他们说,油和水不会混合,但在钻油气井时,水是整个过程的重要组成部分。
每天有24亿加仑的废水从美国的油气井中流出根据2009年的估计来自阿贡国家实验室。这包括用于水力压裂的泵入水和从深层含水层流向地表的水。根据一项研究,两者都含有溶解的矿物质和化学物质,其中包括许多有害物质,如果不小心处理,两者都可能对饮用水资源造成影响环保局2015年的报告.
从地下深处涌出的水被称为“产出水”,含有盐和其他溶解的矿物质、碳氢化合物,有时还含有放射性元素。这些成分是它被藏在岩石里的时候自然获得的。在科罗拉多州,产出水的含盐量几乎和海洋一样高,但随地理位置的不同而不同.例如,宾夕法尼亚州和俄亥俄州的油井产出水的含盐量可能是海水的十倍。
水力压裂所用的水——水、沙和化学物质的混合物——被高压泵入地下,使岩石分开。砂粒滞留在裂缝中,为油气运移创造了通道,约40%的水和化学物质会流回地面。压裂液中的一些化学物质是无害的。有些是有毒的。大多数都是微量存在的,但即使是微量的化学物质如苯也是危险的。(查看FracFocus.org了解压裂液中使用的化学物质。该数据库列出了100,000多个美国水力压裂工作所用的成分要求披露信息的州.)

弗朗西斯科·雷耶斯/美国地质调查局
从德克萨斯州的一口井里收集的一瓶油和产出水
科罗拉多大学的研究人员约瑟夫·瑞安和杰西卡·罗杰斯最近发现,在压裂液中使用的数百种化合物中,15种常用化学品尤其令人担忧因为它们都是有毒的,并且能够在环境中停留很长时间。
压裂液和采出水混合在一起。在美国,几乎所有的废水都被注入处理井。这些深井的设计是为了防止水泄漏,污染饮用水含水层、地表水和生态系统。在科罗拉多州东部,处置井的钻探深度约为9000英尺。那是在含有石油和天然气的岩石下2000英尺的地方,废水一旦被泵入处理井就不太可能进入饮用水。然而,在处理井没有很好地设计或钻井的情况下由于松懈的规定在美国,情况可能并非如此。
还有一个关于处理井安全的问题。它们是大多数与油气开发有关的地震的起因。如果水在压力下进入地下深处的现有断层,就可能引发地震。这使得俄克拉荷马州近年来成为美国最容易发生地震的州。
此外,隔离处理井中的水意味着将其从水循环中取出。从云到湖泊、河流、地下水和海洋,然后再回到云的水越来越少。以一种无法补充的方式使用一种资源,从长远来看是不可持续的,所以把水从循环中取出来并不理想。
为了减少处理井的数量和从水循环中提取的水量,油气开发废水可以进行处理,然后重新用于其他井的水力压裂。
典型的水处理厂,比如你会发现过滤城市供水的那种,并不是用来处理石油和天然气开发产生的废水的。科罗拉多大学博士后詹姆斯·罗森布鲁姆(James Rosenblum)说:“这种水要复杂得多,因为它不仅有有机物,而且有很多盐。”
研究人员正在寻找其他方法来清除水中的盐和有毒成分。Rosenblum是一个测试和比较油气开发废水净化方法的团队的成员之一。他们正在使用微生物来分解苯等有毒化学物质,并测试一种特殊的膜,这种膜的网状结构非常小,水分子可以通过,而较大的分子则不能。这些方法可能会使水干净到可以饮用,但更有可能的是,清洁后的水将在石油和天然气开发中重复使用。
如今,科罗拉多州的废水很少被油气行业处理和再利用。大多数是一次性使用,然后注入处理井。在没有处理井的地方,比如宾夕法尼亚州,水的重复使用是很常见的。
Rosenblum说:“行业认识到这是一个问题。这是经济学。重复使用水可以更便宜。由俄克拉荷马州州长玛丽·法林组织的专家小组也得出了这样的结论工业废水的处理和回用是最经济的选择.你不需要购买它,把它运来运去,然后把它处理掉,如果你可以清洗它,再使用它。
这个故事是因为合作而成为可能Inside E18luck新利最新下载地址nergy和AirWaterGas这是一个由美国国家科学基金会资助的可持续发展研究网络。