Использование радиоактивности в нефтяных и газовых скважинах
| гидроразрыв |
|---|
 |
| По стране |
| Воздействие на окружающую среду |
| Регулирование |
| Технология |
| Политика |
Радиоактивные источники используются для регистрации параметров пласта. Радиоактивные индикаторы, наряду с другими веществами в жидкости гидроразрыва, иногда используются для определения профиля закачки и местоположения трещин, образовавшихся в результате гидроразрыва. [1]
Использование радиоактивных источников для лесозаготовок
[ редактировать ]
Закрытые радиоактивные источники обычно используются при оценке пласта скважин как с гидроразрывом, так и без гидроразрыва. Источники опускаются в скважину как часть каротажных инструментов и удаляются из скважины до того, как произойдет гидроразрыв пласта. Измерение плотности пласта производится с помощью закрытого источника цезия-137 . Это бомбардирует пласт гамма-лучами высокой энергии . Ослабление этих гамма-лучей дает точную меру плотности пласта; это стандартный инструмент для нефтяных месторождений с 1965 года. Другим источником является америций-берилиевый (Am-Be) источник нейтронов, используемый для оценки пористости пласта, и он используется с 1950 года. В контексте бурения эти источники используются обученный персонал, и радиационное облучение этого персонала контролируется. Использование регулируется лицензиями, полученными в соответствии с рекомендациями Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), протоколами SU или Европейского Союза, а также Агентством по охране окружающей среды Великобритании. Для доступа, транспортировки и использования радиоактивных источников необходимы лицензии. Эти источники очень велики, и возможность их использования в «грязной бомбе» означает, что вопросы безопасности считаются важными. Никакого риска для населения и систем водоснабжения при нормальном использовании нет. Их доставляют на буровую площадку в экранированных контейнерах, что означает, что воздействие на население очень низкое, намного ниже, чем при доза фонового облучения за сутки.
Радиотрассеры и маркеры
[ редактировать ]В нефтегазовой промышленности обычно используются открытые радиоактивные твердые вещества (порошки и гранулы), жидкости и газы для исследования или отслеживания перемещения материалов. Чаще всего эти радиоиндикаторы используются на устье скважины для измерения скорости потока для различных целей. Исследование 1995 года показало, что радиоактивные индикаторы использовались более чем в 15% стимулированных нефтяных и газовых скважин. [2]
Использование этих радиоактивных индикаторов строго контролируется. Рекомендуется выбирать радиофармпрепарат, обладающий легко обнаруживаемым излучением, соответствующими химическими свойствами, периодом полураспада и уровнем токсичности, которые сводят к минимуму начальное и остаточное загрязнение. [3] Операторы должны гарантировать, что лицензированный материал будет использоваться, транспортироваться, храниться и утилизироваться таким образом, чтобы представители населения не получали более 1 мЗв (100 мбэр) в год, а доза в любой неограниченной зоне не превышать 0,02 мЗв (2 мбэр) в течение одного часа. Они обязаны защищать хранящиеся лицензированные материалы от доступа, удаления или использования неуполномоченным персоналом, а также контролировать и поддерживать постоянный надзор за лицензированными материалами во время их использования, а не во время хранения. [4] Федеральные агентства по ядерному регулированию и органы штата ведут учет использованных радионуклидов. [4]
По состоянию на 2003 год изотопы сурьма-124 , аргон-41 , кобальт-60 , йод-131 , иридий-192 , лантан-140 , марганец-56 , скандий-46 , натрий-24 , серебро-110m , технеций-99m и ксенон-133 чаще всего использовался в нефтегазовой промышленности, поскольку его легко идентифицировать и измерить. [3] [5] бром-82 , углерод-14 , водород-3 , йод-125 . Также используются [3] [4]
Примеры используемых сумм: [4]
| Нуклид | Форма | Активность |
|---|---|---|
| Йод-131 | Газ | Всего 100 милликюри (3,7 ГБк), не более 20 мКи (0,74 ГБк) на инъекцию |
| Йод-131 | Жидкость | Всего 50 милликюри (1,9 ГБк), не более 10 мКи (0,37 ГБк) на инъекцию |
| Иридий-192 | «Меченый» песок для гидроразрыва | Всего 200 милликюри (7,4 ГБк), не более 15 мКи (0,56 ГБк) на инъекцию |
| Серебро-110м | Жидкость | Всего 200 милликюри (7,4 ГБк), не более 10 мКи (0,37 ГБк) на инъекцию |
При гидроразрыве пластические гранулы, покрытые серебром-110м, или песок, меченный иридием-192в, могут быть добавлены в проппант, когда необходимо оценить, проник ли процесс разрыва в породу продуктивной зоны. [4] Некоторая радиоактивность может быть вынесена на поверхность в устье скважины во время испытаний для определения профиля закачки и местоположения трещин. Обычно при этом используются очень маленькие (50 кБк) источники кобальта-60, а коэффициенты разбавления таковы, что концентрации активности в верхних установках и оборудовании будут очень низкими. [3]
Регулирование в США
[ редактировать ]NRC и уполномоченные государственные органы регулируют использование закачиваемых радионуклидов при гидроразрыве пласта в Соединенных Штатах . [4]
Агентство по охране окружающей среды США устанавливает стандарты радиоактивности для питьевой воды. [6] Федеральные регулирующие органы и регулирующие органы штата не требуют, чтобы очистные сооружения, принимающие сточные воды газовых скважин, проверяли радиоактивность. В Пенсильвании, где в 2008 году начался бум бурения гидроразрыва пласта, большинство водозаборных сооружений, расположенных ниже по течению от этих очистных сооружений, не проверялись на радиоактивность с 2006 года. [7] Агентство по охране окружающей среды обратилось к Департаменту охраны окружающей среды Пенсильвании с просьбой потребовать от общественных систем водоснабжения в определенных местах и централизованных очистных сооружений провести тестирование на радионуклиды. [7] [8] [9]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Рейс, Джон К. (1976). Экологический контроль в нефтяном машиностроении. Профессиональные издатели Персидского залива.
- ^ К. Фишер и другие, «Всеобъемлющее исследование анализа и экономических преимуществ процедур стимуляции с использованием радиоактивных индикаторов», Общество инженеров-нефтяников , документ 30794-MS, октябрь 1995 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Радиационная защита и обращение с радиоактивными отходами в нефтегазовой промышленности (PDF) (Отчет). Международное агентство по атомной энергии. 2003. стр. 38–40 . Проверено 20 мая 2012 г.
Бета-излучатели, в том числе 3 Рука 14 C может использоваться, когда возможно использовать методы отбора проб для обнаружения присутствия радиофармпрепарата или когда изменения концентрации активности можно использовать в качестве индикаторов интересующих свойств в системе. Гамма-излучатели, такие как 46 наук, 140 , 56 Мн, 24 что, 124 Сб, 192 И, 99 Тс м , 131 Я, 110 В м , 41 Ар и 133 Xe широко используются из-за легкости, с которой их можно идентифицировать и измерить. ... Чтобы облегчить обнаружение любой утечки растворов «мягких» бета-излучателей, в них иногда добавляют гамма-излучатели с коротким периодом полураспада, такие как 82 Бр...
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Джек Э. Уиттен, Стивен Р. Куртеманш, Андреа Р. Джонс, Ричард Э. Пенрод и Дэвид Б. Фогл (Отдел промышленной и медицинской ядерной безопасности, Управление безопасности ядерных материалов и гарантий) (июнь 2000 г.). «Сводное руководство по лицензиям на материалы: Руководство для конкретной программы по лицензиям на каротажные исследования, трассеры и исследования полевых исследований паводков (НУРЭГ-1556, Том 14)» . Комиссия по ядерному регулированию США . Проверено 19 апреля 2012 г.
с маркировкой Песок ГРП...СК-46, Бр-82, Аг-110м, Сб-124, Ир-192
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Дина Мерфи и Ларри Хаскинс (8 сентября 2006 г.). «Письмо, поданное в Департамент окружающей среды, Нью-Брансуик, Калифорния» (PDF) . Пенобскис, правительство Калифорнии: 3 . Проверено 29 июля 2012 г.
Инженер, работающий с этим радиоактивным материалом, подвергается меньшему облучению, чем человек, выкуривающий 1,5 пачки сигарет в день».
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Агентство по охране окружающей среды США, существуют ли правила Агентства по охране окружающей среды в отношении радионуклидов в отношении питьевой воды? Каковы правила EPA по содержанию радионуклидов в питьевой воде? , по состоянию на 15 сентября 2013 г.
- ^ Перейти обратно: а б Урбина, Ян (26 февраля 2011 г.). «Слабое регулирование, поскольку испорченная вода из газовых скважин попадает в реки» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 22 февраля 2012 г.
Уровень радиоактивности в сточных водах иногда в сотни и даже тысячи раз превышал максимально допустимый федеральный стандарт для питьевой воды.
- ^ Шон М. Гарвин (7 марта 2011 г.). «Письмо в PADEP о Марселлусе Шейле, 030711» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды . Проверено 11 мая 2012 г.
...несколько источников данных, включая отчеты, требуемые PADEP, указывают на то, что сточные воды, образующиеся в результате операций по бурению газа (включая обратный поток от гидроразрыва и других жидкостей, добываемых из газодобывающих скважин), содержат переменные, а иногда и высокие концентрации материалов, которые могут представлять собой угроза здоровью человека и водной среде, включая радионуклиды....Многие из этих веществ не полностью удаляются очистными сооружениями, и их сброс может вызвать или способствовать ухудшению качества питьевой воды для пользователей, расположенных ниже по течению, или нанести вред водной жизни... В то же время не менее важно изучить стойкость этих веществ, в том числе радионуклидов, в сточных водах и их потенциальное присутствие в принимающих водах.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Ян Урбина (7 марта 2011 г.). «Агентство по охране окружающей среды усиливает контроль загрязнения рек Пенсильвании» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 23 февраля 2012 г.