当石油和天然气公司通过水力压裂从地球中提取燃料时,他们 通常会添加杀菌剂,例如戊二醛,添加到他们用来压裂地下深处岩层的加压水中。这些化合物是对产生硫化氢的微生物的先发制人打击,硫化氢会腐蚀管道。
然而,新的研究对在水力压裂中普遍添加有毒杀菌剂的做法提出了质疑。莱斯大学的 Jason Gaspar 和 Pedro Alvarez 以及包括能源公司 Statoil的科学家在内的同事,在美国中北部的巴肯页岩地层和加拿大的水力压裂现场进行了大量测试。在那里,他们发现 H2S 可能是由地球化学反应而非微生物在水力压裂井中形成的(Environ. Sci. Technol. Lett.2016, DOI:10.1021/acs.estlett.6b00075)。
该团队在巴肯现场发现,注入含杀菌剂的水的深度温度约为 120 °C,对于产硫微生物来说太热而无法生存。此外,注入水样品的 DNA 测试显示没有微生物的证据,硫同位素分析表明从样品中回收的 H2S 是非生物产生的。
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研究人员认为,H2S 可能反而是通过地下硫酸钙硬石膏与甲烷的反应产生的。
其他较冷地点(例如美国东部的马塞勒斯页岩地层)的 H2S 问题可能仍然是由细菌引起的。
但是,Gaspar 说,针对每个油井采取不同的杀菌剂应用方法可能更具成本效益。例如,公司可以在每个站点采集岩心样本,并在开源数据库中共享他们的结果。
科罗拉多州立大学的 Thomas Borch 表示,H2S 可能是非生物产生的这一发现“绝对令人大开眼界”。然而,他担心非生物 H2S 处理可能会增加腐蚀抑制剂的使用。
匹兹堡大学的 Radisav Vidic 表示,这项研究增加了越来越多的证据,表明普遍使用杀菌剂是没有必要的。
同样在匹兹堡大学的 Kyle James Bibby 也同意。“这项工作是一个重要的提醒,杀菌剂并非解决所有问题的方法,”他说。