发现裂缝漏水的真正原因–行业呼气缓解

俄亥俄州立大学领导的一项研究已经确定了与水力压裂有关的饮用水井中大多数天然气污染的可能源，因为气井的壁及其井眼的套管密封在地面上。

它不是许多人可能担心的消息来源，如果新闻界能够了解事实真相和诚信，新闻将使天然气行业，国家监管机构和钻井工程师有机会解决公众的反压裂问题。取得了实际成果，大大改善了水井保护。

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该问题应可通过改善水力压裂现场水泥井衬砌和金属井套管的施工标准来解决。

该小组由俄亥俄州立大学的一名研究员领导，由杜克大学，斯坦福大学，达特茅斯大学和罗切斯特大学的研究人员组成。该小组设计了一种新的地球化学取证方法，以追踪甲烷在地下的迁移方式。该研究在宾夕法尼亚州和得克萨斯州发现了八组被污染的饮用水井。

通过套管将天然气迁移到含水层图形。在研究人员研究水力压裂时，俄亥俄州立大学的托马斯·达拉（Thomas Darrah）领导的一个研究小组已经确定了井壁不良造成的地下水污染的主要来源（标为5，中右）。图片来源：由俄亥俄州立大学的Thomas Darrah提供。单击图像可查看最大视图。

他们的发现中最重要的是，本周发表在《美国国家科学院院刊》上的研究表明，水平钻孔和水力压裂页岩沉积物似乎都没有引起任何天然气污染。对于业内人士和机械工程师来说，这并不令人感到意外。

俄亥俄州立大学地球科学助理教授，研究负责人托马斯·达拉（Thomas Darrah）表示：“毫无疑问，在许多情况下自然会发生天然气水平升高的情况，但是在少数情况下，也有明确的证据表明，人为原因污染。但是，我们的数据表明，在发生污染的地方，这是由于套管不良和固井所致。”

罗彻斯特大学地球化学教授罗伯特·波雷达（Robert Poreda）解释说：“许多泄漏可能发生在天然气从井外向上传播，甚至可能达到数千英尺，并直接释放到饮用水含水层中时。”

杜克大学地球化学和水质教授Avner Vengosh表示：“正如某些人所担心的那样，这些结果似乎排除了由于水平钻井或水力压裂而导致甲烷从深处向饮用水含水层的迁移。”

斯坦福大学和杜克大学环境与地球科学教授罗伯特·杰克逊（Robert B. Jackson）指出：“在某些情况下，钻探会伤害房主的用水。在得克萨斯州开始采样后，我们甚至看到两所房屋从干净变成污染。”

达拉说：“这是一个相对不错的消息，因为这意味着我们可以通过进一步改善油井完整性来避免我们发现的大多数问题。”

他解释说，在水力压裂中，水被泵入地下，以使页岩破碎至远低于地下水位的深度。将向上输送所产生的天然气的长竖管包裹在水泥中，以防止天然气沿井泄漏。该研究表明，泄漏到含水层中的天然气是建造该井所用水泥失效的结果。

研究人员用来追踪甲烷污染源的方法依赖于稀有气体的基本物理原理（稀有气体会随甲烷一起泄漏出去）。之所以称为稀有气体，例如氦气和氖气，是因为它们与天然气混合并可以与天然气运输，但它们与其他化学物质的反应不多。

这意味着当它们被释放到地下时，它们可以流过很长的距离，而不会被沿途的微生物活动或化学反应所困扰。唯一重要的变量是原子质量，原子质量决定了稀有气体的比率随其随天然气的迁移而变化。这些特性使研究人员能够确定短效甲烷的来源以及将其转移到饮用水含水层中的机制。

研究人员能够区分出自然产生的甲烷和来自宾夕法尼亚州马塞勒斯页岩和德克萨斯州巴内特页岩上的页岩气钻探场的杂散气体污染的特征。

研究人员在2012年和2013年从这些地点取样了水。采样地点包括以前曾讨论过污染的井；已知天然含有大量甲烷和盐的井，这些井往往在页岩气沉积上覆的地区同时发生；以及位于距钻探地点一公里范围之内和之外的井。

随着水力压裂在全球范围内的发展，包括南非，阿根廷，中国，波兰，苏格兰和爱尔兰等国家，Darrah及其同事正在美国和国际上继续他们的工作。并且，由于研究人员采用的方法依赖于稀有气体的基本物理原理，因此可以在任何地方使用。他们的希望是，他们的发现可以帮助强调提高井眼完整性的必要性。

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车队希望不要放错地方。虽然抗压裂的人群现在可以回家了，但他们可能不会。不久将有新的参与者进入该领域；审判律师将追随钻井承包商，为天然气破坏水井的水井提供资金。

故事还没有结束，但是水力压裂并不是问题所在，这使大多数井井有地的土地所有者，大多数天然气行业以及我们所有人的消费者都松了一口气。问题将得到解决。

布莱恩·韦斯特豪斯（Brian Westenhaus）

（来源：www.newenergyandfuel.com）

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