Ochrona środowiska. Ochrona środowiska podczas udostępniania i eksploatacji gazu ziemnego z formacji łupkowych

• Autorzy: Steliga T. , Uliasz M. , Jakubowicz P.

Warianty tytułu

EN

Environmental protection during opening and exploitation of petroleum gas from shale formations

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W rozdziale opisano procesy poszukiwania, udostępniania i eksploatacji złóż gazu w formacjach łupkowych od strony ochrony środowiska - głównym zagrożeniem jest skala przedsięwzięć związanych z poszukiwaniem i udostępnieniem złóż. W artykule zaprezentowano wyniki badań toksykologicznych odpadowych płuczek wiertniczych i omówiono podstawowe metody ich zagospodarowania. Opisano prace przygotowawcze do eksploatacji gazu z łupków - stymulację wydobycia za pomocą zabiegu hydraulicznego szczelinowania. Przedstawiono również termiczne i membranowe metody odsalania: wielostopniowe odparowanie równowagowe (MSF), destylację wielokrotną (MED), techniki membranowe - odwróconą osmozę (RO), elektrodializę (ED) oraz techniki hybrydowe, umożliwiające powtórne wykorzystanie wód do sporządzenia płynów szczelinujących. Sczerpywanie udostępnionych zasobów gazu ziemnego, jego wzrastające ceny i wrażliwość dostaw na zawirowania polityczne sprawiają, że w celu zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego kraju, należy sięgnąć po zasoby gazu ziemnego znajdujące się w formacjach łupkowych. Niniejszy rozdział przedstawia analizę zagrożeń środowiskowych związanych z poszukiwaniem, rozpoznawaniem, udostępnianiem i z eksploatacją gazu ziemnego z formacji łupkowej pod kątem możliwości zminimalizowania ich wpływu na środowisko.

EN

Searching for, opening and exploitation of shale gas deposits is a complicated technological problem. It requires proper logistics at all phases, as well as providing appropriate technical tools and prediction of hazards to humans and the natural environment. The main threat to the environment is a scale of projects related to searching and opening of the deposits in shale formations. The use of much bigger amounts of drilling fluids of different composition than in the case of conventional deposits is necessary in order to drill numerous deep vertical boreholes and several horizontal holes in each vertical hole. It results in obtaining very huge amounts of drilling waste, the storage and management of which can be a serious technical and technological problem. The aim of the article is to present results of toxicological research done on drilling waste and to discuss basic methods of its management. The next phase of preparation works before shale gas exploitation is simulation of the extraction done with hydraulic fracturing. Methods of purification of the water have been described in this work and they include the following: traditional purification (including coagulation, flocculation, sedimentation and filtration), membrane techniques (ultrafiltration UF and microfiltration MF) and hydrocarbons removal (flotation, sorption, petroleum pollutants biodegradation and ceramic membranes). In addition, thermal and membrane methods of desalination have been presented: multi-stage flash (MSF), multiple effect distillation (MED), membrane techniques: reversed osmosis (RO), electro-dialysis (ED) and hybrid techniques enabling re-use of the waters to prepare the hydraulic fracturing fluids.

Słowa kluczowe

PL

ochrona środowiska; formacje łupkowe; gaz łupkowy; eksploatacja

EN

environmental protection; shale formations; shale gas; exploitation

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 183
• Strony: 273--296
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Steliga T.

autor

Uliasz M.

autor

Jakubowicz P.

Bibliografia

• 1. AQUA-PURE Ventures, Through Fountain Quail, Sees Shale Gas Play as Turning The Corner, Environmental Business Journal, vol. XXIII, no. 11, 2010.
• 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 Fayetteville 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.: Hydraulic 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., Coughiln B.J., Bohm B.K.: 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, 2008.
• 7. Araujo C.V.M., Nascimento R.B., Oliveira C.A., Strotmann U.J., & da Silva E.M.: The use of Microtox® to assess toxicity removal of industrial effluents from the industrial district of Camacari (BA, Brazil). Chemosphere, no. 58, 2005.
• 8. Bednarz S., Urba R.: Pomiary hałasu urządzeń wiertniczych oddziałującego na środowisko naturalne. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie WUG, nr 2, 2003.
• 9. Bujakowski W., Tomaszewska B.: Zarys problematyki wodno-środowiskowej w aspekcie technologii eksploatacji gazu łupkowego. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie WUG, nr 6, 2011.
• 10. Butcher M.: Marcellus Water Sourcing and Logistics. Materiały konferencyjne, EQT Production, April 13-14, 2011.
• 11. Grzybek I.: Techniczne i środowiskowe aspekty pozyskania gazu łupkowego. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie WUG, nr 6, 2011.
• 12. Kasza P.: Zabiegi hydraulicznego szczelinowania w formacjach łupkowych. Nafta-Gaz, nr 12, 2011.
• 13. 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.
• 14. Lewis G., Shith T., Perry K. R, 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.
• 15. Macuda J., Hadro J., Łukańko Ł.: Środowiskowe implikacje gazu łupkowego. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie WUG, nr 6, 2011.
• 16. Mezher T., Fath H., Abbas Z., Khaled A.: Techno-economic assessment and environmental impacts of desalination Technologies. Desalination, no. 266, 2011.
• 17. Modern Shale Gas Development in the United States: A Primer, Ground Water Protection Cuncil & ALL Consulting, Apri12009.
• 18. OPUS/TM Technology, Optimized Pretreatment and Unique Separation (OPUS/TM), Velia Water Solutions & Technologies, http://www.veoliawaterst.com/opus/en/
• 19. Papso J., Blauch M., Grottenthaler D.: Cabot Gas Well Treated With 100% reused Frac Fluid. Superior Well Services, 2010.
• 20. Richardson N.: Evaluating Recycling Technology Options Against Treatment Objectives to Determine Long Term Cost Effectiveness. Materiały konferencyjne, Trilogy, Avara, April 13-14, 2011.
• 21. Skousen J., Ziemkiewicz P.: Uwagi nt. rewitalizacji placów wiertniczych formacji Marcellus Shale w Zachodniej Wirginii (USA). Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie WUG, nr 6, 2011.
• 22. Sommariva C., Hogg H., Callister K.: Environmental impact of water desalination: Relations between, improvement in efficiency and environmental impact. Desalination, no. 167, 2004.
• 23. Smith M.: Shale Gas Development in the U. S. Interstate Oil & Gas Compact Commission, 2010.
• 24. 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, 2010.
• 25. Steliga T., Uliasz M.: Wybrane zagadnienia środowiskowe podczas poszukiwania, udo- stępniania i eksploatacji gazu ziemnego z formacji łupkowych. Nafta-Gaz, nr 5, 2012.
• 26. Uliasz M., Herman Z.: Nowe rodzaje cieczy roboczych bezpieczne dla środowiska. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie WUG. Nr 9, 2003.
• 27. Uliasz M. i inni: Nowe rodzaje soli potasowych składnikami płuczek wiertniczych stosowanych do przewiercania warstw ilasto-łupkowych w tym zbiornikowych. Praca IGNiG, Kraków 2003.
• 28. Uliasz M.: Ciecze do likwidacji odwiertów. Nafta-Gaz, nr 4, 2007.
• 29. 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", Prace naukowe INiG, nr 170, Zakopane 20-23.09.2010.
• 30. 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". Prace naukowe INiG nr 170, Zakopane 20-23.09.2010.
• 31. Uliasz M., Steliga T.: Kompleksowe przedsięwzięcia ograniczające ilości i szkodliwości odpadów wiertniczych oraz zasady ich zagospodarowania. Dokumentacja INiG (nieopublikowana), 2010.
• 32. Uliasz M., Steliga T.: Technologia zestalania zużytych płuczek wiertniczych, Cement, Wapno, Beton. W druku, 2012.
• 33. Water Treatment Catalogue and Decision Tool, Water Treatment Technology Fact Sheet, Electrodialysis, ALL Consulting, 2010.
• 34. www.coto2.files.wordpress.com/2010/06/shale-gas-drilling jpg
• 35. Zhou H, Smith D.W.: Advanced technologies in water and wastewater treatment. J. Environ. Sci, no. 1, 2002.