Сланцевий газ в Угорщині –

впливи на довкілля та здоров’я людини

(стислий виклад доповіді Ludwig-Bölkow-Systemtechnik)

Німецька консалтингова компанія Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH (LBST) з Баварії виконала дослідження щодо оцінки потенційних впливів на довкілля та здоров’я людини можливих проектів з видобутку сланцевого газу в Угорщині на замовлення місцевої неурядової організації Méltányosság Politikaelemző Központ  (Центр відкритого політичного аналізу). В рамках проекту «Метаносфера» ми вирішили звернути увагу на це дослідження. Головна його особливість  – багатосторонній аналіз, який робить доцільним врахування його висновків при проведенні відповідних оцінок майбутніх виробничих ділянок на Олеській (по сланцеіому газу) та Юзівській (в частині видобутку сланцевого газу, якщо таке матиме місце) площах в Україні, а також на Руденківській ділянці ( Полтавська область).

Ініціатором публічної дискусії в Угорщині була компанія TXM Exploration and Production LLC, що є дочірньою ірландської Falcon Oil&Gas of Dublin, яка провела розвідку покладів нетрадиційного газу  в південній  частині країни – в регіоні Мако. Це послужило поштовхом для проведення круглого столу з питань розробки покладів нетрадиційного газу. На підтримку цього процесу Центр відкритого політичного аналізу і уклав угоду на виконання  дослідження з баварською LBST, метою якого було проведення оцінки можливих ризиків у випадку видобування нетрадиційного газу. Важливо зазначити, що в Угорщині на даному етапі ведеться тільки підготовка до потенційної розробки покладів.

Видобування нетрадиційного газу передбачає наявність потенційних ризиків та загроз для навколишнього середовища і здоров’я людини.

До потенційних ризиків відносять:

·     шумове забруднення та забруднення повітря;

·     надмірне використання води;

·     використання хімічних реагентів при проведенні гідророзриву;

·     винесення на поверхню радіоактивних речовин;

·     проблеми  переробки та поводження з використаною водою;

·     потенційне забруднення поверхневих вод та шарів питної води;

·     сейсмострушування, викликані видобувною діяльністю;

До екологічних загроз відносять:

·        коротко– та довгострокові впливи на місцеве біорізноманіття;

·        наближеність до заповідних зон;

·        баланс парникових викидів.

Детальний опис ризиків

Потенційні витікання критичних субстанцій

До критичних субстанцій, які потенційно можуть виділятися при видобутку нетрадиційного газу відносять парникові гази, зокрема вуглекислий газ CO2,  метан CH4, закис азоту N2O, а також такі забруднюючі речовини як діоксид сірки SO2, оксиди азоту NOx, тверді частки, леткі органічні суміші, чадний газ CO, речовини, що використовуються безпосередньо для проведення гідророзриву, як і вміст води зворотнього току, що включає хімікати  та природні радіоактивні речовини, які вимиваються з геологічних формацій. 

Базові компоненти, що використовуються для розчинів ГРП наведені в таблиці нижче. За інформацією TXМ, концентрація  хімікатів в «угорському» розчині, буде менше 0,1%. Інша частина розчину складається головною мірою з води та пропанту-розклинювача. Таким чином, беручи до уваги той факт, що загальна концентрація хімреагентів в технологічному розчині буде в середньому на рівні 0,1%, то концентрація окремих компонентів в закачуваній воді буде такою, як зазначено в правому  стовпчику таблиці нижче.

В залежності від кількості етапів ГРП в кожну свердловину вливають від 0,5 до 3 млн. л води. Буріння куща з 8–16 свердловин на майданчику та передбачувана загальна кількість таких майданчиків в 160, має наслідком загальне вливання води на рівні 128–3400 млн. л або 6,4–170 млн. л на рік. За даними компанії TXM, зворотній тік води складає 80–100%, запланована переробка 70–80% цієї води. З огляду на  середню концентрацію компонентів на рівні 0,02% в закачуваній воді, загальні обсяги хімічних речовин будуть складати приблизно 26 000–675 000 л або 1300–34 000 л на рік. Доставка цих хімікатів до майданчику, де буде проводитися буріння буде вимагати 1–2 ходки транспорту за умов використання найбільших можливих цистерн. Таким чином, потенційний ризик забруднення є малим, за умов, якщо концентрація токсичних речовин в хімічному розчині не буде перевищувати 0,2% в розчині.

В рамках порівняльного наукового аналізу проведеного в Німеччині у 2011–2012 рр. та фінансованого за рахунок американської компанії ExxonMobil,  дослідники–токсикологи запропонували більш розгалужену схему оцінки рівня ризиків. Базуючись  на цьому аналізі виявилось, що серед субстанцій запланованих для використання у ГРП, обезводжений світлий нафтовий дистилят є найбільш критичним компонентом. Навіть якщо він буде використовуватися з максимальною  концентрацією нижче за 300 мг/л, потенційні ризики є значними.

Нижня плата конгресу США опублікувала список більш ніж 700 речовин які використовуються в ГРП  в США (Waхman 2011). З огляду на екологічні ризики використання деяких з цих компонентів, компанії розробляють та тестують нові суміші  з метою зменшення можливих токсичних ефектів. Проводяться постійні експерименти із заміщення, так наприклад, біологічний крохмаль намагаються використовувати в якості гелеутворюючого агента.

Компанія Halliburton має на меті замінити біоцидні компоненти (знищувачі бактерій – прим наша) ультрафіолетовою обробкою флюїду та вже провела перші тестові ГРП в Техасі, США у травні 2011 року. До відповідного підходу вдалась і австрійські OMV Group та Montan universität Leoben, які поєднали це з використанням кукурудзяного крохмалю в якості гелеутворюючого елементу, бокситів (алюмінієва руда, що хімічно являє собою суміш гідроксиду алюмінію, оксидів заліза та кремнію та має високу міцність – прим. наша) в якості пропанта та води як єдиного рідинного компоненту для розчину.  Технічне обґрунтування передбачається провести у 2015 році, економічна ефективність має бути розрахована у 2018–2019 рр. відповідно до досліджень Федерального агентства з навколишнього середовища Німеччини (UBA) від 2012 року. Іншими концептуальними розробками є граничне буріння з диференціальним тиском (extreme over balance perforation), кавітаційні гідровібрації, фрекінг  із використанням скрапленого вуглеводневого газу (пропан–бутанові фракції), хімічні симуляції із використанням кислот, термальні стимуляції.

Радіоактивні речовини

В земній корі в мізерних дозах містяться радіоактивні речовини. В таблиці нижче надається короткий опис концентрації головних радіонуклідів в різних породах.

Відповідно до деталізованого вимірювання γ-спектру (гамма-спектр, найбільш жорстке випромінювання порівняно з α- та β-випромінюваннями – прим. наша), проведеного компанією TXM, cередні  концентрації відповідних радіонуклідів на ліцензійній ділянці в Угорщині не відображають жодних аномалій. Розпад радіоактивних елементів, що містяться в геологічних породах  сприяє виникненню інших радіоактивних елементів. В залежності від тиску, кислотності, температури та інших властивостей, ці елементи можуть набувати «мобільність» в геологічному середовищі. В першу чергу до них відносяться радіонукліди із ланцюгів розпаду Торію-232 та Урану-238. При розпаді Урану-238 утворюється Радій-226, який частково потрапляє та переміщується з газом та водою, та інші продукти розпаду, що включають Радон-222, Полоній-210 та Свинець-210.

В таблиці нижче надаються типові рівні радиоактивності, що спостерігаються на різних етапах та в потоках відпрацьованої води:

З огляду на те, що,  зазвичай, поклади сланцевого газу мають низький вміст рідких вуглеводнів в породі та вимагають контакту з більшими площами порід через відкриття тріщин, ймовірність, що радіонукліди можуть увійти у розчин та газовий цикл є більшою, ніж в розробці звичайної  свердловини традиційного газу. (Bank et al., 2010; Rowan et al., 2011). Рівень забруднення може з часом зростати.

Міжнародна асоціація видобувників нафти та газу пропонує наступні обмеження для безпечного видобутку:

-         грунти не повині містити концентрацію Ra-226 більше за 0.185 Бк/г (беккерель – одиниця вимірювання радіоактивності);

-         оснащення, обшивка визнаються зараженими, якщо внутрішня та зовнішня поверхня  зараження перевищує вдвічі рівень радиоактивності геологічної середи;

-         дотримання вищезазначених норм  поводження з матеріалами та технікою достатнє для гарантування безпеки від зараження для населення та персоналу.

Поводження із відпрацьованою водою

Три головні способи поводження із відпрацьованою водою це:

-         оптимальним варіантом є переробка та очищення води для майбутніх потреб, хоча й не завжди це знаходить економічне обгрунтування;

-         вода може  бути очишена в місцевих очисних спорудах для подальшого використання на потреби сільського господарства;

-         вода може бути залита в глибокі геологічні шари та пустоти.

Ризиком, який впливає на якість грунтових вод є повторне вливання води зворотнього току, що використовувалася для фрекінгу, тому потрібно уникати таких операцій. Якщо вода зворотного току закачується в глибокі водоносні шари, вона неодмінно призводить до забруднення цих шарів та створює ризики для неглибоких водоносних шарів, якщо між ними трапиться поєднання. В такому разі, має гарантуватися дотримання вертикальної безпечної відстані до верхнього водоносного шару –   не менше за 600 м.

Коли використовується Система замкунутого циклу використання компонентів із нульовим рівнем відходів (Closed Loop Fluid and Solids System with zero discharge), проблема із закачуванням використаної води у глибокі водні породи не виникає.

ГРП кожної свердловини передбачає 500-3000 куб.м. відпрацьованої води, і всі 1280-2560 свердловини будуть мати 1–6-стадійний ГРП. За умови очищення на 70–80%, загальний обсяг на рівні 0,128–3,4 млн.куб.м. відпрацьованої води та бурового бруду має  закачуватися в породи. Такі  обсяги можуть зашкодити  глибоким водоносним шарам. Хоча повторне закачування відпрацьованої води є традиційною операцією в США, вона є нерекомендованою. Рекомендовано дотримуватися дистанції 10 км від заповідної території та 500 м від бурових майданчиків до водойм.

Дослідники дійшли висновку, що можливість появи розриву довжиною більше 350 м від однієї операції ГРП складає 1%. У тестових дослідженнях в Північній Америці максимальні довжина розриву породи склала 588 м. Однак, залишається невивченим до якої міри буде збільшуватися розрив від повторного ГРП. (Наш коментар: показовим є те, що якими б довгими не були тріщини внаслідок ГРП, вони не в змозі вийти на нижні водоносні горизонти, оскільки відстань між зоною ГРП та найбільш глибоко залягаючими водоносними горизонтами кратно перевищує максимально ймовірно довжину тріщин. Це добре видно на прикладі родовища Марселлус у США – понад 1 км, а з урахуванням особливостей геології залягань сланців та щільних порід у Європі, ця відстань є ще більшою, аніж у США:

Екологічні загрози

В угорському випадку до екологічних загроз відносять зменшеня біорозмаїття флори та фауни, зміни в інфраструктурі та дотримання балансу парникових газів. Висувається рекомендація уникати коридорів міграції рідкісних видів тварин. Шум є значним подразником для деяких видів, особливо для птахів. Можна уникнути завдання шкоди біорізноманіттю або мінімізувати вплив, якщо дотримуватися відстані 500 м між буровим майданчиком та водоймами, води яких потрапляють у заповідні території в радіусі 10 км. Компанією ТХМ задля видобутку нетрадиційного газу в Угорщині передбачається намітити 160 бурових майданчиків площею в 1 га протягом 20 років. Передбачається видалити 20-40 см верхнього шару грунту. Буріння куща з 8-16 свердловини займе від 1 до 2 років. Після цього 90% поверхні кожного бурового майданчика може бути поновлено, для чого пропонується окремо зберігати верхній шар грунту.

Таблиця оцінки ризиків від застосування технології

гідророзриву компанією TXM  в зоні  Makó (Угорщина)

Джерело: Hangarian Shale Gas – Impacts on the Environment and Human Health

Таким чином, загальною рекомендацією дослідження є проведення постійного моніторингу за станом довкілля.

Накладаючи кальку дослідженя LBST на український випадок, можна припустити, що рівень потенційних ризиків буде близьким до угорської моделі на Олеській ділянці, де передбачається видобуток сланцевого газу та нижчим для Юзівської, де газ щільних пісковиків має значно глибше залягання.