Największa obawa w wymiarze środowiskowym, związana z wydobyciem i produkcją gazu z pokładów łupkowych, dotyczy zanieczyszczenia wody. Wciąż nie zostało udowodnione czy szczelinowanie hydrauliczne powoduje zanieczyszczenie wody pitnej metanem (Davies, 2011), choć nie można całkowicie wykluczyć takiej możliwości. Awaria szczelności odwiertu jest znacznie bardziej prawdopodobną przyczyną zwiększonej koncentracji metanu termogenicznego w płytkich pokładach wody pitnej oraz zasobach wodnych niż poprzez kanały utworzone za pośrednictwem szczelinowania hydraulicznego (Davies i inni, 2014, a także cytowane źródła).

Tym samym, kilka ostatnich publikacji podejmuje temat statystycznych analiz awarii szczelności odwiertów. Poniżej przedstawiono przegląd dla formacji łupkowej Marcellus (tabela 1).

Tab.1: Autorzy wykorzystali zbiory danych dla formacji łupkowej Marcellus (ang. Marcellus Shale Formation) udostępnione przez Departament Ochrony Środowiska Stanu Pensylwania (ang. Department of Environmental Protection of Pennsylvania, USA)

Źródło                      Wyciek poza                       Przeanalizowany       Przedział czasowy
                            otwór odwiertu (%)              zbiór danych (odwierty)
Vidic et al (2013)               3.4                                   6466                        2008-2013
Ingraffea (2012)                 6.2                                    3391                       2011-2012
Considine et al (2013)        2.6                                   3533                        2008-2011
Davies et al (2014)             6.3                                   8030                        2005-2013

Zespół badaczy Davies i inni (2014) ocenili wszystkie wiarygodne zbiory danych dostępne na całym świecie pod kątem bariery odwiertu oraz awarii szczelności. Prezentują oni przegląd na podstawie danych globalnych dotyczących szczelności odwiertów. Światowe dane dotyczące odwiertów odpowiadają przynajmniej 4 milionom lądowych odwiertów do wydobycia węglowodorów realizowanych w Australii, Austrii, Bahrajnie, Holandii, Kanadzie, Polsce, Stanach Zjednoczonych i Wielkiej Brytanii, podczas gdy w samych tylko Stanach Zjednoczonych od 1949 r. zrealizowano przynajmniej 2.6 miliona odwiertów lądowych.

Awaria szczelności odwiertu odnosi się nie tylko do niekonwencjonalnych zasobów; jest również znanym zjawiskiem w przypadku konwencjonalnych odwiertów ropy i gazu. Ingraffea i in. (2014) oszacowali uszkodzenia orurowania i cementu zarówno dla konwencjonalnych jak i niekonwencjonalnych odwiertów. W badaniu poddano analizie publicznie dostępne dane z raportów inspekcyjnych Departamentu Ochrony Środowiska w Pensylwanii, na bazie ponad 41,000 odwiertów do wydobycia ropy i gazu, zrealizowanych od stycznia 2000 r. do grudnia 2012 r. Analiza potwierdziła, że rodzaj odwiertu, lokalizacja oraz data prowadzenia odwiertu są istotnymi zmiennymi dla określenia częstotliwości awarii, zarówno dla cementu jak i orurowania:

• Częstotliwość dotychczasowych awarii na terenie całego stanu w przypadku źródeł odwiertów niekonwencjonalnych (Złoże Marcellus) wynosi przynajmniej 6.2%.
• Odwierty na złożu Marcellus zrealizowane po 2009 r. odnotowywały awarie występujące 1.57 razy częściej niż w przypadku odwiertów konwencjonalnych realizowanych w tym samym okresie.
• Odnotowano, że niekonwencjonalne odwierty do wydobycia gazu w północnowschodniej Pensylwanii charakteryzuje 2.7-razy większe ryzyko, w porównaniu do konwencjonalnych odwiertów w tym samym regionie.
• Przewidywane łączne ryzyko dla wszystkich odwiertów (zarówno konwencjonalnych jak i niekonwencjonalnych) w regionie północnowschodnim jest 8.5 razy wyższe niż to dotyczące pozostałych odwiertów realizowanych na terenie Pensylwanii.

Choć przytoczone dane nie są w stanie określić zdarzeń związanych z zanieczyszczeniem wody, artykuł stanowi pierwszy krok w stronę zrozumienia mechanizmów, prawdopodobieństwa oraz stopnia w jakim powodem mogą być mechanizmy migracji gazu (oraz cieczy) w Pensylwanii oraz potencjalnie w innych miejscach na świecie.

W celu uzyskania większej ilości informacji na temat szczelności odwiertów, prosimy o zapoznanie się z artykułem eksperckim dostępnym pod tym adresem.

Bibliografia i powiązane źródła:

Considine, T.J., Watson, R.W., Considine, N.B., Martin, J.P., 2013. Environmental regulation and compliance of Marcellus Shale gas drilling. Environmental Geosciences 20, 1-16.

Davies, R.J., 2011. Methane contamination of drinking water caused by hydraulic fracturing remains unproven. Proceedings of the National Academy of Sciences 108, E871.

• Jackson, R.B., Osborn, S.G., Vengosh, A., Warner, N.R., 2011. Reply to Davies: Hydraulic fracturing remains a possible mechanism for observed methane contamination of drinking water. Proceedings of the National Academy of Sciences 108, E872.

Davies, R.J., Almond, S., Ward, R.S., Jackson, R.B., Adams, C., Worrall, F., Herringshaw, L.G., Gluyas, J.G., Whitehead, M.A., 2014. Oil and gas wells and their integrity: Implications for shale and unconventional resource exploitation. Marine and Petroleum Geology 56, 239-254.

• Thorogood, J.L., Younger, P.L., 2014. Discussion of “Oil and gas wells and their integrity: Implications for shale and unconventional resource exploitation" by R. J. Davies, S. Almond, R.S., Ward, R.B. Jackson, C. Adams, F. Worrall, L.G. Herringshaw, J.G. Gluyas and M.A. Whitehead. Marine and Petroleum Geology.
• Davies, R.J., Almond, S., Ward, R., Jackson, R.B., Adams, C., Worrall, F., Herringshaw, L.G., Gluyas, J.G., Whitehead, M.A., 2014. Reply: "Oil and gas wells and their integrity: Implications for shale and unconventional resource exploitation”. Marine and Petroleum Geology.

Ingraffea, A., 2012. Fluid Migration Mechanisms Due to Faulty Well Design and/or Construction: an Overview and Recent Experiences in the Pennsylvania and Marcellus Play. www.psehealthyenergy.org/site/view/1057.

Ingraffea, A.R., Wells, M.T., Santoro, R.L., Shonkoff, S.B.C., 2014. Assessment and risk analysis of casing and cement impairment in oil and gas wells in Pennsylvania, 2000–2012. Proceedings of the National Academy of Sciences 111(30), 10955–10960.

Jackson, R.B., 2014. The integrity of oil and gas wells. Proceedings of the National Academy of Sciences 111, 10902-10903.

King, G.E., King, D.E., 2013. Environmental Risk Arising from Well-construction Failure e Differences between Barrier and Well Failure and Estimates of Failure Frequency across Common Well Types, Locations and Well Age. SPE 16142.

Vidic, R.D., Brantley, S.L., Vandenbossche, J.M., Yoxtheimer, D., Abad, J.D., 2013. Impact of shale gas development on regional water quality. Science 340, 6134.