油田气体泄漏之谜接近解开

气体正在从重要的油气田设备中泄漏,这意味着这些泄漏是可以修复的

气体正从全国各地的油气田中逸出。

众所周知这些气体是什么,但它们究竟来自哪里以及有多少,长期以来一直扑朔迷离

当然,油田气体泄漏物不是人,而是气体——甲烷、苯、甲苯、二甲苯和其他挥发性有机化合物。其中一些会导致癌症。甲烷与二氧化碳一样,是一种温室气体,会干扰气候,在 атмосферу 中造成大量变暖


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这些气体之所以是泄漏物,是因为人们发现它们从油气田中泄漏,这是对水力压裂法以及页岩油气繁荣席卷宾夕法尼亚州、得克萨斯州和当今西部大片地区的最大批评之一。

但是,由于美国许多油气田的空气没有得到密切监测,因此准确查明它们究竟是如何从油气设备中泄漏出来的,一直有点神秘。

在犹他州的一个油气田和附近的科罗拉多州的另一个油气田中,嗅探井的侦探科学家已经开始解开这个谜团。在一项新的研究中,该研究本月发表在期刊《大气化学与物理学》上,研究犹他州尤因塔盆地空气质量的科学家们能够确定哪些特定类型的油气田机械正在泄漏这些气体。

康奈尔大学环境工程教授安东尼·英格拉菲亚说,这项研究很重要,因为它是最早真正查明哪些类型的设备会泄漏大量污染物和温室气体的研究之一,他的研究检测到油气田泄漏的甲烷排放量在该研究中被引用。

“它指名道姓,”他说。“除湿器、分离器、压缩机。”

该研究还表明,彼此靠近的天然气田的天然气泄漏率可能差异很大,这说明了为什么监管机构实际测量现场污染而不是依赖于基于实验室测试预计发生的泄漏非常重要,英格拉菲亚说。

尤因塔盆地是犹他州东北部崎岖峡谷地区的一部分,拥有约 10,000 口活跃的油气井。它也受到严重污染,以冬季臭氧空气质量超标和高甲烷排放量而闻名。

“要了解臭氧污染,我们需要了解其背后的化学原理以及启动这种化学反应的主要来源,我们直接追溯到排放源以进行研究,”该研究的主要作者、科罗拉多大学博尔德分校环境科学合作研究所的大气化学家卡斯滕·瓦内克说。

瓦内克的团队发现,特定类型的油气田设备泄漏的污染物比预期的要多

原因如下:油田阀门、井口和其他设备预计会泄漏少量气体。

该研究的合著者、科罗拉多州博尔德市国家海洋和大气管理局的研究化学家詹姆斯·罗伯茨说:“通常,一件设备都有一个分配给它的特定排放率。”

他说,当美国环境保护署计算油田的温室气体排放率时,他们会将油田设备在现场运行的所有分配的或预期的排放率加起来,从而创建一个估计值。

实验室中的泄漏是这样的。然后,现实情况是这样的

他说:“设备总是不同的;它的运行方式并不总是像在实验室中那样。“我们的教训是,哎呀,你必须出去进行那些测量(在现场)。”

当研究人员测量井中泄漏的气体时,他们发现了他们意想不到的污染水平,他说。

在城市地区,空气中苯的含量通常低于十亿分之 0.2,但在一些井附近发现苯的含量为十亿分之 1,000,这些井的特点是充满了水塘,这些水塘是在水力压裂法或压裂法后从井中流出的。

该团队发现的大部分泄漏甲烷是从油气井口泄漏出来的,井口是一系列管道和阀门,在井场的地面上可以看到。甲烷也来自地面上的管道。

其他挥发性有机化合物被发现来自储罐、旨在将天然气与液体分离的机械以及其他设备。

该团队在犹他州发现的排放和泄漏并不完全适用于该国其他地区,因为每个油气田都不同,那里的设备和环境法规也不同,这些法规可以控制这些设备。

当研究人员前往科罗拉多州州界线附近的油田时,他们发现泄漏到大气中的气体较少。那是因为那里的井生产的是不同种类的气体,并且使用不同的设备进行操作,并且使用电力而不是用于为犹他州井供电的化石燃料。

犹他州油气排放量的新发现呼应了另一项新研究,该研究于 10 月 30 日发表在《环境健康》杂志上,该研究在整个美国的油气井场周围嗅探出各种空气污染物。该研究没有调查油气生产场所的温室气体排放水平。

纽约布鲁克林法学院和奥尔巴尼大学以及其他机构的研究人员培训了居住在科罗拉多州、怀俄明州、俄亥俄州、阿肯色州和宾夕法尼亚州页岩油气田的居民,在油气田活动频繁时在其房屋附近采集空气样本。

从居民在油气井附近的房产中采集的空气样本显示,在油田仅五分钟就可能使您接触到足够量的苯,这相当于在北京居住八个半月吸入的苯量。在怀俄明州的一个地点测量到如此高水平的苯。

许多地点还测量到极高水平的硫化氢和甲醛,但研究人员表示,他们的研究结果受到限制,因为他们仅使用了来自美国数千口井中的 35 口井的空气质量样本。

这两项研究都证明,科学家们越来越接近确定从油气田中泄漏出的气体如何危害人类和气候。

尽管这些研究表明,水力压裂法不一定意味着油气井会泄漏大量有害气体,但如果监管机构和科学家密切关注意外泄漏,则可能对所有人都有利。

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本文经《气候中心》许可转载。该文章于 首次发表于 2014 年 11 月 3 日。

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