_ Estimarea potențialului de emisii de Sonde de gaz dezafectate din probele de șist

Extragerea gazelor naturale din formațiunile de șist poate oferi un combustibil fosil abundent, cu amprentă redusă de carbon, dar creează și îngrijorări cu privire la creșterea emisiilor de metan. O echipă condusă de cercetătorii Penn State a dezvoltat un nou instrument care poate estima potențialul de emisie al puțurilor de șist după ce acestea nu mai sunt active.

Descoperirile, publicate în revista Science of the Total Environment, au relevat faptul că metanul începe să se difuzeze din formațiunea de șist după ce o sondă este dezafectată și că aceasta reprezintă o sursă notabilă de emisii de metan — comparabilă cu cele mai semnificative emisii din timpul forării și exploatării sondei.

„Gazul natural este un element important. resursă energetică care a ajutat SUA să-și reducă emisiile de dioxid de carbon, dar înțelegem, de asemenea, că metanul poate fi un pericol potențial”, a declarat Shimin Liu, profesor de inginerie energetică și minerală la Penn State și coautor al studiului. „Ceea ce face această lucrare este să ne ofere o modalitate proactivă de a înțelege ce se întâmplă în subsol.”

Formațiunile de șisturi au permeabilitate scăzută, ceea ce înseamnă că gazul nu se mișcă ușor prin rocă. Operatorii forează mii de picioare – mai mult de o milă – pentru a ajunge la șisturi și apoi forează mii de picioare mai mult pe orizontală prin formațiune. Ele pompează un amestec de lichid și nisip la presiune mare în șisturi pentru a deschide mici fracturi și a permite gazului să scape din rocă.

Dar acest lucru poate recupera doar o fracțiune — aproximativ 20% sau mai puțin — din rocă. resursele totale de gaze naturale. Restul rămâne prins în pori mici, iar lipsa unui sistem de pori interconectați înseamnă că gazul nu curge ușor prin șisturi.

Prin analizarea probelor de șist, oamenii de știință au reușit să creeze un model matematic pentru a prezice fluxul — sau mișcarea — de metan care rămâne în formațiunea bazată pe structura porilor. Denumit model de transport unificat de gaz, instrumentul integrează modul în care toate gazele din șist se mișcă și structura șistului pentru a prezice comportamentul fluxului de metan. Echipa și-a validat modelul pe baza experimentelor cu șist Marcellus efectuate pe echipamente specializate în laboratorul lui Liu din Penn State.

„Ceea ce poate lua industria este că au la dispoziție tăieturi de foraj sau mostre de șist, pot calcula fluxul de emisii de metan pe baza informațiilor lor din eșantion”, a declarat Yun Yang, autorul principal al studiului, care a efectuat cercetarea în timp ce își termina diploma de doctorat la Penn State și ca bursier postdoctoral la Universitatea din Calgary, care acum este bursier postdoctoral la Los Laboratorul Național Alamos. „O pot folosi ca ghid pentru a vedea cât de mult potenţial există pentru scurgerile de metan după ce o sondă este abandonată.”

Emisiile de metan au un potenţial de încălzire globală mai puternic decât dioxidul de carbon, iar atenuarea emisiilor este o prioritate pentru Statele Unite ale Americii partenerii săi internaționali prin eforturi precum Global Methane Initiative, au spus oamenii de știință.

Acest lucru ar putea fi deosebit de important în zone precum Pennsylvania, unde au fost forate peste 20.000 de puțuri de gaz de șist de la începutul Boom-ul gazelor de șist Marcellus în 2005.

„O problemă majoră este că scurgerile de metan au un potențial de încălzire globală mai mare în comparație cu dioxidul de carbon”, a spus Haoming Ma, cercetător postdoctoral la Universitatea Texas din Austin și co- autor. Ma a condus munca în timp ce era asociat de cercetare la Universitatea din Calgary. „SUA și alte țări s-au angajat să reducă emisiile globale de metan cu aproximativ 30% până în 2030, subliniind urgența atenuării.”

Deoarece metanul difuzează încet din șist, oamenii de știință au spus că cerințele de reglementare ar trebui implementate. pentru a asigura monitorizarea pe termen lung a emisiilor de metan din puțurile de gaz de șist abandonate.

Cercetătorii au descoperit că atunci când o sondă încetează producția și presiunea din rezervor scade, difuzia metanului în sistemul complex microporos de matrice șist crește. Difuzia este un proces mai lent și contribuie la un flux de lungă durată de metan din formare către sonda abandonată, au spus oamenii de știință.

Emisiile de metan din difuzie sunt comparabile cu emisiile din fluidul de retur, lichid și nisip. injectate în sol în timpul fracking-ului care revine la suprafață, potrivit cercetătorilor.

Studiile anterioare s-au concentrat pe evaluarea emisiilor eliberate de fracturare, finalizarea și funcționarea puțurilor, dar înțelegerea potențialului de emisii după ce acestea nu mai sunt activ este o piesă importantă lipsă, au spus oamenii de știință.

„În această lucrare, am descoperit că, după ce o fântână este dezafectată, dacă nu implementați tehnici adecvate de astupare — dacă lăsați puțul deschis emisiile de metan de suprafață se vor acumula în timp”, a spus Yang. „Și dacă așteptați suficient timp, fluxul de emisie va fi același cu cel observat din operațiunile de retur.”

Deoarece difuzia a crescut pe măsură ce presiunea rezervorului a scăzut în studiu, menținând acea presiune chiar și după oprirea sondei. producția ar putea fi o strategie eficientă pentru reducerea potențialului de emisie de metan din puțurile de gaz de șist abandonate, au spus oamenii de știință.

(Fluierul)