دراسة جديدة تبحث في سلامة آبار النفط والغاز في ولايات متعددة – ترجمة* محمد جواد آل السيد ناصر الخضراوي

New study investigates the integrity of oil and gas wells in multiple states
(Lisa Ercolano and Shelley Martin – بقلم: ليسا إركولانو و شيلي مارتن)

ملخص المقالة:

قام فريق بحثي من جامعة جونز هوبكنز بتجميع وتحليل بيانات سلامة آبار النفط والغاز البرية في ولايات متعددة لتقييم المخاطر البيئية من تسرب الغاز او النفط، ونشروا نتائج الدراسة التي شملت رؤى قيمة لمشغلي الصناعة والهيئات التنظيمية التي تسعى لمنع التسرب من الآبار وضمان نجاح تخزين الكربون وإنتاج النفط والغاز وتخزين الغاز الطبيعي وعمليات تخزين الهيدروجين. وعالجت الدراسة بيانات أكثر من 470,000 بئر نفط وغاز من بين 900,000 بئر نشطة في الولايات المتحدة. وتبين من مراجعة سجلات 100,000 بئرًا تم اختبارها في العام 2018 في ولايات كولورادو ونيو مكسيكو وبنسلفانيا، أن 14.1 ٪؜ من آبار بنسلفانيا و 3.0٪ من آبار ولاية كولورادو و 0.1٪ من آبار ولاية نيو مكسيكو قد أظهرت خصائص تجعلها عرضة للتسرب خارج البئر.

(المقالة)

في دراسة رائدة، قام فريق بحثي ضم مهندسًا من جامعة جونز هوبكنز بتجميع وتحليل كمية غير مسبوقة من البيانات التنظيمية التي تصف سلامة آبار النفط والغاز في ولايات متعددة. وتوفر نتائج الدراسة، المنشورة في “وقائع الاكاديمية الوطنية للعلوم – Proceedings of the National Academy of Sciences” ، رؤى قيمة لمشغلي الصناعة والهيئات التنظيمية التي تسعى إلى منع التسرب من الآبار وضمان نجاح تخزين الكربون وإنتاج النفط والغاز وتخزين الغاز الطبيعي وعمليات تخزين الهيدروجين .

وقال هاريهار راجارام، أستاذ الصحة البيئية والهندسة في كلية وايتنغ للهندسة بجامعة جونز هوبكنز، والمؤلف مشارك في الدراسة التي قادها باحثون في مختبر تكنولوجيا الطاقة الوطني التابع لوزارة الطاقة الأمريكية: “تركز الدراسة على سلامة آبار النفط والغاز، وتحديداً على آبار النفط والغاز البرية. وهذا وثيق الصلة، على سبيل المثال ، بتقييم المخاطر البيئية المتعلقة بتطوير النفط والغاز غير التقليدي”. وأضاف: “لفهم المخاطر البيئية لآبار النفط والغاز التي تعاني من التسرب، من المهم أولاً تقدير عدد آبار النفط والغاز التي واجهت مشكلات تتعلق بالسلامة”.

إن آبار النفط والغاز مصممة لاحتواء (عبر سلسلة من الأنابيب الفولاذية المتداخلة، مع الأسمنت بينها) أي سوائل يتم ضخها من مكامن النفط والغاز. ومع ذلك، بسبب الجهد (stress) تحت الأرض، قد يتصدع الأسمنت أو ينفصل عن غلاف أنبوب الصلب المجاور، مما يتسبب في مشكلات تتعلق بالسلامة، وفي بعض الحالات، حدوث تسرب.

وفي حين أن أكثر من 900000 بئر نفط وغاز نشطة حاليًا في الولايات المتحدة، فإن التقديرات الدقيقة للنسبة المئوية لهذه الآبار التي عانت من مشكلات تتعلق بالسلامة خلال حياتها كانت محدودة بسبب توفر البيانات. وعلى الرغم من أن معظم الولايات تتطلب شكلاً من أشكال اختبار سلامة البئر – على سبيل المثال، استخدام مقياس ضغط لمراقبة تراكم الغازات خارج غلاف الإنتاج – إلا أن هذه البيانات غير متاحة للجمهور في قواعد بيانات رقمية يسهل الوصول إليها.

ويعالج الباحثون في الدراسة الجديدة هذه المشكلة باستخدام تقنيات حسابية متقدمة لجمع واستخراج البيانات من أكثر من 470,000 سجل تنظيمي يصف نتائج اختبارات سلامة البئر التي أجريت في ولايات كولورادو ونيو مكسيكو وبنسلفانيا على أكثر من 100,000 بئر قبل عام 2018. وتمثل البيانات المستخرجة من هذه السجلات أكبر وأكمل سجل حتى الآن تم تجميعه لمراجعة سلامة آبار النفط والغاز الأمريكية.

وقد ركز الفريق على تقدير النسبة المئوية لآبار النفط والغاز التي أظهرت ضغوطًا وتدفقات تشير إلى مشكلة تتعلق بالسلامة. وأظهرت سجلات الاختبار من ولاية بنسلفانيا أن 14.1٪ من الآبار التي تم اختبارها قبل عام 2018 من المحتمل أن تكون قد واجهت مشكلة تتعلق بالسلامة. وكشفت البيانات من مختلف المناطق المنتجة للهيدروكربون في ولايتي كولورادو ونيو مكسيكو أن الآبار واجهت مشكلات تتعلق بالسلامة مع نطاق أوسع من الترددات (0.3٪ -26.5٪) مما تم الإبلاغ عنه سابقًا، مما يسلط الضوء على الحاجة إلى فهم أفضل للاتجاهات والتغيرات الإقليمية عبر مختلف أنواع النفط وحقول الغاز في سلامة جيدة. كانت الآبار الاتجاهية أكثر عرضة لإظهار مشاكل السلامة من الآبار العمودية في ولايتي كولورادو وبنسلفانيا. وتعرضت معظم الآبار ذات المشكلات المتعلقة بالسلامة إلى تسرب داخلي في نظام الآبار لم يتسرب إلى المياه الجوفية. ولا يُعد الاختبار حول الآبار بحثًا عن مؤشرات تسرب الغاز إلى المياه الجوفية ممارسة شائعة، ولكن 3.0٪ من آبار ولاية كولورادو التي تم اختبارها و 0.1٪ من آبار ولاية نيو مكسيكو المختبرة أظهرت خصائص تجعلها عرضة للتسرب خارج البئر.

وقال البروفيسور راجارام: “من المهم أن نلاحظ أن قضية السلامة لا تعني أن السوائل قد تسربت خارج بئر للنفط والغاز وخلقت خطر تلوث المياه الجوفية”. وتابع: “في ولاية كولورادو، على سبيل المثال، معظم الآبار المعرضة لخطر تلوث المياه الجوفية هي آبار رأسية قديمة تم بناؤها بأغلفة سطحية قصيرة لا تحمي خزانات المياه الجوفية العميقة التي تم تحديدها لاحقًا كمصادر مائية. ويمكن أن تحدد الآبار ذات الضغط العالي في أنبوب الغلاف، وتعالج لمنع حدوث مشكلات تتعلق بالسلامة”.

ويقول الباحثون أن نتائج الدراسة تظهر قيمة برامج اختبار الآبار على مستوى الولاية. كما يسلطون الضوء على تحديات تفسير بيانات اختبار الآبار المتباينة بين الولايات القضائية ويقترحون الحاجة إلى بروتوكول اختبار جيد موحد وشامل. وأوصى الباحثون باعتماد بروتوكول اختبار شامل وموحد لضمان توافق نتائج الاختبار من ولايات قضائية مختلفة، وتمكين إنشاء معايير موحدة لتحديد قضايا سلامة الآبار، وتسهيل تجميع نتائج الاختبار.

وقال البروفيسور راجارام: “إن مراقبة سلامة آبار النفط والغاز بناءً على ضغط أنبوب الغلاف السطحي أو قياسات تدفق منفذ أنبوب الغلاف رخيصة نسبيًا وتساعد على تحديد الآبار التي بها مشاكل ومعالجتها في وقت مبكر”. وأضاف:  “إن إتاحة البيانات من جهود المراقبة هذه بشكل علني وامكانية الوصول إليها بسهولة يساعد حقًا: فهو يضيف مستوى من الشفافية لإبلاغ جميع أصحاب المصلحة بمخاطر التلوث المحتملة، ويساعد على تحديد سلامة الآبار التي يحتمل أن تكون معرضة للخطر ومعالجتها قبل حدوث أي تسرب”.

ويوصي الفريق أيضًا بضرورة استمرار البحث المستقبلي في تجميع هذا النوع من البيانات وتحليلها، من أجل إعلام أصحاب المصلحة بصنع القرار بشكل أفضل.

*تمت الترجمة بتصرف

المصدر:

https://phys.org/news/2021-03-oil-gas-wells-multiple-states.html

لمزيد من المعلومات: غري لاكي وآخرون، Public data from three US states provide new insights into well integrity, Proceedings of the National Academy of Sciences (2021). DOI: 10.1073/pnas.2013894118