Wybrane zagadnienia środowiskowe podczas poszukiwania, udostępniania i eksploatacji gazu ziemnego z formacji łupkowych

• Autorzy: Steliga T. , Uliasz M.

Warianty tytułu

EN

Selected environmental issues during the exploration, opening up and exploitation of natural gas from shale formations

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono główne zagrożenia środowiskowe podczas poszukiwania, udostępniania i eksploatacji gazu ziemnego z formacji łupkowych. Udostępnianie niekonwencjonalnych akumulacji gazu ziemnego realizowane jest otworami pionowymi, a przede wszystkim otworami horyzontalnymi, co wpływa na generowanie zwiększonych ilości odpadów wiertniczych. Przestawiono optymalne warianty ich zagospodarowania w sposób bezpieczny dla środowiska. Opierając się na badaniach prowadzonych w INiG, określono skład odpadowych płuczek wiertniczych. Potwierdzeniem ich szkodliwości dla środowiska były wyniki wykonanych badań toksykologicznych z wykorzystaniem testu Microtox. Podstawową metodą stymulacji produkcji gazu z formacji łupkowej są zabiegi hydraulicznego szczelinowania. W pracy przedstawiono zarys problematyki wodno-środowiskowej w aspekcie technologii eksploatacji gazu z tych formacji skalnych. Szczególną uwagę zwrócono, opierając się na danych pochodzących z amerykańskich złóż gazu niekonwencjonalnego, na metody utylizacji wód z wypływu zwrotnego po zabiegu hydraulicznego szczelinowania, w aspekcie ich powtórnego wykorzystania do następnych zabiegów. Ponadto, omówiono metody ich odsalania z zastosowaniem nowoczesnych technologii membranowych (elektrodializa, odwrócona osmoza) oraz metod termicznych. Zasugerowano również zastosowanie innych metod likwidacji odpadów po zabiegach hydraulicznego szczelinowania.

EN

The aim of the article is to present the main environmental threats during gas exploration, its opening up and exploitation from shale formations. Providing access to non-conventional accumulation of natural gas, is done through vertical and above all horizontal holes which results in obtaining larger amounts of drilling wastes. Optimum ideas for their environmentally friendly usage have been shown in this work. Based on research done in the Oil and Gas Institute, the composition of waste drilling fluids was determined. Toxicological tests including the Microtox Test, confirmed their environmental harmfulness. The main method of stimulating shale gas production is hydraulic fracturing. The paper outlines the environmental issues of water in the field of shale gas production technology. Special focus was paid in particular to the utilisation methods of flowback water in order to reuse it, in subsequent hydraulic fracturing operations. Data obtained from US non-conventional natural gas exploitation were taken into account. Furthermore, methods of water desalination using modern membrane technologies (electrodialysis, reversed osmosis) and thermal methods are presented. Moreover, other methods of disposing waste after hydraulic fracturing treatments, have been suggested.

Słowa kluczowe

PL

gaz łupkowy; gaz ziemny; hydrauliczne szczelinowanie; odpady wiertnicze; prace wiertnicze; zagrożenie środowiskowe

EN

drilling wastes; drilling works; environmental hazard; fluid fracturing; natural gas; shale gas

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 68, nr 5
• Strony: 273--283
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz.,Fot., rys., tab.,

Twórcy

autor

Steliga T.

autor

Uliasz M.

• Zakład Technologii Eksploatacji Płynów Złożowych Instytut Nafty i Gazu, Oddział Krosno

Bibliografia

• [1] AQUA-PURE Ventures, Through Fountain Quail, Sees Shale Gas Play as Turning The Corner. “Environmental Business Journal” 2010, vol. 23, No. 11.
• [2] Arthur J. D., Bohm B., Coughlin B.J., Layne M.: Evaluating the Environmental Implications of Hydraulic Fracturing in Shale Gas Reservoirs. ALL Consulting, 2008.
• [3] Arthur J. D., Bohm B., Coughlin B.J., Layne M.: Hydraulic Fracturing Consideration for Natural Gas Wells of the Fayettevill Shale. ALL Consulting, 2008.
• [4] Arthur J. D., Bohm B., Layne M.: Considerations for Development of Marcellus Shale Gas. “World Oil”, July 2009.
• [5] Arthur J. D., Bohm B., Layne M.: Hzdraulic Fracturing Consideration for Natural Gas Wells of the Marcellus Shale, ALL Consulting. The Ground Water Protection Council 2008 Annual Forum, Cincinnati, Ohio, September 21-24, 2008.
• [6] Arthur J. D., Coughlin B.J., Bohm B.: Summary of Environmental Issues, Mitigation Strategies, and Regulatory Challenges Associated With Shale Gas development in the United States and Applicability to Development and Operations in Canada. Canadian Society for Unconventional Gas, SPE 138977.
• [7] Bujakowski W., Tomaszewska B.: Zarys problematyki wodno-środowiskowej w aspekcie technologii eksploatacji gazu łupkowego. „Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie” 2011, nr 6(202).
• [8] Butcher M.: Marcellus Water Sourcing and Logistics. Materiały konferencyjne, EQT Production, April 13-14, 2011.
• [9] Grzybek I.: Techniczne i środowiskowe aspekty pozyskania gazu łupkowego. „Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie” 2011, nr 6.
• [10] Larson B., Dwyer J., Tomas-Benke B.: Integrated Water Management Case Study for Unconventional Gas and Oil Operations. Materiały konferencyjne, Pioneer Natural Resources & CH2M Hill, April 13-14, 2011.
• [11] Lewis G., Shith T., Perry K. F., Poprawa P.: Gaz niekonwencjonalny - szansa dla Polski i Europy? Analiza i rekomendacje. Podstawowe informacje - Technologia, Zasoby i Bezpieczeństwo. Wpływ poszukiwań i wydobycia gazu niekonwencjonalnego na środowisko naturalne. Instytut Kościuszki, 2011.
• [12] Macuda J., Hadro J., Łukańko Ł.Ł.: Środowiskowe implikacje gazu łupkowego. „Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie” 2011, nr 6.
• [13] Modern Shale Gas Development in the United States. A Primer, Ground Water Protection Cuncil & ALL Consulting, April 2009.
• [14] OPUS Technology, Optimized Pretreatment and Unique Separation (OPUS), Velia Water Solutions & Technologies, http://www.veoliawaterst.com/opus/en/
• [15] Papso J., Blauch M., Grottenthaler D.Ł.: Cabot Gas Well Treated With 100% reused Frac Fluid. Superior Well Services.
• [16] Richardson N.: Evaluating Recycling Technology Options Against Treatment Objectives to Determine Long Term Cost Effectiveness. Materiały konferencyjne, Trilogy, Avara, April 13-14, 2011.
• [17] Skousen J., Ziemkiewicz P.: Uwagi nt. rewitalizacji placów wiertniczych formacji Marcellus Shale w Zachodniej Wirginii (USA). „Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie” 2011, nr 6.
• [18] Smith M.: Shale Gas Development in the U.S., Interstate Oil & Gas Compact Commission, 2010.
• [19] Steliga T., Kluk D.: Badania nad doborem zagospodarowania płuczek wiertniczych. Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna GEOPETROL 2010 nt. Nowe metody i technologie zagospodarowania złóż i wydobycia węglowodorów w warunkach lądowych i morskich. Zakopane 20-23.09.2010. Prace naukowe INiG nr 170. Kraków 2010.
• [20] Uliasz M., Steliga T.: Kompleksowe przedsięwzięcia ograniczające ilości i szkodliwości odpadów wiertniczych oraz zasady ich zagospodarowania. Dokumentacja INiG (nieopublikowana), 2010.
• [21] Uliasz M. i in.: Nowe rodzaje soli potasowych składnikami płuczek wiertniczych stosowanych do przewiercania warstw ilasto-łupkowych, w tym zbiornikowych. Praca IGNiG. Kraków 2003.
• [22] Uliasz M., Błaż S., Zima G.: Zagospodarowanie zużytych płuczek otworowych poprzez ich zestalanie. Międzynarodowa Konferencja Naukowo-techniczna GEOPETROL 2010 nt. Nowe metody i technologie zagospodarowania złóż i wydobycia węglowodorów w warunkach lądowych i morskich. Zakopane 20-23.09.2010. Prace naukowe INiG nr 170. Kraków 2010.
• [23] Uliasz M., Herman Z.: Nowe rodzaje cieczy roboczych bezpieczne dla środowiska, WUG. „Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie” 2003, nr 9.
• [24] Uliasz M., Zima G., Błaż S.: Zastosowanie testów ekotoksykologicznych do oceny toksyczności płuczek wiertniczych. Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna GEOPETROL 2010 nt Nowe metody i technologie zagospodarowania złóż i wydobycia węglowodorów w warunkach lądowych i morskich. Zakopane 20-23.09.2010. Prace naukowe INiG nr 170. Kraków 2010.
• [25] Water Treatment Catalog and Decision Tool, Water Treatment Technology Fact Sheet Electrodialysis, ALL Consulting.
• [26] Zhou H., Smith D. W.: Advanced technologies in water and wastewater treatment. J. Environ. Sci, vol. 1, s. 247-264, 2002.