In een baanbrekend onderzoek een onderzoeksteam met een ingenieur van Johns Hopkins heeft een ongekende hoeveelheid regelgevende gegevens verzameld en geanalyseerd die de integriteit van olie- en gasbronnen in meerdere staten beschrijven. De studieresultaten, gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences , biedt waardevolle inzichten voor industriële operators en regelgevende instanties die lekkage van bronnen willen voorkomen en het succes van koolstofopslag willen verzekeren, olie- en gasproductie, aardgas opslag, en waterstofopslagactiviteiten.

"De studie richt zich op de integriteit van olie- en gasbronnen, specifiek op onshore olie- en gasbronnen. Dit is relevant, bijvoorbeeld, om de milieurisico's in verband met onconventionele olie- en gasontwikkeling te evalueren, " zei Harihar Rajaram, een professor in milieugezondheid en techniek aan de Whiting School of Engineering van de Johns Hopkins University, een co-auteur van de studie onder leiding van onderzoekers van het National Energy Technology Laboratory van het Amerikaanse Department of Energy. "Om de milieurisico's van lekkende olie- en gasbronnen te begrijpen, het is belangrijk om eerst in te schatten welk deel van de olie- en gasbronnen integriteitsproblemen heeft ondervonden."

Olie- en gasbronnen zijn ontworpen om alle vloeistoffen die ze oppompen uit olie- en gasreservoirs volledig te bevatten (via een reeks geneste stalen buizen met cement ertussen). Echter, door spanningen onder de grond, cement kan barsten of loskomen van de aangrenzende stalen behuizing, integriteitsproblemen veroorzaken, en, in sommige gevallen, lekkage.

Terwijl meer dan 900, 000 olie- en gasbronnen zijn momenteel actief in de VS, nauwkeurige schattingen van het percentage van deze putten dat tijdens hun leven integriteitsproblemen heeft ondervonden, zijn beperkt door de beschikbaarheid van gegevens. Hoewel de meeste staten een of andere vorm van putintegriteitstests vereisen, bijvoorbeeld, het gebruik van een manometer om de opbouw van gassen buiten de productiebehuizing te bewaken - deze gegevens worden niet openbaar gemaakt in gemakkelijk toegankelijke digitale databases.

In de nieuwe studie onderzoekers pakken dit probleem aan door geavanceerde computertechnieken te gebruiken om gegevens te verzamelen en te extraheren uit meer dan 470, 000 regelgevende records die de resultaten beschrijven van putintegriteitstests die zijn uitgevoerd in Colorado, New Mexico, en Pennsylvania op meer dan 100, 000 putten vóór 2018. De gegevens die uit deze records zijn gehaald, vertegenwoordigen het grootste en meest complete record dat tot nu toe is verzameld om de integriteit van Amerikaanse olie- en gasbronnen te beoordelen.

Het team concentreerde zich op het schatten van het percentage olie- en gasbronnen dat druk en stromen heeft vertoond die wijzen op een integriteitsprobleem. Testgegevens uit Pennsylvania toonden aan dat 14,1% van de putten die vóór 2018 zijn getest, mogelijk een integriteitsprobleem hebben ondervonden. Gegevens uit verschillende koolwaterstofproducerende regio's in Colorado en New Mexico onthulden dat putten integriteitsproblemen ondervonden met een breder frequentiebereik (0,3% -26,5%) dan eerder gemeld, wat de noodzaak benadrukt om regionale trends en variaties in verschillende olie- en gasvelden in goede integriteit beter te begrijpen. Directionele putten vertoonden meer kans op integriteitsproblemen dan verticale putten in Colorado en Pennsylvania. De meeste putten met integriteitsproblemen ondervonden interne lekkage in het putsysteem die niet in het grondwater terechtkwam. Testen rond putten op indicatoren van gaslekkage in grondwater is geen wijdverbreide praktijk, maar 3,0% van de geteste putten in Colorado en 0,1% van de geteste putten in New Mexico vertoonden kenmerken die ze vatbaar maakten voor lekkage buiten de put.

"Het is belangrijk op te merken dat een integriteitsprobleem niet betekent dat vloeistoffen buiten een olie- en gasbron zijn gelekt en een risico op grondwaterverontreiniging hebben gevormd, " zei Rajaram. "In Colorado, bijvoorbeeld, de meeste putten die risico lopen op grondwaterverontreiniging zijn oudere verticale putten die zijn gebouwd met korte omhulsels die geen bescherming bieden aan diepere grondwaterlagen die later als waterbronnen werden aangewezen. Putten met een hoge oppervlaktedruk kunnen worden geïdentificeerd en gesaneerd om integriteitsproblemen te voorkomen. "

De onderzoekers zeggen dat de onderzoeksresultaten de waarde aantonen van goedtestprogramma's over de gehele staat. Ze benadrukken ook de uitdagingen van het interpreteren van ongelijksoortige interjurisdictionele puttestgegevens en suggereren de noodzaak van een uitgebreid gestandaardiseerd puttestprotocol. De onderzoekers adviseerden de goedkeuring van een alomvattende, gestandaardiseerd testprotocol [om] de compatibiliteit van testresultaten uit verschillende rechtsgebieden te garanderen, het mogelijk maken van uniforme criteria voor het identificeren van problemen met de integriteit van putten, en de compilatie van testresultaten te vergemakkelijken.

"Het bewaken van de integriteit van olie- en gasbronnen op basis van de druk van de oppervlaktemantel of de ontluchtingsstroommetingen van de behuizing is relatief goedkoop en helpt om problematische putten vroegtijdig te identificeren en te herstellen, Rajaram zei. "Het open en gemakkelijk toegankelijk maken van gegevens van deze monitoringinspanningen helpt echt:het voegt een niveau van transparantie toe om alle belanghebbenden te informeren over mogelijke besmettingsrisico's, en helpt putten met mogelijk aangetaste integriteit te markeren en te herstellen voordat er lekkage optreedt."

Het team beveelt ook aan dat toekomstig onderzoek dit soort gegevens moet blijven verzamelen en analyseren, om de besluitvorming van belanghebbenden beter te informeren.