hydraulisk frakturering – eller hydrofracking – ikke nødvendigvis medfører flere miljøproblemer end konventionel olie- og gasboring.

De to almindelige måder at udvinde olie og gas på i USA er gennem konventionelle og ukonventionelle metoder. Konventionel olie og gas pumpes fra let tilgængelige kilder ved hjælp af naturligt tryk. Omvendt ukonventionel olie og gas hentes fra svært tilgængelige kilder gennem en kombination af horisontal boring og hydraulisk frakturering. Hydrofracking udvinder naturgas, petroleum og saltlage fra grundfjeldsformationer ved at injicere en blanding af sand, kemikalier og vand. Ved at bore i jorden og lede højtryksblandingen ind i klippen, gassen indeni frigives og strømmer ud til hovedet af en brønd.

Tao Wen, assisterende professor i jord- og miljøvidenskab (EES) ved Syracuse, for nylig ledet en undersøgelse, der sammenligner data fra forskellige stater for at se, hvilken metode der kan resultere i større forurening af grundvandet. De testede specifikt niveauer af metan, som er den primære komponent i naturgas.

Holdet udvalgte fire amerikanske stater beliggende i vigtige skiferzoner til at målrette deres undersøgelse:Pennsylvania, Colorado, Texas og New York. En af disse stater - New York - forbød praksis med hydrofracking i 2015 efter en gennemgang fra NYS Department of Health, som fandt betydelig usikkerhed om sundhed, herunder øget vand- og luftforurening.

Wen og hans kolleger kompilerede et stort grundvandskemidatasæt fra flere kilder, herunder rapporter fra føderale agenturer, tidsskriftsartikler, og olie- og gasselskaber. Størstedelen af ​​testede vandprøver i deres undersøgelse blev indsamlet fra brugsvandsboringer. Selvom metan i sig selv ikke er giftig, Wen siger, at metanforurening opdaget i lavt grundvand kan være en risiko for den relevante husejer, da det kan være en eksplosionsfare, kunne øge niveauet af andre giftige kemiske arter som mangan og arsen, og ville bidrage til den globale opvarmning, da metan er en drivhusgas.

Deres model brugte sofistikerede algoritmer til at analysere næsten alle de bevarede geokemiske data for at forudsige, om en given grundvandsprøve var negativt påvirket af nylige olie- og gasboringer.

Datasammenligningen viste, at sager om metanforurening i New York - en stat uden ukonventionel boring, men med en stor mængde konventionel boring - lignede den i Pennsylvania - en stat med en stor mængde ukonventionelle boringer. Wen siger, at dette tyder på, at ukonventionelle boremetoder som fracking ikke nødvendigvis fører til flere miljøproblemer end konventionel boring, selvom dette resultat alternativt kan forklares af de forskellige størrelser af grundvandskemidatasæt, der er udarbejdet for disse to stater.

Modellen opdagede også en højere frekvens af metanforureningstilfælde i Pennsylvania end i Colorado og Texas. Wen siger, at denne forskel kan tilskrives forskellig praksis, når borere bygger/borer olie- og gasbrønde i forskellige stater. Ifølge tidligere forskning, det meste af metanen, der frigives til miljøet fra gasbrønde i USA, opstår, fordi cementen, der forsegler brønden, ikke er færdig langs hele produktionsrørets længde. Imidlertid, Der findes ingen data til at konkludere, om borere i disse tre stater bruger forskellig teknologi. Wen siger, at dette kræver yderligere undersøgelse og gennemgang af boredataene, hvis de bliver tilgængelige.

Ifølge Wen, deres maskinlæringsmodel viste sig at være effektiv til at opdage grundvandsforurening, og ved at anvende det til andre stater/amter med igangværende eller planlagt olie- og gasproduktion vil det være en vigtig ressource til at bestemme de sikreste metoder til gas- og olieboring.

Wen og hans kolleger fik for nylig offentliggjort deres resultater i tidsskriftet Vandforskning .