Geofysici bij SMU zeggen dat bewijs van lekkage in een afvalwaterput in West-Texas tussen 2007 en 2011 zorgen zou moeten wekken over het huidige potentieel voor verontreinigd grondwater en schade aan de omliggende infrastructuur.

SMU-geofysicus Zhong Lu en de rest van zijn team denken dat het lek is ontstaan ​​bij een afvalwaterput in het Ken Regan-veld in het noorden van Reeves County, die giftige chemicaliën in de Rustler Aquifer kunnen hebben gelekt. Hetzelfde team van geofysici bij SMU heeft onthuld dat zinkgaten zich in West-Texas in een verrassend tempo uitbreiden en vormen.

Afvalwater is een bijproduct van de olie- en gaswinning. Met behulp van een proces genaamd horizontaal boren, of "fracken, " bedrijven pompen enorme hoeveelheden water, zand en chemicaliën tot diep in de grond om meer aardgas en olie te winnen. Met dat gas en olie, echter, komen grote hoeveelheden afvalwater dat via afvoerputten diep in de aarde wordt geïnjecteerd.

Federale en staatsolie- en gasregelgeving vereisen dat afvalwater op een diepe diepte wordt afgevoerd, meestal variërend van ongeveer 1, 000 tot 2, 000 meter diep in deze regio, dus het vervuilt het grondwater of drinkwater niet. Een klein aantal studies suggereert dat arseen, benzeen en andere toxines die mogelijk in frackvloeistoffen worden aangetroffen, kunnen ernstige risico's vormen voor de reproductieve en ontwikkelingsgezondheid.

Hoewel het lek vermoedelijk tussen 2007 en 2011 heeft plaatsgevonden, de bevinding is nog steeds potentieel gevaarlijk, zei Weiyu Zheng, een doctoraat student aan SMU (Southern Methodist University) die het onderzoek leidde.

"De Rustler-watervoerende laag, binnen de zone van de effectieve injectiediepte, wordt alleen gebruikt voor irrigatie en vee, maar niet voor drinkwater vanwege de hoge concentraties opgeloste vaste stoffen. Afvalwater dat in deze aquifer is gelekt, kan mogelijk de zoetwaterbronnen verontreinigen, ' legde Zheng uit.

"Als ik in dit gebied zou wonen, Ik zou me een beetje zorgen maken, " zei Lu, hoogleraar Shuler-Foscue Chair bij Roy M. Huffington Department of Earth Sciences van SMU en de corresponderende onderzoeker van de bevindingen.

Hij merkte ook op dat lekkend afvalwater enorme schade kan aanrichten aan de omliggende infrastructuur. Bijvoorbeeld, olie- en gaspijpleidingen kunnen onder het oppervlak worden gebroken of beschadigd, en de resulterende deinende grond kan wegen beschadigen en bestuurders in gevaar brengen.

SMU-geofysici zeggen dat satellietradarbeelden aangeven dat een lek in de nabijgelegen bergingsput is veroorzaakt door veranderingen die zijn waargenomen in het nabijgelegen Ken Regan-veld:een groot deel van de grond, vijf voetbalvelden in diameter en ongeveer 70 meter van de put, werd tussen 2007 en 2011 bijna 17 centimeter opgehoogd. In de geologische wereld, dit heet een verheffing, en het gebeurt meestal waar delen van de aarde door ondergrondse druk omhoog zijn geduwd.

Lu zei dat de meest waarschijnlijke verklaring voor die verhoging is dat er lekkage plaatsvond bij de nabijgelegen bron.

"We vermoeden dat het afvalwater zich op een zeer ondiepe diepte heeft verzameld, wat nogal dramatisch verschilt van wat de rapportgegevens daarover zeggen, " hij zei.

Slechts één afvalwaterput bevindt zich in de nabijheid van het verhoogde gebied van het Ken Regan-veld. Het bedrijf dat het bezit, meldde de injectie van 1, 040 meter afvalwater diep in de stortput in Ken Regan. Die put is niet meer actief.

Maar een combinatie van satellietbeelden en modellen gemaakt door SMU laat zien dat water waarschijnlijk op een ondieper niveau ontsnapte dan waarvoor de put was geboord.

En de studie, die werd gepubliceerd in de publicatie Nature Wetenschappelijke rapporten , schat dat ongeveer 57 procent van het geïnjecteerde afvalwater naar deze ondiepere diepte ging. Op die ondiepere diepte, het afvalwater - dat meestal zout water en chemicaliën bevat - kan zijn vermengd met grondwater uit de nabijgelegen Rustler Aquifer. Drinkwater komt niet uit de Rustler Aquifer, die zich uitstrekt over zeven provincies. Maar de watervoerende laag stroomt uiteindelijk in de Pecos-rivier, wat een drinkbron is.

De wetenschappers ontdekten het lek na analyse van radarsatellietbeelden van januari 2007 tot maart 2011. Deze beelden werden vastgelegd door een uitgelezen radarinstrument genaamd Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar (PALSAR), gemonteerd op de Advanced Land Observing Satelliet, die werd gerund door de Japan Aerospace Exploration Agency

Met deze technologie, interferometrische synthetische apertuurradar genaamd, of kortweg InSAR, de satellietradarbeelden stellen wetenschappers in staat om veranderingen te detecteren die niet zichtbaar zijn voor het blote oog en die anders onopgemerkt zouden blijven. De satelliettechnologie kan grondvervormingen vastleggen met een precisie van minder dan enkele centimeters of beter, met een ruimtelijke resolutie van enkele meters of beter over duizenden mijlen, zeggen de onderzoekers.

Lu en zijn team gebruikten ook gegevens die olie- en petroleummaatschappijen moeten rapporteren aan de Railroad Commission of Texas (Texas RRC), evenals geavanceerde hydrogeologische modellen die de distributie en beweging van water onder de grond en rotsen van de aardkorst in kaart brachten.

"We hebben InSAR gebruikt om de oppervlakte-opheffing te detecteren en poro-elastische eindige-elementenmodellen toegepast om verplaatsingsvelden te simuleren. De resultaten geven aan dat de effectieve injectiediepte veel ondieper is dan gerapporteerd, "Zei Zheng. "De meest redelijke verklaring is dat de put lekte als gevolg van defecten aan de behuizing en/of afdichtingsproblemen."

"Een probleem is dat de stalen buizen kunnen degraderen naarmate ze ouder worden en/of dat putten mogelijk onvoldoende worden beheerd. afvalwater van defecte onderdelen kan weglekken, " zei Jin-Woo Kim, onderzoekswetenschapper bij Lu's SMU Radar Laboratory en een co-auteur van deze studie.

De combinatie van InSAR-beelden en modellering door SMU gaf de wetenschappers een duidelijk beeld van hoe het opwaartse gebied in het Regan-veld zich ontwikkelde.

lu, die wereldberoemd is vanwege vooraanstaande wetenschappers in het gebruik van InSAR-toepassingen om oppervlakteveranderingen te detecteren, zei dat dit soort analyses van cruciaal belang zijn voor de toekomst van het olieproducerende West-Texas.

"Ons onderzoek dat gebruikmaakt van teledetectiegegevens en numerieke modellen, geeft een idee van het begrijpen van het ondergrondse hydrogeologische proces dat reageert op de olie- en gasactiviteiten. Dit soort onderzoek kan verder worden beschouwd als een indirecte lekkagebewakingsmethode als aanvulling op de huidige zeldzame lekdetectie, ' zei Zheng.

"Het is erg belangrijk om de economie van het hele land in stand te houden. Maar deze operaties vereisen enige controle om te garanderen dat de operaties ook milieuvriendelijk zijn, ' zei Lu.

Eerder, Kim en Lu gebruikten satelliet-radarbeelden om die twee gigantische sinkholes bij Wink te vinden, Texas - twee provincies verder dan de Ken Regan-verhoging - was waarschijnlijk slechts het topje van de ijsberg van grondbewegingen in West-Texas. Inderdaad, ze vonden bewijs dat grote delen van het olieveld in West-Texas in alarmerende mate deinden en zonken. Decennia van olieproductie-activiteiten in West-Texas lijken plaatsen te hebben gedestabiliseerd in een gebied van ongeveer 4, 000 vierkante mijl bevolkt door kleine steden als Wink, wegen en een uitgebreid netwerk van olie- en gaspijpleidingen en opslagtanks.