Пенсильвания имеет сотни тысяч заброшенных скважин природного газа, подобных этой. (Кредит: Роб Джексон)Пенсильвания имеет сотни тысяч заброшенных скважин природного газа, подобных этой. (Кредит: Роб Джексон)

По словам ученых, небольшая часть заброшенных нефтяных и газовых скважин в Пенсильвании производит подавляющее большинство выбросов метана в штате.

Работа в Пенсильвании, которая имеет самую длинную историю разработки нефти и газа в Соединенных Штатах, может помочь ученым научиться определять и ремонтировать высокоэмиссионные скважины по всей стране.

Выводы, опубликованные в Труды Национальной академии наук, являются крупнейшим исследованием высоких метаноотдающих заброшенных нефтяных и газовых скважин в штате, где имеется инфраструктура нефти и газа, относящаяся к 1859. Метан является мощным парниковым газом, который примерно в 30 раз более эффективен при улавливании солнечного тепла в течение 100-года по сравнению с углекислым газом.

«Наши результаты помогут штатам определить приоритеты, на что тратить свои деньги, и легче находить скважины с самым высоким уровнем выбросов», - говорит соавтор исследования Роб Джексон, профессор Школы наук о Земле, энергии и окружающей среде Стэнфордского университета. «Если вы хотите быстро уменьшить изменение климата, метан предоставляет отличную возможность».

графика подписки внутри себя

До заброшенных скважин 700,000

Предыдущие исследования, проведенные в Принстонском университете Мэри Канг, аспиранткой в ​​лаборатории Джэксона и первым автором нового исследования, показали, что заброшенные скважины в Пенсильвании вносят значительный объем метана в атмосферу и должны быть учтены в государственном и национальном тепличном хозяйстве, кадастров выбросов.

«Многие из этих улучшенных восстановительных скважин датируются XIVXX веком и никогда не были задокументированы, но теперь вновь открыты».

Однако огромное количество заброшенных скважин, в сочетании с плохой документацией и ведением документации, затрудняло даже знать, сколько скважин существует, а тем более разработать разумные стратегии смягчения.

Кан, Джексон и коллеги объединили новые полевые измерения из колодцев 88 в Пенсильвании с информацией, собранной из старых книг, опубликованной литературы, исторических государственных документов и современных баз данных, чтобы нарисовать более точную картину как количества заброшенных скважин, так и характеристик самых высоких излучатели.

Одним из основных результатов исследования является то, что в Пенсильвании существует много других заброшенных скважин, чем считалось ранее - 475,000 до 700,000, по сравнению с предыдущими оценками 300,000 до 500,000.

«Многие из этих улучшенных восстановительных скважин датируются XIVXX веком и никогда не были задокументированы, но теперь вновь открыты», - говорит Канг.

Добавление выбросов

Исследователи подсчитали, что совокупный объем выбросов всех заброшенных скважин в Пенсильвании в сумме составил примерно 50,000 тонн метана в год, что составляет примерно от 5 до 8 процента годовых выбросов парниковых газов в Пенсильвании.

«Это не доминирующий источник метана в Пенсильвании, но эти колодцы продолжают излучать в течение многих лет, даже десятилетий», - говорит Джексон, который также является старшим научным сотрудником в Институте окружающей среды Стэнфордского леса и Институте энергетики Precourt.

Из заброшенных скважин, которые были обследованы, некоторые, казалось, испускали метан с особенно высокими показателями - находка, согласующаяся с еще одно недавнее исследование в Стэнфорде который показал, что небольшое количество скважин отвечает за основную часть выбросов метана в стране. Наихудшими виновниками в Пенсильвании, по-видимому, являются подмножество скважин с природным газом, которые были оставлены открытыми и отключенными от сети, а также закупоривают газовые скважины, которые проходят через угольные шахты, и требуют отвода для сброса давления.

«Вы можете запечатать подавляющее большинство выбросов, обратив внимание на 5 до 10 процентов скважин», - говорит Джексон, который связан со всей инициативой Natural Gas Initiative (NGI) в Стэнфорде, которая посвящена решению вопросов и финансированию проектов, связанных с огромный рост добычи природного газа за последнее десятилетие.

Исследователи также обнаружили, что выбросы метана из скважин «суперэмиттера» часто имеют уникальный химический состав: они, как правило, содержат большее количество благородных газов, включая определенный изотоп гелия, а также более высокие концентрации термогенных газов, которые производятся глубоко в почве при высоких температурах и давлениях, а не в биогенных газах, создаваемых микроорганизмами.

«Эта информация полезна для определения источников метана и путей утечки, которые могут помочь нам найти способы наилучшего предотвращения утечек», - говорит Канг. Например, она указала, что химическая подпись выбросов скважин может указывать на то, что только конкретные части скважины требуют ремонта, а не забивают всю длину скважины, что является дорогостоящим.

Загрязнение скважин не из дешевых

Стандартный способ закупоривания скважины включает выливание цемента для создания комбинации глубоких и неглубоких пробок: по одному на каждом нефтяном, газовом, угольном или водоносном слое, а другой на поверхности для изоляции питьевой воды. «Технически мы точно знаем, как их исправить», - говорит Канг. «Проблема в том, что это не так дешево».

Новые результаты подчеркивают необходимость разработки более эффективных стратегий смягчения последствий для самих скважин для решения наиболее проблемных участков поврежденных скважин, считают авторы.

«В некотором смысле это хорошая новость: если мы сможем быстро и дешево идентифицировать суперэмиттеры, мы сможем решить большинство проблем», - говорит Джексон.

Исследователи надеются использовать новые методы интеллектуального анализа данных и полевых измерений, которые они разработали в этом последнем исследовании для определения высоких эмитентов по всей стране и за рубежом. «Нам нужно гораздо больше данных во многих других местах», - говорит Джексон. «Это проблема в Соединенных Штатах, и это тоже проблема в других частях мира».

Другие соавторы исследования из Принстона, Национальной лаборатории Лоуренса Беркли и Университета штата Огайо.

Финансирование осуществлялось Национальным управлением по вопросам океана и атмосферы и Vulcan Inc.

Источник: Стэнфордский университет

Книги по этой теме

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon