Conventionele olie- en gasproductiemethoden kunnen het grondwater veel meer aantasten dan fracken, volgens hydrogeologen Jennifer McIntosh van de Universiteit van Arizona en Grant Ferguson van de Universiteit van Saskatchewan.

Hoogvolume hydraulisch breken, bekend als fracken, injecteert water, zand en chemicaliën onder hoge druk in aardoliehoudende rotsformaties om voorheen ontoegankelijke olie en aardgas terug te winnen. Deze methode leidde tot de huidige schaliegasboom die ongeveer 15 jaar geleden begon.

Conventionele methoden voor de productie van olie en aardgas, die in gebruik zijn sinds het einde van de 19e eeuw, injecteer ook ondergronds water om te helpen bij het terugwinnen van olie en aardgas.

"Als we willen kijken naar de milieueffecten van olie- en gasproductie, we moeten kijken naar de effecten van alle olie- en gasproductieactiviteiten, niet alleen hydraulisch breken, " zei McIntosh, een professor in hydrologie en atmosferische wetenschappen aan de Universiteit van Arizona.

"De hoeveelheid water die wordt geïnjecteerd en geproduceerd voor conventionele olie- en gasproductie, overschrijdt de hoeveelheid water die wordt geassocieerd met fracking en onconventionele olie- en gasproductie met meer dan een factor 10, " ze zei.

McIntosh en Ferguson keken hoeveel water er ondergronds werd en wordt geïnjecteerd door activiteiten in de petroleumindustrie, hoe die activiteiten de druk en de waterbeweging onder de grond veranderen, en hoe die praktijken de grondwatervoorraden zouden kunnen verontreinigen.

Hoewel het grondwatergebruik per regio verschilt, ongeveer 30% van de Canadezen en meer dan 45% van de Amerikanen is afhankelijk van de middelen voor hun gemeentelijke, huishoudelijke en agrarische behoeften. In meer droge gebieden van de Verenigde Staten en Canada, zoetwatervoorraden aan de oppervlakte zijn even belangrijk.

McIntosh en Ferguson ontdekten dat er nu waarschijnlijk meer water in de aardoliehoudende formaties zit dan aanvankelijk vanwege de traditionele productieactiviteiten.

Om de olie en het gas naar de winningsputten te duwen, de conventionele methode, bekend als verbeterde oliewinning, injecteert water in aardoliehoudende rotsformaties. Zout water wordt geproduceerd als bijproduct en wordt vervolgens opnieuw geïnjecteerd, samen met extra zoet water, om meer olie en gas te winnen.

Echter, aan het einde van de cyclus, het overtollige zoute water wordt afgevoerd door het te injecteren in uitgeputte olievelden of diep in geologische formaties die geen olie en gas bevatten. Die injectie van afvalwater heeft het gedrag van vloeistoffen onder de grond veranderd en vergroot de kans dat verontreinigd water in zoetwateraquifers terechtkomt.

Een deel van het water dat wordt geïnjecteerd als onderdeel van olie- en gasproductieactiviteiten is zoet water van het oppervlak of uit ondiepe watervoerende lagen. McIntosh zei dat dit van invloed kan zijn op de grondwater- en oppervlaktewatervoorziening in gebieden met waterschaarste, zoals New Mexico of Texas.

"Er is een cruciale behoefte aan langetermijnmonitoring - jaren tot decennia - voor mogelijke verontreiniging van drinkwaterbronnen, niet alleen door fracking, maar ook uit conventionele olie- en gaswinning, ' zei McIntosh.

Het team publiceerde hun paper, "Conventionele olie - het vergeten deel van de water-energie-nexus, " online 30 juni in het journaal grondwater . Global Water Futures financierde het onderzoek.

McIntosh is betrokken geweest bij studies over de milieueffecten van hydrofracturering. Ze begon zich af te vragen hoe die effecten zich verhouden tot de effecten van de conventionele methoden voor olie- en gasproductie - methoden die al zo'n 120 jaar worden gebruikt en nog steeds worden gebruikt.

Zowel fracking als conventionele praktijken gebruiken grondwater en oppervlaktewater wanneer er niet genoeg water uit andere bronnen is om de aardolieproductie voort te zetten.

Om te zien hoe alle soorten olie- en gasproductieactiviteiten het watergebruik in Canada en de VS beïnvloedden, zij en Ferguson synthetiseerden gegevens uit verschillende bronnen. De gepubliceerde wetenschappelijke studies die beschikbaar waren, bestreken slechts enkele regio's. Daarom, de wetenschappers doken ook in rapporten van overheidsinstanties en andere informatiebronnen.

De onderzoekers vonden informatie voor het sedimentaire bekken van West-Canada, het Perm-bekken (gelegen in New Mexico en Texas), de staten Oklahoma, Californië en Ohio, en de totale hoeveelheid water geproduceerd door high-volume hydrofracturering in de VS.

"Wat verrassend was, was de hoeveelheid water die wordt geproduceerd en opnieuw geïnjecteerd door conventionele olie- en gasproductie in vergelijking met hydrofracturering, "Zei McIntosh. "Op de meeste locaties die we hebben bekeken - Californië was de uitzondering - is er nu meer water in de ondergrond dan voorheen. Er is een nettowinst van zout water."

Er zijn regels voor de aardolie-industrie met betrekking tot grondwater, maar informatie over wat er ondergronds gebeurt, verschilt per provincie en staat. Sommige rechtsgebieden houden uitstekende gegevens bij, terwijl deze voor andere vrijwel onbestaande zijn. Ondanks dit, Ferguson zei dat hij en McIntosh enkele opmerkingen kunnen maken.

"Ik denk dat de algemene conclusies over watergebruik en potentieel voor besmetting correct zijn, maar de details zijn op sommige gebieden vaag, " zei Ferguson. "Alberta heeft waarschijnlijk betere records dan de meeste gebieden, en de Alberta Energy Regulator heeft vergelijkbare aantallen geproduceerd als de onze voor die regio. We zagen vergelijkbare trends voor andere olie- en gasproducerende regio's, maar we hebben betere rapportage nodig, registratie en controle."

Olie- en gasproductieactiviteiten kunnen milieueffecten hebben die ver van aardolieproducerende regio's liggen. Bijvoorbeeld, eerdere studies tonen aan dat het gebruik van bergingsputten op meer dan 90 kilometer afstand detecteerbare seismische activiteit kan veroorzaken. Conventionele activiteiten injecteren kleinere hoeveelheden water en bij lagere druk, maar vinden plaats over langere perioden, die over grotere afstanden verontreiniging kunnen veroorzaken.

Een andere joker is de duizenden actieve, slapende en verlaten putten in Noord-Amerika. Sommige zijn lekken of zijn onjuist buiten gebruik gesteld, het verstrekken van mogelijke routes voor verontreiniging van zoetwateraquifers.

Hoewel er enige moeite wordt gedaan om dit probleem aan te pakken via organisaties zoals de Orphan Well Association in Alberta, er is weinig consensus over de omvang van het probleem. Ferguson zei, afhankelijk van welke bron wordt geciteerd, het prijskaartje voor ontmanteling varieert van een paar miljard tot een paar honderd miljard dollar.

Een rapport uit 2017 van het Canadese C.D. Howe Institute geeft aan dat er 155, 000 putten in Alberta die nog moeten worden gesaneerd. Een paper uit 2014 van andere onderzoekers suggereert dat Pennsylvania alleen al minstens 300, 000 verlaten putten, waarvan er vele "verloren" zijn omdat er geen gegevens over hun bestaan ​​zijn, noch is er oppervlakkig bewijs dat er ooit een oliebron was.

"We hebben niet genoeg plaatsonderzoek en grondwatermonitoring gedaan om te weten hoe de aansprakelijkheid er echt uitziet, " zei Ferguson. "Mijn gok is dat sommige putten waarschijnlijk moeten worden gelaten zoals ze zijn en dat andere meer werk nodig zullen hebben om de migratie van pekel en koolwaterstoffen uit lekken die tientallen jaren oud zijn aan te pakken."