Badania migracji gazu ziemnego w kontekście oddziaływania na środowisko

• Autorzy: Kluk Dorota

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2024.04.04

Warianty tytułu

EN

Natural gas migration studies in the context of environmental impact

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zaostrzenie w ostatnich latach wymogów ochrony środowiska powoduje potrzebę działań zmierzających do minimalizacji niekorzystnego wpływu zjawisk towarzyszących pozyskiwaniu węglowodorów. Jednym z takich zjawisk są ekshalacje gazu ziemnego, które mogą zachodzić zarówno naturalnie, jak i być skutkiem antropopresji wynikającej z eksploatacji węglowodorów. W artykule zaprezentowano badania składu gleby oraz powietrza glebowego z obszarów prowadzenia działalności wydobycia węglowodorów. Na obszarach tych wytypowano lokalizacje, w których zamontowano sondy do poboru powietrza glebowego celem prowadzenia badań monitoringowych jego składu. Podczas montażu sond pobrano próbki gleby z różnych interwałów głębokościowych. Glebę analizowano pod kątem zawartości substancji określonych w obowiązujących przepisach prawnych (Dz.U. z 2016 r. poz. 1395). Ponadto, dla pełnego obrazu wpływu na środowisko gruntowo-wodne, w okolicach złóż węglowodorów przeprowadzono badania toksykologiczne. Do testów toksykologicznych gleb wytypowano organizmy żyjące w środowisku gruntowo-wodnym i wodach słodkich, a kryterium wyboru było ich zróżnicowanie wobec zależności troficznych poszczególnych poziomów – producentów, konsumentów i reducentów. Wybrane do badań toksykologicznych bioindykatory wykorzystane są w komercyjnie dostępnych mikrobiotestach typu ToxKit: Ostracodtoxkit F (konsumenci), Phytotoxkit (producenci) oraz Solid Phase Microtox®SPT (reducenci). Dla właściwej interpretacji uzyskanych wyników równolegle z prowadzonymi badaniami na obszarze potencjalnie zagrożonym wyciekiem gazu wykonywano tożsame badania okolicznego terenu (bez wpływu wydobycia) w celu ustalenia lokalnego tła geochemicznego. Wieloaspektowy monitoring, tj. badanie składu powietrza glebowego, parametrów fizycznych i chemicznych gleby oraz jej oddziaływania na organizmy żywe (bioindykatory) w okolicach potencjalnych źródeł migrującego gazu w odniesieniu do wyników lokalnego tła, umożliwia rejestrację mikrowycieków gazu. Uzyskane rezultaty badań w połączeniu z rozpoznaniem skali ekshalacji gazu ziemnego przyczynią się do podejmowania skutecznych działań na rzecz ograniczenia tego zjawiska do dopuszczalnych standardów stężeń emitowanych zanieczyszczeń.

EN

The tightening of environmental protection requirements in recent years has necessitated actions aimed at minimizing the adverse impacts of phenomena associated with the extraction of hydrocarbons. One such phenomenon is the exhalation of natural gas, which may occur both naturally and as a result of anthropopressure resulting from the exploitation of hydrocarbon deposits. The article presents research on the composition of soil and soil gas from hydrocarbon extraction areas. In these areas, locations were selected where soil air sampling probes were installed in order to conduct monitoring studies of its composition. During the installation of the probes, soil samples were taken from various depth intervals. The soil was analysed for the content of substances specified in applicable legal regulations (Polish Journal of Laws 2016, item 1395). Moreover, toxicological tests were carried out to provide a complete picture of the impact on the soil and water environment near hydrocarbon deposits. Organisms living in the soil-water environment and freshwater were selected to carry out soil toxicological tests, and the selection criterion was their diversity in relation to the trophic relationships of individual levels – producers, consumers, and decomposers. Bioassays were performed using commercially available microbiotests such as ToxKit Ostracodtoxkit F (consumers), Phytotoxkit (producers) and Solid Phase Microtox®SPT (reducers). For the proper interpretation of the obtained results, in parallel with the research carried out in the area potentially at risk of gas seepage, identical research was carried out on the surrounding area to determine the regional geochemical background. Multi-aspect monitoring, i.e., examination of the composition of soil air, physical and chemical parameters of soil, and soil impact on living organisms (bioindicators) in the vicinity of potential migrating gas outlets to the local background enables the identification of gas microseepage. The connection of the obtained research results with the recognition of the scale of natural gas exhalation will contribute to the implementation of effective actions aimed at limiting this phenomenon to permissible standards of concentrations of emitted pollutants.

Słowa kluczowe

PL

ekshalacja gazu ziemnego; gleba; powietrze glebowe; testy toksykologiczne

EN

natural gas exhalation; soil; soil gas; toxicological tests

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 80, nr 4
• Strony: 218--229
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Kluk Dorota

Bibliografia

• Brown A., 2000. Evaluation of possible gas microseepage mechanisms. AAPG Bulletin, 84(11): 1775–1789. DOI: 10.1306/8626C389-173B-11D7-8645000102C1865D.
• Dudek J., Dudek L., Klimek P., 2004. Badania ekshalacji gazu w rejonie złoża Przeworsk. Prace Instytutu Górnictwa Naftowego i Gazownictwa, nr 130: 931–935.
• Etiope G., 2015. Natural Gas Seepage. The Earth’s Hydrocarbon Degassing. Springer. DOI 10.1007/978-3-319-14601-0.
• Etiope G., Beckett P., Blank J., Chen P., Klusman R., Oehler D., Shen L. Gas seepage. <https://kiss.caltech.edu/workshops/methane/methane_presentations/etiope2.pdf> (dostęp: 21.08.2023).
• Gamache M.T., Frost P.L., 2003. Urban development of oil fields in the LA Basin Area: 1983–2001. SPE 83482. DOI: 10.2118/83482-MS.
• Gascoyne M., Wuschke D.M., 2001. Gas flow in saturated fractured rock: results of a field test and comparison with model predictions. [W:] Gas Generation and Release from Rad. Waste Rep. Proceedings of the NEA Workshop – Aix en Provence, 23–26 September.
• Herman Z., 2008. Migracje i ekshalacje gazu ziemnego z przestrzeni międzyrurowych i pozarurowych odwiertów eksploatacyjnych na obszarze przedgórza Karpat. Materiały konferencyjne, Warsztaty Górnicze. Wydawnictwo Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków: 63–71.
• Herman Z., Migdał M., 1998. Problemy cementowania rur okładzinowych na Niżu Polskim. Nafta-Gaz, 12: 542–553.
• Hovland M., Jensen S., Fichler C., 2012. Methane and minor oil macro-seep systems – their complexity and environmental significance. Marine Geology, 332–334: 163–173. DOI: 10.1016/j.margeo.2012.02.014.
• Kluk D., 2014. Zastosowanie chromatografii jonowej do analizowania próbek środowiskowych. Nafta-Gaz, 70(1): 46–56.
• Kluk D., Steliga T., 2017. Efektywna metoda identyfikacji zanieczyszczeń ropopochodnych (TPH) i wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) w glebach. Nafta-Gaz, 73(7):488–495. DOI: 10.18668/NG.2017.07.06 .
• Kobojek E., 2019. Procesy geodynamiczne w przestrzeni zurbanizowanej. Uwarunkowania–zagrożenia–zapobieganie. Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego. DOI: 10.18778/8142-684-8.
• Kremieniewski M., Kędzierski M., Błaż S., 2021. Increasing the Efficiency of Sealing the Borehole in Terms of Spacer Pumping Time. Energies, 14(20): 6702. DOI: 10.3390/en14206702.
• Kremieniewski M., Rzepka M., 2016. Przyczyny i skutki przepływu gazu w zacementowanej przestrzeni pierścieniowej otworu wiertniczego oraz metody zapobiegania temu zjawisku. Nafta-Gaz,72(9): 722–728. DOI: 10.18668/NG.2016.09.06 .
• Król K., Kuśniarz B., 2019. Bezzbiornikowe magazynowanie substancji w górotworze – techniczne i prawne aspekty działalności organów nadzoru górniczego. AGH Drilling, Oil, Gas, 36(1):5–17. DOI: 10.7494/drill.2019.36.1.5.
• Radecki S., Witek W., 2000. Dobór technik i technologii cementowania w aspekcie występowania zjawiska migracji gazu. Nafta-Gaz,56(9): 487–497.
• Robertson J.O., Chilingar G.V., Khilyuk L.F., Endres B., 2012. Migration of Gas from Oil/Gas Fields. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 34(15): 1436-1447. DOI: 10.1080/15567030903077899.
• Saunders D., Burson K.R., Thompson C.K., 1999. Model for hydrocarbon microseepage and related near-surface alterations. AAPG Bulletin, 83: 170–185. DOI: 10.1306/00AA9A34-1730-11D7-8645000102C1865D.
• Tao Ch., Rosenbaum E., Kutchko B.G., Massoudi M., 2021. A Brief Review of Gas Migration in Oilwell Cement Slurries. Energies,14(9), 2369. DOI:10.3390/en14092369.
• Wojtowicz K., 2018. Opracowanie metodyki oznaczania BTEX w próbkach gleb z wykorzystaniem chromatografii gazowej z przystawką headspace. Nafta-Gaz, 74(3): 201–207. DOI: 10.18668/NG.2018.03.03.
• Akty prawne i dokumenty normatywne
• Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 1 września 2016 r. w sprawie sposobu prowadzenia oceny zanieczyszczenia powierzchni ziemi (Dz.U. z 2016 r., poz. 1395).