Środowiskowe aspekty wydobycia ropy niekonwencjonalnej

• Autorzy: Uliasz-Misiak B.

Warianty tytułu

EN

Environmental Aspects of Unconventional Oil Exploitation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zasoby ropy naftowej niekonwencjonalnej stanowią około 2/3 wszystkich zasobów ropy na świecie. W ostatnich latach obserwuje się wzrost wydobycia z tych złóż, głównie w USA, Kanadzie i Wenezueli. Złoża ropy niekonwencjonalnej wymagają stosowania specjalnych zabiegów przy ich przygotowaniu do eksploatacji oraz specyficznych metod wydobycia. Zarówno zabiegi zwiększające wydobycie, jak i zaawansowane metody eksploatacji mogą dość znacząco wpływać na stan poszczególnych elementów środowiska. Eksploatacja ropy zamkniętej zgromadzonej w łupkach lub innych skałach osadowych będzie wymagała wykonania wieloetapowego szczelinowania hydraulicznego, które może potencjalnie negatywnie oddziaływać na zasoby i stan wód. Zabiegi te będą powodowały również wyłączenie z użytkowania dość znaczących obszarów. Wydobycie ropy ciężkiej, ze względu na jej właściwości fizyko-chemiczne prowadzone jest metodami zmniejszającymi gęstość i lepkość ropy (termicznymi, chemicznymi i termiczno-chemicznymi). Metody te mogą negatywnie wpływać na stan powietrza atmosferycznego oraz wody podziemne. Przygotowanie pary wodnej i gorącej wody wykorzystywanych w metodach termicznych będzie skutkowało dużą emisją zanieczyszczeń. Procesy termiczne zachodzące w złożu i jego nadkładzie mogą powodować zmiany w składzie chemicznym wód podziemnych i ich hydrodynamice. W Polsce zasoby ropy niekonwencjonalnej nie są dobrze rozpoznane. Przesłanki geologiczne wskazują, że złoża ropy zamkniętej (w łupkach) mogą występować w łupkach dolnopaleozoicznych basenu bałtycko-podlasko-lubelskiego i Gór Świętokrzyskich. Złoża ropy zamkniętej w łupkach menilitowych i piaskowcach mogą występować również w Karpatach zewnętrznych. W Polsce odkryto jedno złoże ropy ciężkiej w zapadlisku przedkarpackim, które nie jest eksploatowane. Oddziaływania na środowisko eksploatacji złóż ropy niekonwencjonalnej określono biorąc pod uwagę charakterystykę poszczególnych technologii stosowanych w poszukiwaniu i eksploatacji ropy niekonwencjonalnej oraz uwarunkowania polskie związane z dużą gęstością zaludnienia, znacznym stopniem zagospodarowania i dużą ilością terenów chronionych. Przeanalizowano oddziaływanie hydraulicznego szczelinowania i eksploatacji złóż ropy zamkniętej oraz metody wydobycia ropy ciężkiej (termiczne, chemiczne i termiczno-chemiczne). Określono wpływ na atmosferę (emisja zanieczyszczeń), wody (zapotrzebowanie i zanieczyszczenie) oraz użytkowanie terenu. Przyjęto skalę oddziaływań na poszczególne elementy środowiska od 0 do 3. Największy wpływ na środowisko może wiązać się z eksploatacją złóż ropy ciężkiej metodami termicznymi i termiczno-chemicznymi. Przy wydobyciu ropy ze złóż ropy zamkniętej największe oddziaływanie na środowisko może wiązać się z hydraulicznym szczelinowaniem. W warunkach polskich zabieg ten najbardziej może oddziaływać na zasoby wód i powodować wyłączenie z użytkowania znacznych obszarów.

EN

Unconventional oil resources account for about 2/3 of all crude oil resources in the world. In recent years there has been an increase in production from those reservoirs, primarily in the US, Canada and Venezuela. Unconventional oil deposits require special preparations for the production and specific oil recovery methods. Stimulation treatments as well as enhanced oil recovery methods can quite significantly affect the environment. Exploitation of tight oil accumulated in shale or other sedimentary rocks with low permeability will require a multi-stage hydraulic fracturing, which could potentially negatively affect water resources and their state. These treatments will cause the exclusion from the use of fairly significant areas. Heavy oil production, due to its physicochemical properties is carried out by methods reducing the density and viscosity of the oil (thermal, chemical and thermo-chemical). These methods may adversely affect the atmospheric air and groundwater status. Preparation of steam and hot water used in thermal methods will result in a large emission of pollutants. Thermal processes occurring in the deposit and its overburden can cause changes in the chemical composition of groundwater and their hydrodynamics. In Poland, unconventional oil resources are not well recognized. Geological indications show that the tight oil deposits (shale oil) can exist in the Lower Paleozoic shale in the Baltic-Podlasie-Lublin Basin and in the Holy Cross Mountains. Tight oil deposits are accumulated in shale of the Menillite Beds and sandstones they may also be present in the Outer Carpathians. In Poland, one heavy oil deposit has been discovered in the Carpathian Foredeep, that is not exploited. The environmental impact of the unconventional oil exploitation was determined taking into account the characteristics of the different technologies used in the exploration and exploitation of unconventional oil and Polish conditions associated with high population density, a significant degree of planning and plenty of protected areas. We analyzed the impact of hydraulic fracturing and crude, closed and heavy oil extraction methods (thermal, chemical and thermo-chemical properties). The influence of the atmosphere (emissions), water (demand and pollution) and land use. The scale of impact on individual elements of the environment has been assigned from 0 to 3. The biggest impact on the environment may be associated with the thermal and thermo-chemical heavy oil recovery methods. During the extraction of tight oil greatest impact on the environment may be associated with hydraulic fracturing. In Polish conditions, this treatment is most likely to impact on water resources and cause exclusion from the use of large areas.

Słowa kluczowe

PL

ropa ciężka; ropa zamknięta; eksploatacja; oddziaływanie na środowisko

EN

heavy oil; tight oil; exploitation; exploration; environmental impact

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2016
• Tom: Tom 18, cz. 1
• Strony: 716--729
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., tab.

Twórcy

autor

Uliasz-Misiak B.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza

Bibliografia

• 1. Abu El Ela, M. (2012). Egyptian Fields have Large Potential for Enhanced Oil Recovery Technology. Oil & Gas Journal, 110 (10).
• 2. Aguilera, R.F.& Radetzki, M. (2015). Rewolucja łupkowa: Światowe rynki gazu i ropy naftowej w warunkach transformacji. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, 31 (1), 5-26.
• 3. Altmann, M., Capito, S., Lechtenböhmer, S., Matra, Z., Weindorf, W., Zittel, W. (2011). Impacts of shale gas and shale oil extraction on the environment and on human health. European Parliament, June 2011.
• 4. Dusseault, M.B. & Bilak, R.A. (1998). Mitigation of Heavy Oil Production Environmental Impact through Large-Scale Slurry Fracture Injection of Wastes. Paper SPE-47217-MS.
• 5. EIA (2013). Technically Recoverable Shale Oil and Shale Gas Resources: An Assessment of 137 Shale Formations in 41 Countries Outside the United States. US Energy Information Administration. Dostępne on-line: http://www.eia.gov/analysis/studies/worldshalegas/, June 2013.
• 6. Gleick, P. (1994). Water and Energy. Annual Review of Energy and the Environment, 19 (1), 267-299.
• 7. Gordon, D. (2012). Understanding Unconventional Oil. The Carnegie Endowment, May 2012. Dostępne on-line: http://carnegieendowment.org/2012/05/03/understanding-unconventional-oil.
• 8. Karnkowski, P. (1993). Złoża ropy naftowej i gazu ziemnego w Polsce. Wyd. Geos, Kraków.
• 9. Law, B.E. & Curtis, J.B. (2002). Introduction to unconventional petroleum systems. AAPG Bull., 86 (11), 1851-1852.
• 10. Matthew, E. & Mantell, P.E. (2011). Produced Water Reuse and Recycling Challenges and Opportunities Across Major Shale Plays. W: Proceedings of the Technical Workshops for the Hydraulic Fracturing Study: Water Resources Management, PA 600/R-11/048, May 2011.
• 11. Meyer, R.F., Attanasi, E.D., Freeman, P.A. (2007). Heavy oil and natural bitumen resources in geological basins of the world. U.S. Geological Survey Report 2007-1084. Dostępne on-line: http://pubs.usgs.gov/of/2007/1084/.
• 12. Neff, J. M. & Hagemann, R. (2007). Environmental Challenges of Heavy Crude Oils: Management of Liquid Wastes. Paper SPE 101973, 1-9.
• 13. OTA (1978). Enhanced Oil Recovery Potential in the United States. United States Congress' Office of Technology Assessment, Washington, DC, 278.
• 14. PIG-PIB (2012). Ocena zasobów wydobywalnych gazu ziemnego i ropy naftowej w formacjach łupkowych dolnego paleozoiku w Polsce (basen bałtyc- ko-podlasko-lubelski). Raport pierwszy. PIG-PIB Warszawa, marzec 2012.
• 15. Rivera, L.E. (2014). Issue Paper: Aquifer Integrity Under The Influence of Thermal Extraction of Bitumen and Heavy Oil. SPE paper - 171048-MS.
• 16. Schmitt, D. (2005). Heavy and Bituminous oils: Can Alberta save the world? Preview, 22-29.
• 17. Schmoker J.W. (1995). Method for assessing continuous-type (unconventional) hydrocarbon accumulations. W: Gautier, D.L., Dolton, G.L., Takahashi, K.I., Varnes, K.L., eds. - National assessment of United States oil and gas resources – Results, methodology, and supporting data: U.S. Geological Survey Digital Data Series DDS–30.
• 18. Veil, J.A. & Quinn, J.J. (2008). Water Issues Associated Heavy Oil Production.Technical Report ANL/EVS/R-08/4, 64.
• 19. Woźnicka, M. & Konieczyńska, M. (2014). Jak poszukiwanie gazu łupkowego może wpłynąć na środowisko? Dostępne on-line: http://infolupki.pgi.gov.pl/pl/srodowisko/jak-poszukiwanie-gazulupkowego-moze-wplynac-na-srodowisko.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.