AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA
WYDZIAŁ WIERTNICTWA NAFTY I GAZU KATEDRA INŻYNIERII NAFTOWEJ
ROZPRAWA DOKTORSKA
ANALIZA RYZYKA ŚRODOWISKOWEGO
W PROWADZENIU PRAC POSZUKIWAWCZYCH GAZU
ZIEMNEGO ZE ZŁÓŻ NIEKONWENCJONALNYCH
mgr inż. Łukasz Łukańko
Promotor:
dr hab. inż. Jan Macuda, prof. nadzw. AGH
Pragnę podziękować wszystkim tym, z którymi współpracowałem w latach 2011-2014 podczas prac poszukiwawczych gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych w Polsce.
Przede wszystkim jednak chciałbym podziękować Panu dr. hab. inż. Janu Macudzie, prof. AGH, za nieocenioną pomoc, wsparcie oraz za cenne rady i wskazówki udzielone w trakcie pisania pracy doktorskiej.
Spis treści
1. WSTĘP ... 4
2. CHARAKTERYSTYKA PRAC POSZUKIWAWCZYCH GAZU ZIEMNEGO ZE ZŁÓŻ NIEKONWNECJONALNYCH ORAZ ICH WPŁYW NA ŚRODOWISKO ... 9
2.1. Budowa placu wiertni ... 9
2.1.1. Opis prac budowlanych ... 9
2.1.2. Wpływ prac budowlanych na środowisko ... 10
2.2. Wiercenie otworów poszukiwawczych ... 13
2.2.1. Opis prac wiertniczych ... 13
2.2.2. Wpływ prac wiertniczych na środowisko ... 14
2.3. Hydrauliczne szczelinowanie skał ... 18
2.3.1. Technologia hydraulicznego szczelinowania skał ... 18
2.3.2. Wpływ zabiegów hydraulicznego szczelinowania na środowisko ... 20
2.4. Testy złożowe ... 27
2.4.1. Opis testów złożowych ... 27
2.4.2. Wpływ testów złożowych na środowisko ... 28
3. PRZEGLĄD METOD I TECHNIK ANALIZY RYZYKA ŚRODOWISKOWEGO STOSOWANYCH PODCZAS PRAC POSZUKIWAWCZYCH GAZU ZIEMNEGO ZE ZŁÓŻ NIEKONWENCJONALNYCH ... 33
3.1. Identyfikacja ryzyka środowiskowego ... 33
3.2. Analiza ryzyka środowiskowego ... 33
3.2.1. Analiza jakościowa oceny ryzyka środowiskowego ... 34
3.2.2. Analiza ilościowa oceny ryzyka środowiskowego ... 34
3.2.3. Analiza mieszana oceny ryzyka środowiskowego ... 35
3.3. Ewaluacja ryzyka środowiskowego ... 35
3.4. Techniki stosowane w analizie ryzyka środowiskowego ... 36
3.4.1. Technika matryc konsekwencji i prawdopodobieństwa ... 36
3.4.2. Technika oceny ryzyka środowiskowego – ERA ... 37
3.4.3. Technika analizy scenariuszy ... 38
3.4.4. Technika wskaźników ryzyka ... 39
3.4.5. Technika analizy muchy - Bow Tie ... 39
3.4.6. Technika analizy zdarzeń i skutków ... 40
3.4.7. Technika analizy zdarzeń i konsekwencji ... 41
4. BADANIA WPŁYWU PRAC POSZUKIWAWCZYCH GAZU ZIEMNEGO ZE ZŁÓŻ NIEKONWNECJONALNYCH ... 43
4.1. Charakterystyka obszaru badań oraz zakres przeprowadzonych prac poszukiwawczych ... 44
4.1.1. Lokalizacja otworu poszukiwawczego nr 1 ... 44
4.1.2. Budowa geologiczna ... 46
4.1.3. Tektonika ... 47
4.1.5. Zakres prac poszukiwawczych ... 49
4.2. Powierzchnia ziemi ... 54
4.2.1. Wpływ na powierzchnię ziemi ... 54
4.2.2. Środki ograniczające ryzyko środowiskowe ... 61
4.3. Wody powierzchniowe i podziemne ... 62
4.3.1. Wpływ na wody powierzchniowe ... 62
4.3.2. Wpływ na wody podziemne ... 64
4.3.3. Substancje niebezpieczne dla środowiska wodnego oraz ludzi ... 78
4.3.4. Możliwość zanieczyszczenia wód podziemnych i powierzchniowych ... 85
4.3.5. Środki ograniczające ryzyko środowiskowe ... 88
4.4. Odpady wydobywcze ... 90
4.4.1. Wpływ odpadów wydobywczych na środowisko ... 90
4.4.2. Ilość wytworzonych odpadów ... 104
4.4.3. Środki ograniczające ryzyko środowiskowe ... 107
4.5. Klimat akustyczny ... 107
4.5.1. Wpływ hałasu na klimat akustyczny ... 107
4.5.2. Środki ograniczające ryzyko środowiskowe ... 115
4.6. Powietrze atmosferyczne ... 115
4.6.1. Wpływ na powietrze atmosferyczne ... 115
4.6.2. Środki ograniczające ryzyko środowiskowe ... 127
4.7. Fauna i flora ... 128
4.7.1. Wpływ na faunę i florę ... 128
4.7.2. Środki łagodzące ryzyko środowiskowe ... 129
4.8. Transport samochodowy... 130
4.8.1. Wpływ transportu samochodowego na środowisko ... 130
4.8.2. Środki łagodzące ryzyko środowiskowe ... 131
5. ANALIZA RYZYKA ŚRODOWISKOWEGO PODCZAS PROWADZENIA PRAC POSZUKIWAWCZYCH GAZU ZIEMNEGO ZE ZŁÓŻ NIEKONWNECJONALNYCH ... 133
5.1. Analiza ryzyka środowiskowego podczas wyboru lokalizacji prac poszukiwawczych ... 133
5.1.1. Opis metodyki ... 133
5.1.2. Definicja ryzyka środowiskowego ... 136
5.1.3. Kryteria środowiskowe oraz macierz ryzyka ... 137
5.1.4. Ewaluacja ryzyka środowiskowego ... 141
5.2. Analiza ryzyka środowiskowego podczas prac poszukiwawczych gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych ... 141
5.2.1. Opis metodyki ... 141
5.2.2. Identyfikacja zagrożeń dla środowiska ... 144
5.2.3. Szacowanie ryzyka środowiskowego ... 144
5.2.4. Definicja ryzyka środowiskowego ... 162
5.2.5. Macierz ryzyka środowiskowego ... 163
6. WERYFIKACJA OPRACOWANEJ METODY ANALIZY RYZYKA ŚRODOWISKOWEGO ... 175 7. PODSUMOWANIE I WNIOSKI ... 191 SPIS RYSUNKOW ... 195 SPIS TABEL ... 197 LITERATURA ... 201
1. WSTĘP
Określenie „niekonwencjonalne złoża gazu ziemnego” jest terminem obejmującym swym znaczeniem złoża gazu ziemnego występującego w formacjach łupkowych tzw. „shale gas· , gazu ziemnego zamkniętego w piaskowcach lub w wapieniach tzw. „tight gas· , metanu z pokładów węgla tzw. „coal bed methane - CBM” oraz gazu występującego w postaci hydratów [77,111]. Niekonwencjonalne złoża gazu ziemnego charakteryzują się podobnymi właściwościami: niewielką zawartością gazu w jednostce objętości skały w porównaniu ze złożami konwencjonalnymi, rozproszeniem na bardzo dużych powierzchniach oraz bardzo niewielką przepuszczalnością od 0,1 do 0,0001 mD [111,143].
W ostatnich latach gaz ziemny ze złóż niekonwencjonalnych zyskuje w świecie coraz bardziej na znaczeniu ekonomiczno-gospodarczym i postrzegany jest jako wielka szansa energetyki wobec kurczących się zasobów gazu ziemnego w złożach konwencjonalnych [85,142,143]. W szczególności dotyczy to ogromnych zasobów gazu ziemnego w formacjach łupkowych w Stanach Zjednoczonych Ameryki Północnej, Chinach, Argentynie i Kanadzie. W ostatnim czasie przeprowadzona została próba przeniesienia stosowanej w USA i Kanadzie technologii udostępniania gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych do Polski. Prace poszukiwawcze gazu ziemnego w formacjach łupkowych prowadzone w Polsce w latach 2011 – 2015, ze względów technologicznych nie przyniosły oczekiwanych rezultatów. Jednak jak wskazują dane zawarte w raportach opracowanych przez Państwowy Instytut Geologiczny, krajowe zasoby gazu ziemnego typu „shale gas” mogą wynosić pomiędzy 346 – 768 mld m3, natomiast typu „tight gas” od 1528 do 1995 mld m3 [104, 105]. Udokumentowane wydobywalne bilansowe zasoby metanu z pokładów węgla tzw. ˜FRDO bed methane· wynoszą 85,9 mld m3, w tym eksploatowanych w złożach węgla kamiennego 26 mld m3, a w złożach niezagospodarowanych około 60 mld m3 [44,95]. Jak wynika z powyższych danych, ilość gazu ziemnego znajdującego się w złożach niekonwencjonalnych może zaspokoić zapotrzebowanie naszego kraju na kilkadziesiąt lat. W przypadku opracowania nowej technologii udostępniania złóż gazu ziemnego może dojść do wznowienia prac poszukiwawczych na terenie naszego kraju w złożach typu ˜VKDOH· i ˜WLJKW·Obecnie trwają próby udostępniania gazu ziemnego z pokładów węgla kamiennego przy pomocy otworu horyzontalnego, który poddany był zabiegom hydraulicznego
szczelinowania [44]. W Polsce złoża gazu ziemnego w formacjach łupkowych występują głównie w basenie bałtyckim, podlaskim i lubelskim, natomiast złoża zamkniętego gazu ziemnego w rejonach województwa wielkopolskiego oraz dolnośląskiego [111]. Metan w pokładach węgla występuje głównie na Górnym Śląsku [95].
Udostępnianie złóż gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych polega na wykonaniu kierunkowego otworu wiertniczego oraz przeprowadzeniu zabiegów hydraulicznego szczelinowania w celu zintensyfikowania wydobycia gazu ziemnego [3,26]. Technika udostępniania gazu ziemnego nie różni się znacząco od stosowanej już od lat dla konwencjonalnych złóż gazu ziemnego [85,97]. Wraz z upływem czasu zmieniałasię jednak technologia udostępniania gazu ziemnego. Pierwszą rewolucyjną zmianą było wykonywanie wielu poziomych otworów wiertniczych z jednej lokalizacji, co pozwoliło na zwiększenie efektywności wydobycia gazu ziemnego przy jednoczesnym obniżeniu kosztu wierceń oraz zajęciu mniejszej powierzchni terenu [3,47]. Hydrauliczne szczelinowanie skał jest znane i stosowane w górnictwie otworowym już dawna, zmieniła się jednak skala jego zastosowania. W początkowych latach zabiegi te stosowane było jedynie w otworach pionowych, dzisiejsza technologia pozwala natomiast wykonywać w jednym otworze poziomym do kilkunastu zabiegów hydraulicznego szczelinowania [91].
Jednym z wielu argumentów podnoszonym przeciwko udostępnianiu gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych, jest negatywne oddziaływanie prac poszukiwawczych na środowisko naturalne, a w szczególności stosowanie zabiegów hydraulicznego szczelinowania [43,59,68,70,150]. Obawy budzi nadmierne zapotrzebowanie na wodę do przeprowadzenia wieloetapowych zabiegów hydraulicznego szczelinowania oraz możliwość zanieczyszczenia wód podziemnych cieczą szczelinującą i płynem pozabiegowym [2,33,71,99].
Ryzyko jest nieodłączną częścią każdej działalności przemysłowej człowieka. Należy je postrzegać jako niebezpieczeństwo, niepewność, możliwość nieosiągnięcia postawionego sobie celu, czy zakładanych wcześniej rezultatów [175]. Ryzyko środowiskowe określane jako możliwości wystąpienia negatywnych skutków dla środowiska oraz ludzi wynikająca z działalności przemysłowej [35]. Pracom poszukiwawczym gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych towarzyszy ryzyko wystąpienia zdarzenia, które może mieć negatywny wpływ na środowisko i jest ono proporcjonalne do prawdopodobieństwa jego wystąpienia i do wielkości
podczas prowadzenia prac poszukiwawczych będzie tym mniejsze, im rzadziej dochodzić będzie do zdarzeń mogących mieć negatywny wpływ na środowisko lub w przypadku, gdy zdarzenie nie będzie negatywnie oddziaływać na środowisko. Zalecane więc jest, aby przed przystąpieniem do prac poszukiwawczych przeprowadzić analizę ryzyka środowiskowego [20,26,29,67,68]. Analiza taka pozwala na wyeliminowanie zdarzeń mających negatywny wpływ na środowisko, wprowadzenie odpowiednich narzędzi i procedur bezpiecznego prowadzenia prac, a co najważniejsze zdefiniowanie słabych punktów w projekcie, które muszą zostać skorygowane w przyszłości.
Celem rozprawy doktorskiej było opracowanie nowej metodyki analizy ryzyka
środowiskowego dla prac poszukiwawczych gazu ziemnego ze złóż
niekonwencjonalnych, której wdrożenie przez firmy prowadzące poszukiwania spowoduje zmniejszenie negatywnego wpływu prac na środowisko. Opracowana metodyka analizy ryzyka środowiskowego, składa się z dwóch etapów, pierwszego odnoszącego się do ryzyka związanego z wyborem lokalizacji wiertni oraz drugiego, dotyczącego ryzyka podczas prowadzenia prac poszukiwawczych.
W celu opracowania metodyki zostały przeprowadzone szeroko zakrojone badania i analizy wpływu prac poszukiwawczych na środowisko. Badania zostały przeprowadzone podczas prowadzenia prac poszukiwawczych dla otworu wiertniczego zlokalizowanego w północnej Polsce. Otwór wiertniczy odwiercony został do głębokości 3594 m a następnie poddany trzem zabiegom hydraulicznego szczelinowania i trzydziestodniowym testom złożowym.
Wdrożenie rezultatów opracowanej metodyki analizy ryzyka środowiskowego przez firmy prowadzące prace poszukiwawcze gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych, powinno skutecznie ograniczyć negatywne oddziaływanie tych prac na środowisko. Aby to udowodnić została sformułowana następująca teza pracy
doktorskiej: ˜=DVWRVRZDQLH DQDOL]\ U\]\ND RUD] URGNyZ RJUDQLF]DMF\FK
RGG]LDÆ\ZDQLH QD URGRZLVNR SURZDG]L GR RJUDQLF]HQLD QHJDW\ZQHJR ZSÆ\ZX SUDF SRV]XNLZDZF]\FK JD]X ]LHPQHJR ]H ]Æy* QLHNRQZHQFMRQDOQ\FK QD URGRZLVNR QDWXUDOQH·. W celu udowodnienia postawionej tezy w niniejszej rozprawie doktorskiej:
x przeprowadzono szczegółową analizę literatury dotyczącej zakresu prac poszukiwawczych gazu ziemnego oraz ich wpływu na środowisko (rozdział 2), x przeprowadzono analizę literatury dotyczącej stosowanych metod i technik
analizy ryzyka środowiskowego, w tym metod stosowanych podczas poszukiwania gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych (rozdział 3),
x przeprowadzono badania i analizy wpływu prac poszukiwawczych gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych na środowisko (rozdział 4),
x opracowano metodykę analizy ryzyka środowiskowego, składającą się z dwóch etapów (rozdział 5):
9 szacowania ryzyka środowiskowego podczas wyboru lokalizacji wiertni,
9 szacowania ryzyka środowiskowego w trakcie prowadzenia prac poszukiwawczych.
x opracowaną metodykę analizy ryzyka środowiskowego zweryfikowano dla trzech zrealizowanych otworów poszukiwawczych gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych na terenie Polski (rozdział 6).
2. CHARAKTERYSTYKA PRAC POSZUKIWAWCZYCH GAZU
ZIEMNEGO ZE ZŁÓŻ NIEKONWNECJONALNYCH ORAZ
ICH WPŁYW NA ŚRODOWISKO
2.1. Budowa placu wiertni
2.1.1. Opis prac budowlanych
Prace budowlane polegają na odpowiednim przygotowaniu terenu wiertni, w obrębie której wykonywane będą czynności związane z poszukiwaniem gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych. Po wytypowaniu odpowiedniej lokalizacji, następuje etap budowy drogi dojazdowej, parkingu, a następnie placu wiertni [103]. Przygotowanie placu wiertni, rozpoczyna się od zdjęcia powierzchniowej warstwy humusu i niwelacji terenu. Zdjęta warstwa humusu, gromadzona jest w formie pryzm lub wałów ziemnych na terenie wiertni [62]. Humus po zakończeniu prac, zgodnie z przepisami prawa, musi zostać wykorzystany do rekultywacji terenu, czyli odtworzenia warstwy biologicznie czynnej, co umożliwia dalsze użytkowanie terenu, zgodne z jego pierwotnym przeznaczeniem [152].
Po zakończeniu niwelacji terenu, w wybranych miejscach lub na całym terenie wiertni układana jest folia polietylenowa HDPE (high-density polyethylene), której zadaniem jest zabezpieczenie środowiska gruntowo-wodnego w przypadku wystąpienia ewentualnych wycieków zanieczyszczeń [26]. Proces ten rozpoczyna się od ułożenia warstwy piasku, a następnie foli HDPE. W celu zabezpieczenia folii przed uszkodzeniami mechanicznymi, układane są dodatkowe warstwy geowłókniny. Następnie teren wiertni utwardzany jest płytami betonowymi lub kruszywem.
Kolejnym etapem prac budowlanych jest wykonanie przyłącza energetycznego oraz organizacja źródła zaopatrzenia w wodę. Zasilanie elektryczne wiertni realizowane może być z agregatów prądotwórczych lub z lokalnej sieci elektroenergetycznej (w zależności od lokalnych możliwości). Woda do celów technologicznych może być dostarczana na teren wiertni z własnego ujęcia wód podziemnych zlokalizowanego na terenie wierni (studnia lub zespół studni), z lokalnej sieci wodociągowej, z ujęcia wód powierzchniowych lub też dowożona autocysternami [73].
Ostatnim etapem prac przygotowawczych jest transport poszczególnych elementów urządzenia wiertniczego i jego montaż [62]. Oprócz urządzenia wiertniczego
na teren wiertni dostarczany jest napowierzchniowy system oczyszczania płuczki wiertniczej. Równocześnie z montażem urządzenia wiertniczego odbywa się budowa zaplecza magazynowo - technicznego.
2.1.2. Wpływ prac budowlanych na środowisko
Rozpoczęcie prac poszukiwawczych gazu ziemnego jest równoznaczne ze zmianą dotychczasowej funkcji pełnionej przez zajęty teren. W początkowych latach prowadzenia prac poszukiwawczych gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych, w Ameryce Północnej, z jednej lokalizacji wykonywany był tylko jeden otwór pionowy [3]. Ze względu na to, że złoża niekonwencjonalne zajmują bardzo dużą powierzchnię, udostępnienie gazu ziemnego wymagało wykonania bardzo gęstej siatki wierceń [6]. Na rysunku 2.1 przedstawiony został widok powierzchni zajmowanej przez wiertnie w początkowym etapie prac poszukiwawczych gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych w Stanach Zjednoczonych Ameryki Północnej..
Rys. 2.1. Widok powierzchni terenu zajmowanego przez wiertnie w USA - złoże gazu ziemnego „Wyoming Field” [6].
W chwili obecnej technologia wiercenia otworów kierunkowych pozwala na bardziej efektywne udostępnianie niekonwencjonalnych złóż gazu ziemnego przy
przekształcenia obejmują teren o powierzchni od 2 do ok. 4 ha [73]. Możliwe jest wykonywanie kilku otworów z jednej lokalizacji, co w dużym stopniu zmniejsza negatywne oddziaływanie prac wiertniczych na powierzchnię ziemi. Wykonanie sześciu otworów poziomych z jednej wiertni umożliwia bardziej efektywny dostęp do złoża, które w przypadku zastosowania otworów pionowych wymagałyby odwiercenia 24 otworów wiertniczych [91]. Na rysunku 2.2 przedstawiono sposób udostępniania gazu ziemnego ze złoża niekonwencjonalnego za pomocą sześciu otworów horyzontalnych odwierconych na jednej wiertni.
Rys. 2.2. Sposób udostępniania niekonwencjonalnego złoża gazu ziemnego za pomocą otworów horyzontalnych [47].
Charakter oddziaływań wywieranych na etapie realizacji inwestycji zależy w głównej mierze od terenu, na którym zlokalizowana jest wiertnia. Z zajęciem terenów użytkowanych rolniczo lub leśnych związane są następujące oddziaływania [73,77]:
x przekształcenie powierzchni ziemi i degradacja gleb, x konieczność czasowego zaniechania upraw,
x konieczność przeprowadzenia wycinki drzew i krzewów.
W trakcie plac budowlanych może również dojść do zanieczyszczenia powierzchni ziemi na skutek wycieków paliwa lub innych substancji, zarówno z maszyn
budowlanych jak również ze zbiorników magazynowych składowanych na placu budowy [73,77].
Pracom budowlanym towarzyszy głownie emisja hałasu spowodowana ruchem pojazdów oraz pracą maszyn budowlanych [70,73,83]. Poziom dźwięku w odległości 15 m od placu budowy drogi dojazdowej prowadzącej do wiertni wynosi ok. 90 dB, a podczas prac obejmujących przygotowanie terenu wiertni ok. 85 dB [3]. Poziom hałasu 55 dB może mieć zasięg nawet do 800 m od placu budowy drogi dojazdowej oraz 450 m od placu wiertni [3].
W trakcie prowadzenia prac budowlanych na terenie placu wiertni zachodzi emisja zanieczyszczeń do powietrza atmosferycznego spowodowana spalaniem paliwa przez maszyny budowlane oraz samochody transportowe. Do głównych zanieczyszczeń emitowanych do powietrza można zaliczyć przede wszystkim dwutlenek azotu, dwutlenek siarki, tlenki węgla, pył zawieszony PM2,5 i PM10 [24,32,77,121]. Pracom budowlanym towarzyszy również emisja pyłu [26].
W trakcie prac budowlanych zachodzi również oddziaływanie na faunę i florę, zarówno w miejscu prowadzenia prac jak i w ich sąsiedztwie. Stopień zagrożenia w głównym stopniu zależy od umiejscowienia prac poszukiwawczych. Prace budowlane prowadzone na terenach rolnych mogą mieć ograniczony wpływ na florę i faunę (głównie bezkręgowce i drobne ssaki – organizmy w większości przypadków pospolite) bezpośrednio związane z agrocenozami [73]. W przypadku lokalizacji wiertni na obszarach leśnych o małej wartości przyrodniczej oddziaływanie jest analogiczne jak w przypadku lokalizacji wiertni na terenach rolnych [174]. Największe oddziaływanie prac poszukiwawczych na faunę i florę będzie miało miejsce w przypadku zlokalizowania prac na obszarach chronionych przyrodniczo [67].W przypadku lokalizacji wiertni na terenach leśnych, może zaistnieć konieczność wycinki drzew, co może oddziaływać na faunę w większym stopniu. Skala oddziaływania zależy od powierzchni, w obrębie której niezbędne jest przeprowadzenie wycinki oraz od charakteru przyrodniczego lasu, w jakim jest lokalizowana [70]. Najmniejsze oddziaływanie występuje w przypadku lokalizacji wiertni na terenie lasów gospodarczych, charakteryzujących się najmniejszą bioróżnorodnością, które docelowo i tak przeznaczone są do wycinki.
2.2. Wiercenie otworów poszukiwawczych
2.2.1. Opis prac wiertniczych
Wykonanie otworu poszukiwawczego gazu ziemnego w złożach
niekonwencjonalnych realizowane jest metoda obrotową, z prawym obiegiem płuczki wiertniczej, specjalistycznym urządzeniem wiertniczym [62]. Realizacja otworów poszukiwawczych polega na odwierceniu kolejnych odcinków otworu oraz ich rurowaniu i cementowaniu [97]. Konstrukcja otworu wiertniczego wynika przede wszystkim z budowy geologicznej rejonu realizacji prac, spodziewanych komplikacji w trakcie wiercenia, wymaganej głębokości otworu i końcowej średnicy kolumny eksploatacyjnej [91]. Dla otworów poszukiwawczych gazu ziemnego z formacji łupkowych stosuje się najczęściej konstrukcję czterokolumnową [49]. W tabeli 2.1 przedstawiono typowy schemat konstrukcji otworu poszukiwawczego.
Tab. 2.1. Schemat konstrukcji otworu poszukiwawczego gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych w Polsce północnej [86].
Nazwa kolumny Średnica otworu Średnica rur Długość kolumny [m]
Wstępna 26” 20" 40
Pośrednia 17 1/2” 13 3/8" 600
Techniczna 12 1/4” 9 5/8" 1800
Eksploatacyjna 8 1/2” 5 1/2" 6000
W zależności od przewiercanych formacji geologicznych stosowane są różnego rodzaju płuczki wiertnicze [97]. Najczęściej stosowane w trakcie wierceń poszukiwawczych gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych są płuczki na bazie wody (bentonitowe, potasowe, sodowe, potasowo-sodowe) oraz płuczki na bazie oleju mineralnego [97]. Płuczki bentonitowe stosuje się przede wszystkim przy odwierceniu otworu pod kolumnę wstępną i pośrednią [62]. Płuczki na bazie olejów mineralnych stosowane są do odwiercania otworu pod kolumny techniczne i eksploatacyjną, gdzie w trakcie wiercenia wykonuje się krzywienie otworu oraz wiercenie poziome [136]. Po zapuszczeniu do otworu kolumny rur okładzinowych, przystępuje się do zabiegu cementowania [49]. Cementowanie kolumny rur okładzinowych ma za zadanie skuteczne uszczelnienie przestrzeni pierścieniowej, między kolumną rur
okładzinowych a ścianą otworu wiertniczego [91]. Po zakończeniu zabiegu cementowania kolumny rur okładzinowych w otworze przeprowadza się badania sprawdzenia poprawności wykonania tych zabiegów [11]. W otworze realizowane jest badanie przy wykorzystaniu cementomierza akustycznego tzw. CBL (cement bond log) [62]. Badanie to ma na celu określenie jakości płaszcza cementowego tzn. w jakim stopniu kamień cementacyjny związany jest z rurami okładzinowymi, a także ze ścianą otworu. Oprócz badań geofizycznych w otworach wiertniczych, wykonuje się również próby szczelności rur okładzinowych [62]. Badanie to wykonuje się po wtłoczeniu zaczynu i jego związaniu. Badanie ma na celu sprawdzenie poprawności wykonania zabiegu cementowania kolumny rur okładzinowych [11].
2.2.2. Wpływ prac wiertniczych na środowisko
Wiercenie otworów poszukiwawczych gazu stanowi potencjalne zagrożenie dla wszystkich elementów środowiska naturalnego. Jednym z zagrożeń dla środowiska w trakcie prac wiertniczych jest możliwość zanieczyszczenia wód podziemnych, do którego może dojść w wyniku ucieczki płuczki wiertniczej, migracji zanieczyszczeń z powierzchni terenu wiertni, nieprzewidzianych zdarzeń, takich jak np. awarie sprzętu wykorzystywanego do prac wiertniczych i związane z tym wycieki substancji niebezpiecznych do wód podziemnych [12,43,62,77,103]. Wody powierzchniowe mogą zostać zanieczyszczone bezpośrednio poprzez kontakt z paliwem, płuczką wiertniczą lub też odpadami wydobywczymi, na skutek wypadku autocysterny. Do zanieczyszczenia może również dojść w wyniku migracji zanieczyszczeń z wód podziemnych, które są w kontakcie hydraulicznym z wodami powierzchniowymi [103].
W trakcie prac wiertniczych ilość zużytej wody uzależniona jest od głębokości otworu oraz rodzaju stosowanej płuczki wiertniczej [164]. W trakcie wykonywania otworu poszukiwawczego gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych Lubocino-1 o głębokości 3050 m, zużyte zostało około 1500 m3 wody, natomiast w trakcie realizacji otworu poszukiwawczego Markowola-1, w ciągu półrocznych prac wiertniczych zużyto średnio 30 m3/dobę, co dało łącznie 5 400 m3 wody [77,144]. Wartości te są porównywalne z danymi pochodzącymi z USA. Średnia ilość wody potrzebna do wykonania jednego otworu poszukiwawczego w zależności od basenu geologicznego wyniosła [3,41]:
x Fayetteville Shale – 600 m3, x Haynesville Shale – 3800 m3, x Marcellus Shale – 300 m3.
Ilość odpadów wydobywczych generowanych podczas prac wiertniczych jest bardzo zróżnicowana i zależy od głębokości i średnicy otworu, rodzaju przewiercanych formacji skalnych oraz od sposobu gospodarowania płuczką wiertniczą [73]. Z danych literaturowych wynika, że na każdy metr wierconego otworu pionowego wytwarzane jest ok. 0,95 Mg odpadów wydobywczych [73]. Ilość wytworzonych odpadów zależy również od zastosowanej napowierzchniowej instalacji do oczyszczania płuczki ze zwiercin [77]. Zastosowanie większej ilości sit wibracyjnych i wirówek zwiększa skuteczność oddzielania fazy stałej od fazy ciekłej i możliwość wykorzystania płuczki wiertniczej podczas wiercenia kolejnych otworów poszukiwawczych.
Skład odpadów wydobywczych wytwarzanych podczas prac wiertniczych, zależy głównie od rodzaju płuczki, jaka została wykorzystana do przewiercania formacji skalnych oraz od rodzaju przewiercanych skał [36,79]. Próbki odpadów pobrane w trakcie realizacji otworów poszukiwawczych gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych w Polsce analizowane były pod kątem występowania w nich składników nieorganicznych a wyniki przedstawiono w tabeli 2.2.
Tab. 2.2. Zawartości składników nieorganicznych w badanych próbkach fazy stałej odpadów wiertniczych w podziale na basen pomorski i basen lubelski [36].
Lp Skład
postać tlenkowa
Basen pomorski Basen lubelski Skład
pierw.
Basen pomorski Basen lubelski
% mg/kg s.m. 1 Str. prażenia 6,5 – 18,11 12,66 – 13,1 - 65000 – 181100 126600 – 131000 2 Al2O3 3,47 – 9,09 4,88 – 7,26 Al. 18370 – 48112 25824 – 38418 3 Fe2O3 2,97 – 9,5 4,76 – 5,31 Fe 20811 – 66476 3334 – 37149 4 CaO 2,83 – 8,75 5,95 – 6,64 Ca 20209 – 62542 42527 – 47479 5 MgO 1,4 – 4,97 2,89 – 3,76 Mg 8432 – 29968 17449 – 22697 6 Na2O 0,26 – 6,06 0,37 – 0,41 Na 1948 – 44987 2783 – 3067 7 K2O 0,82 – 2,68 1,18 – 2,02 K 6794 – 22247 9801 – 16762 8 SO3 1,40*10-3– 3,85 1,78 – 1,99 S 17 – 46180 23830 – 214204 9 P2O5 0,11 – 0,28 0,2 – 0,24 P 473 – 1191 851– 1051 10 Mn2O5 0,07 – 0,25 0,06 – 0,07 Mn 377 – 1447 362 – 411 11 BaO 0,05 – 0,32 0,1 – 0,28 Ba 454 – 2836 877 – 2516
Próbki odpadów pobrane w trakcie realizacji otworów wiertniczych na terenie basenu pomorskiego charakteryzowały się zwiększoną zawartością glinu, żelaza, wapnia,
magnezu, potasu i sodu, natomiast w próbkach z obszaru basenu lubelskiego stwierdzono podwyższoną zawartość siarki [36].
Badania zawartości składników organicznych w próbkach zwiercin z formacji łupkowych zostały przedstawione w tabeli 2.3. Na podstawie otrzymanych wyników analizy fizykochemicznej stwierdzono, że suma węglowodorów zawartych w zwiercinach, pochodzących z basenu pomorskiego wahała się w granicach 213,9 do 1616,1 mg/kg s.m., zaś z basenu lubelskiego od 541,1 do 631,7 mg/kg s.m.[36].
Tab. 2.3. Zawartości składników organicznych w badanych próbkach fazy stałej odpadów wiertniczych w podziale na basen pomorski i basen lubelski [36].
Lp. Składnik
[mg/kg s.m.]
Basen pomorski Basen lubelski
1 Węglowodory Suma 213,8 – 1616,1 541,1 – 631,7 2 Alifatyczne 212,3 – 1591,2 480,4 – 628,8 3 Aromatyczne 1,2 – 70,2 2,9 – 60,6 4 Benzyna Suma 3,2 – 210,5 8,8 – 181,8
5 Olej mineralny Suma 99,8 – 1541,4 359,2 – 622,9
6 Ogólny węgiel organiczny 3058 – 34241 39325 – 40650 7 Rozpuszczony węgiel organiczny 1113 – 7736 7548 – 10190
8 Indeks fenolowy (fenole) <0,5 – 0,8 1,4 – 7
9 ChZT (metoda dichromianowa) 7950 – 89032 108400 – 110229 10 Związki powierzchniowo-czynne (anionowe) 9,0 – 64,6 34,30 11 Wielopierścieniowe węglowodory
aromatyczne (WWA) Suma 0,024 – 0,776 0,073 – 1,365
Jednym z efektów realizacji prac wiertniczych jest emisja hałasu. Emitowany do środowiska hałas jest efektem pracy urządzenia wiertniczego, pomp płuczkowych, systemu oczyszczania płuczki oraz ruchu pojazdów. Główne znaczenie w kształtowania
klimatu akustycznego w rejonie prowadzonych prac wiertniczych
ma hałas technologiczny, generowany przy okazji funkcjonowania urządzeń wykorzystywanych w trakcie prac wiertniczych, natomiast hałas komunikacyjny ma podrzędne znaczenie. Do głównych źródeł hałasu podczas tego etapu prac można zaliczyć [73,81]:
x podzespoły urządzenia wiertniczego (Top Drive, wyciąg, itp.) – 90 dB, x agregaty prądotwórcze – 102 dB,
x pompy płuczkowe - 90 dB,
x mieszalnik płuczki, urządzenia do oczyszczania płuczki (sita wibracyjne, hydrocyklony, wirówki, odmulacze, itp.) – 110 dB.
Hałas generowany w trakcie prac wiertniczych może powodować płoszenie zwierzyny, zmianę przebiegu lokalnych tras wędrówek ssaków i przelotów ptaków [174]. Podwyższony poziom hałasu może także negatywnie wpływać na gniazdowanie ptaków w bezpośrednim sąsiedztwie prowadzonych prac poszukiwawczych.
W trakcie prac poszukiwawczych gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych występuje oddziaływanie na powietrze atmosferyczne. Podczas prowadzenia prac wiertniczych, emisja zanieczyszczeń do powietrza pochodzi głównie z [70,77]:
x pracy agregatów prądotwórczych, x kotłowni zakładowej,
x ruchu pojazdów związanego z dostawami materiałów, surowców i urządzeń. Do głównych zanieczyszczeń emitowanych do powietrza z silników można zaliczyć dwutlenek siarki, dwutlenek azotu, tlenki węgla, pył zawieszony PM2,5 i PM10 [24,32,77,121]. W tabeli 2.4 przedstawiono wyniki rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w powietrzu w trakcie prac wiertniczych.
Tab. 2.4. Wyniki rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w powietrzu w trakcie prowadzenia prac poszukiwawczych [74]. Substancja Prace wiertnicze Stężenie dopuszczalne [μg/m3] Stężenie 1h [μg/m3] Stężenie dopuszczalne [μg/m3] Stężenie 1R [μg/m3] Dopuszczalna częstość przekroczeń Roczna częstość przekroczeń [%] PM10 280 24,6 40 0,462 0,2 0 PM2,5 280 21,9 25 0,404 0,2 0 NO2 200 1854 40 31,022 0,2 3,39 SO2 350 9,1 20 0,171 0,274 0 CO 30000 820 - 13,603 0,2 0 Benzen 30 0,64 5 0,0106 - 0
Największy wpływ na powietrze atmosferyczne w rejonie prowadzenia prac wiertniczych ma emisja tlenków azotu [74]. Z analizy literatury wynika, że w odniesieniu dla jednego roku kalendarzowego standardy emisyjne w trakcie prac wiertniczych są zachowane, jednakże przekroczone jest stężenie jednogodzinne, które wyniosło 1854 [μg/m3] oraz roczna częstość przekroczeń, która była powyżej dopuszczalnego poziomu i wyniosła 3,39 przy dopuszczalnym poziomie 0,2.
2.3. Hydrauliczne szczelinowanie skał
2.3.1. Technologia hydraulicznego szczelinowania skał
Zabieg hydraulicznego szczelinowania skał polega na wytworzeniu szczelin w skale złożowej lub otwarciu istniejących, lecz dotąd zamkniętych szczelin [59]. Efekt osiągany jest poprzez wywarcie odpowiednio wysokiego ciśnienia, wywołanego działaniem cieczy szczelinującej zatłaczanej do otworu oraz podparcie powstałej szczeliny lub siatki szczelin materiałem podsadzkowym – propantem [60]. Rezultatem szczelinowania jest powstanie szczelin stanowiących drogę migracji gazu ziemnego do otworu wiertniczego [57]. Odcinek otworu, w obrębie którego przeprowadza się hydrauliczne szczelinowanie dzieli się na kilka do kilkunastu interwałów. Średnia długość interwału wynosi od ok. 30 do 50 m [91]. W obrębie każdego interwału wykonuje się analogiczne zabiegi technologiczne polegające na perforacji, oczyszczeniu strefy przyodwiertowej, hydraulicznym szczelinowaniu oraz uszczelnieniu interwału za pomocą korka mechanicznego.
Pierwszym zadaniem podczas zabiegów hydraulicznego szczelinowania jest perforacja rur okładzinowych i płaszcza cementowego, która polega na wykonaniu w nich serii otworów w obrębie pożądanego interwału, w celu udostepnienia złoża i przeprowadzenia niezbędnego zabiegu hydraulicznego szczelinowania skał złożowych [97]. Kolejnym etapem hydraulicznego szczelinowania jest zatłaczanie cieczy szczelinującej do złoża z wysoką wydajnością (powyżej 2,5 m3/min) i pod wysokim ciśnieniem, nawet 115 MPa [146]. Zabieg hydraulicznego szczelinowania rozpoczyna się od zatłoczenia do otworu roztworu kwasu solnego (10–15 %), którego zadaniem jest oczyszczenie otworów wytworzonych podczas perforacji i uzyskania dokładniejszego kontaktu otworu wiertniczego ze złożem [57]. Po oczyszczeniu otworu następuje zatłaczanie do górotworu mieszaniny wody, substancji chemicznych oraz propantu, którego zadaniem jest podparcie wytworzonych wcześniej szczelin [59].Woda pobierana jest ze zbiorników i przekazywana do mieszacza, tzw. blendera, gdzie następuje dodawanie środków chemicznych [160]. Po wygenerowaniu odpowiedniego ciśnienia w wysokociśnieniowych pompach, ciecz przepływa do kolektora zbiorczego tzw. manifoldu, a następnie wtłaczana jest do otworu. Zeszczelinowany odcinek zabezpiecza się poprzez zainstalowanie w nim korka mechanicznego, którego zadaniem
procesowi hydraulicznego szczelinowania [97]. Po wykonaniu wszystkich zabiegów hydraulicznego szczelinowania, zwiercane są kolejne korki. Po tym etapie następuje odbiór płynu pozabiegowego oraz rozpoczynają się testy złożowe [83].
W zależności od właściwości ośrodka skalnego, w procesie hydraulicznego szczelinowania wykorzystuje się różne rodzaje cieczy szczelinujących. Najczęściej stosowaną cieczą do szczelinowania formacji łupkowych jest tzw. slick water, tj. woda z dodatkiem polimeru naturalnego (np. gumy guar) [57]. Ciecz ta charakteryzuje się niską lepkością, zatem jej możliwości transportowania propantu do wytworzonej szczeliny są ograniczone [57]. W niektórych przypadkach do zabiegów wykorzystuje się żele polimerowe sieciowane i płyny wielofazowe. Od doboru odpowiedniej cieczy do zabiegu hydraulicznego szczelinowania zależą m.in. charakter wytworzonej struktury szczelin oraz transportu propantu [97]. Użycie cieczy o niskiej lepkości umożliwia inicjację szczeliny, otwarcie mikropęknięć i naturalnych szczelin oraz utworzenie znacznej powierzchni kontaktu otworu ze złożem, jednak nie pozwala na stosowanie wysokich koncentracji propantu (mała lepkość cieczy umożliwia jej penetrację pomiędzy laminy i w mikroszczeliny, lecz nie jest w stanie „unieść” odpowiedniej ilości materiału podsadzkowego) [57]. Do szczelinowania kruchych skał łupkowych, o niewielkiej ilości materiałów ilastych, stosowana najczęściej jest ciecz typu slick water [46]. Natomiast ciecze na bazie żeli stosowane są w przypadku skał bardziej plastycznych i o większej przepuszczalności, których zadaniem jest utworzenie szczelin o większych rozmiarach [57]. Jako propant stosowany jest najczęściej naturalny lub sztucznie wytworzony piasek o ściśle dobranej granulacji [57].W tabeli 2.5 przedstawiono skład cieczy szczelinującej, w której wykorzystany został żelowy płyn sieciowany, zastosowanej przez firmę Lane Energy Poland podczas hydraulicznego szczelinowania skał łupkowych za pomocą otworu Lublewo LEP 1ST1H [151].
Tab. 2.5. Skład cieczy szczelinującej wykorzystanej do hydraulicznego szczelinowania otworu poszukiwawczego Lublewo LEP 1ST1H [151].
Substancja Koncentracja
[%] Substancja
Koncentracja [%]
Woda 81,98845 Glikol propylenowy 0,00449
Krzemionka (propant) 16,97123 Węglowodory lekkie 0,00280
Nafta kosmetyczna 0,20649 Kwas mrówkowy 0,00225
HCL 0,20239 Aldehyd cynamonowy 0,00225
Guma guar 0,18467 EDTA tetrasodowy 0,00210
Kolemanit 0,15162 Węglan propylenu 0,00202
Chlorek choliny 0,06801 Nadsiarczan amonu 0,00144
Aminy aromatyczne 0,05036 Wodorotlenek potasu 0,00101
Węglan potasu 0,03838 Lutensol TO-8 0,00081
2-Butoksyetanol 0,02388 Alkohol oksyetylenowan 0,00075
Isopropanol 0,01631 N-nafta nikotynamid 0,00075
Alkohol etoksylowany 0,01619 Chlorek miedziowy 0,00060
Bentonit 0,01010 Kwas cytrynowy 0,0053
Chloran sodu 0,00656 Metanol 0,00033
Chlorek sodu 0,00656 Trisodowy nitrylotrioctan 0,00011
Chlorek potasu 0,00656 Wodorotlenek sodu 0,00007
Glikol etylenowy 0,00605
2.3.2. Wpływ zabiegów hydraulicznego szczelinowania na środowisko
Na etapie zabiegów hydraulicznego szczelinowania skał, głównymi zagrożeniami, jakie mogą wystąpić to nadmierny pobór wód potrzebnych do sporządzenia cieczy szczelinującej oraz zanieczyszczenie wód podziemnych.
W USA ilość zużytej wody potrzebnej do przeprowadzenia zabiegów hydraulicznego szczelinowania wyniosła od 8700 do 14400 m3 [3,41]. Średnia ilość wody potrzebna do przeprowadzenia hydraulicznego szczelinowania odcinka poziomego otworu poszukiwawczego wyniosła dla poszczególnych basenów geologicznych [3,41]:
x Barnet Shale – 8700 m3, x Fayetteville Shale – 11000 m3, x Haynesville Shale – 12000 m3, x Marcellus Shale – 14000 m3.
W raporcie z badań zrealizowanych przez PIG, AGH i PG na terenie sześciu poligonów badawczych zlokalizowanych w rejonie Polski północnej oraz wschodniej, gdzie prowadzone były prace poszukiwawcze, stwierdzono, że do przeprowadzenia
od 1284 m3 do 37849 m3 wody [36]. Przeanalizowany został również wpływ poboru wody na lokalne zasoby wód podziemnych w rejonie prowadzenia prac poszukiwawczych gazu ziemnego. Ilość zużytej wody na potrzeby zabiegów hydraulicznego szczelinowania oraz wpływ na jednolite części wód podziemnych w rejonie prowadzenia prac zestawiono w tabeli 2.6.
Tab. 2.6. Zużycie wody podczas zabiegów hydraulicznego szczelinowania w Polce [36].
Nazwa otworu Zasoby dostępne do zagospodarowania Rezerwa zasobowa Pobór na potrzeby hydraulicznego szczelinowania % wykorzystania na potrzeby szczelinowania dostępnych zasobów % wykorzystania na potrzeby szczelinowania rezerwy zasobów
tys. m3/rok tys. m3/rok
Lubocino 110650 56161 7967 0,007 0,014 Stare Miasto 111930 103737 3431 0,003 0,0032 Syczyn 79034 66476 37849 0,05 0,057 Zawada 256792 213472 1284 0,0005 0,0006 Łebień 208828 190539 17322 0,008 0,009 Gapowo 110650 56161 25360 0,023 0,045
Jak wynika z przedstawionych danych w tabeli 2.6 zapotrzebowanie na wodę do przeprowadzenia zabiegów hydraulicznego szczelinowania w poszczególnych otworach stanowiło niewielki procent zasobów wód podziemnych, dostępnych do zagospodarowania w danym regionie [36,76]. Stwierdzić można, że prowadzona działalność związana z pracami poszukiwawczymi, a w szczególności zabiegi hydraulicznego szczelinowania nie miała negatywnego wpływu na stan zasobów wód podziemnych i ewentualne ograniczenie dostępności tych wód dla innych użytkowników. Istniejąca w poszczególnych jednolitych częściach wód podziemnych rezerwa zasobów wód wskazuje, że w przypadku prowadzenia prac poszukiwawczych gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych na większą skalę, możliwe będzie całkowite pokrycie zapotrzebowania na wodę [36].
Na trzech poligonach badawczych (Łebień, Syczyn, Gapowo) zostały przeprowadzone prace, które można porównać z zakresem prowadzonym w USA tj. wielostopniowym hydraulicznym szczelinowaniem [36]. Ilość zużytej wody w Polsce była większa w porównaniu ze złożami niekonwencjonalnymi zlokalizowanymi w Stanach Zjednoczonych.
Zanieczyszczenie wód podziemnych na skutek przedostania się do nich cieczy szczelinującej lub płynu pozabiegowego może nastąpić w sytuacji, gdy wytworzone
szczeliny sięgną użytecznych poziomów wodonośnych. Potencjalnie może się to zdarzyć w przypadku, gdy wytworzone szczeliny połączą się z naturalnymi spękaniami i uskokami. Zagrożenie pionową migracją płynów technologicznych i złożowych jest ograniczone następującymi czynnikami [12,36]:
x występowanie warstw o różnych własnościach mechanicznych powoduje znaczne zmiany w wielkości naprężeń poziomych w poszczególnych warstwach. Warstwy o wysokich współczynnikach sprężystości cechują się podwyższonymi wartościami naprężeń poziomych, które ograniczają możliwość propagowania się spękania ku górze, stanowiąc naturalne bariery geomechaniczne,
x efektywną przeszkodą w pionowej propagacji spękań są również powierzchnie warstwowania, które cechują się małą spójnością spowodowaną podwyższonym zaileniem. Na powierzchniach warstw dochodzi do rozwidlania się lub wygasania spękań, co powoduje spadek efektywności propagowania się strefy szczelinowanej ku górze,
x im bliżej powierzchni Ziemi tym mniejsza wartość naprężenia pionowego i większe prawdopodobieństwo wystąpienia uskoków odwróconych. Sprzyja to rozwieraniu szczelin poziomych, najczęściej wzdłuż powierzchni uławicenia, które nie mają zdolności do propagacji w pionie,
x ograniczenie drożności szczelin hydraulicznych w pionie spowodowane jest również nieefektywnym transportem propantu ku górze. Szczeliny niepodparte propantem zaciskają się po zabiegu, zwłaszcza, gdy wzdłuż ich powierzchni nie dojdzie do przemieszczenia ścięciowego, którego świadectwem jest zjawisko mikrosejsmiczne,
x znaczny spadek ciśnienia szczelinowania podczas zabiegu, spowodowany zarówno oporami przepływu w strefie szczelinowania jak również w przypadku transportu płynu szczelinującego spowodowanego zmianą ciśnienia hydrostatycznego. W przypadku szczelin o wysokości większej niż 300 m (należących do wyjątkowo wysokich) – spadek ciśnienia hydrostatycznego wynosi ponad 3 MPa, co stanowi istotną część nadciśnienia w obrębie złoża,
x przestrzenne rozprzestrzenienie się sieci spękań powoduje gwałtowny wzrost objętości płynu potrzebnego do ich dalszego wzrostu. Jest to spowodowane
zarówno wzrostem pojemności szczelin (m.in. rozszerzaniem się ich ku górze) oraz infiltracją płynu do przewarstwień bardziej przepuszczalnych, której intensywność wzrasta wraz z powierzchnią wymiany płynów pomiędzy matrycą skalną a szczeliną (ten mechanizm jest efektywny w złożach pozbawionych nadciśnienia porowego, takich jak w Polsce).
Zasięg pionowy szczelin, powstałych podczas hydraulicznego szczelinowania formacji łupkowych na złożu gazu ziemnego Marcellus, określonych przy pomocy metody mikrosejsmicznej wskazuje, że tylko w sporadycznych przypadkach przekraczał on 300 m [36]. W basenach Wood Ford i Eagle Ford szczeliny nie przekroczyły 250 m wzwyż od interwału perforacji [36]. Pomimo znacznego zróżnicowania głębokości szczelinowania w USA od 1 do 3,5 km, w żadnym z przypadków nie odnotowano propagowania się szczelin do poziomu wód podziemnych. Podczas prowadzonego zabiegu szczelinowania hydraulicznego w otworze Lubocino-2H, prowadzony był monitoring mikrosejsmiczny, który wykazał, że wysokość szczelin nie przekroczyła 80 m [103].
Do zanieczyszczenia płytkich poziomów wód użytkowych w związku z prowadzeniem na dużą skalę zabiegów hydraulicznego szczelinowania mogłoby dojść tylko w przypadku koincydencji kilku niekorzystnych czynników [43,77,88,103]:
x bardzo płytkiego zalegania kompleksu złożowego, przy którym do propagacji pęknięć hydraulicznych wystarcza małe ciśnienie i mniejsza objętość płynu szczelinującego – w porównaniu do zabiegów realizowanych na większych głębokościach,
x występowania blisko powierzchni ziemi naprężeń sprzyjających propagowaniu się szczelin w pionie,
x przedostania się znacznej ilości płynów szczelinujących w obręb drożnych stref uskokowych,
x występowania naturalnej cyrkulacji ascensyjnej w obrębie tej strefy uskokowej,
x kontynuowania zabiegu szczelinowania podczas niekontrolowanego wycieku płynu poza złoże – zwykle wyraźnie czytelnego na krzywych ciśnienia i wydajności pomp.
W ostatnich latach w Stanach Zjednoczonych pojawiało się wiele doniesień o zanieczyszczeniu wód podziemnych w związku z udostępnianiem i eksploatacją niekonwencjonalnych złóż gazu ziemnego [33,70,84,99]. Jednym z bardziej znanych przypadków, jest sytuacja, która zaistniała w miejscowości Pavillion w stanie Wyoming [33]. W odpowiedzi na skargi mieszkańców Amerykańska Agencja Ochrony (U.S. Environmental Protection Agency – EPA) przeprowadziła szereg badań jakości wód podziemnych w przydomowych studniach, o głębokości do ok. 250 m. Należy jednak zwrócić uwagę na fakt, że złoże gazu ziemnego w tej okolicy zalegało na głębokości zaledwie 400 m. Opracowany raport stwierdza, że zanieczyszczenie wód podziemnych w miasteczku Pavillion, zostało najprawdopodobniej spowodowane eksploatacją gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych. Z przeprowadzonych analiz wód podziemnych wynikało, że zawierała ona co najmniej 10 związków chemicznych używanych jako komponenty cieczy szczelinującej. Zawartość syntetycznych związków chemicznych, takich jak eter glikolowy oraz wielu innych substancji organicznych w wodzie podziemnej, zostało wyjaśnione jako rezultat bezpośredniego mieszania się z wodą podziemną substancji chemicznych używanych w procesie hydraulicznego szczelinowania. Przeprowadzone zostały także dodatkowe badania, których rezultatem był raport stwierdzający szereg błędów firm prowadzących prace wiertnicze na tym terenie. Badaniami objęty został skład zaczynu cementacyjnego, metoda cementowania kolumn rur okładzinowych oraz sposób izolowania warstw wodonośnych. Jednym z wniosków raportu było stwierdzenie, że ciśnienie panujące w górotworze wypierało płyn pozabiegowy ku powierzchni, zanieczyszczając wody podziemne. Wbrew zapewnieniom przedstawicieli przemysłu gazowego, warstwy geologiczne oddzielające warstwę skał łupkowych od warstw wodonośnych nie stanowiły skutecznej izolacji dla migracji płynu pozabiegowego.
W kolejnym raporcie opracowanym przez prof. Charlesa Groat’a z Energy Institute Uniwersytetu Teksańskiego w Austin, stwierdzono brak dowodów na związek udostępniania złóż gazu ziemnego z formacji łupkowych z zanieczyszczeniem wód podziemnych związkami chemicznymi, używanymi do hydraulicznego szczelinowania. Wykryty w ujęciach wód podziemnych metan, najczęściej pochodził ze źródeł naturalnych i był już obecny w wodzie podziemnej przed rozpoczęciem prac [40]. Stwierdzono, że wycieki powierzchniowe cieczy szczelinujących (np. z nieszczelnych zbiorników naziemnych) stwarzają większe zagrożenie dla wód podziemnych niż sam
podziemnych dotyczyło wydobywania gazu ziemnego i ropy naftowej z konwencjonalnych złóż, gdzie nie stosowano zabiegów hydraulicznego szczelinowania.
Badania środowiskowe przeprowadzone na terenie Polski przez PIG, AGH i PG, gdzie wykonywane były zabiegi hydraulicznego szczelinowania formacji łupkowych, również nie wykazały znaczących zmian parametrów fizykochemicznych wód podziemnych [36]. Nie stwierdzono istotnych zmian w wodach podziemnych nawet po upływie 2 lat od zabiegu hydraulicznego szczelinowania. Wyniki analiz fizykochemicznych wód podziemnych przedstawiono w tabeli 2.7.
Tab. 2.7. Wyniki badań wód podziemnych w trakcie prac poszukiwawczych gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych [36].
Lokalizacja otworu Lubocino Stare Miasto Syczyn
Parametr Jednostka Etap I Etap II Etap I Etap II Etap
III Etap I Etap II
Etap III pH - 7,38 7,6 7,14 6,97 7,11 7,31 7,27 7,25 SEC μS/cm 323,7 267 988 802 863 771 830 657 m mg/dm3 8,37 4,28 15,94 11,1 12,96 23,57 28,62 9,72 K mg/dm3 5,92 2,63 52,12 2,2 49 24,45 38,63 22,3 Ca mg/dm3 51,75 45,00 132,54 139,8 127,8 105,85 107,35 110 Cl mg/dm3 8,82 6,88 24,62 24,62 16,87 33,77 33,22 14,2 Sr mg/dm3 0,09 0,07 0,74 0,34 0,58 0,85 0,77 1,44 B mg/dm3 0,0175 0,0125 0,09 0,07 0,09 0,09 0,14 0,06 Li mg/dm3 0,00071 0,00076 0,0129 0,0074 0,0118 0,0079 0,0065 0,0138 Indeks fenolowy mg/dm3 0,01383 0,11375 nc nc 0,093 nc 0,01828 0,1295 Indeks olejowy mg/dm3 0,0545 0,347 0,0667 0,02563 0,0108 0,0387 0,0306 nc detergenty anionowe mg/dm3 0,260 0,160 0,367 0,92 0,1375 0,3655 0,3155 0,2575 Metan mg/dm3 0,00060 0,00105 0,03621 0,00143 0,00385 0,0035 0,0014 0,0021
I etap stan początkowy lub zastany
II etap stan po zakończeniu prac przez Operatora (po zabiegu szczelinowania hydraulicznego)
III etap badania monitoringowe dodatkowe (po 1/2 roku lub dwóch latach od zabiegu szczelinowania hydraulicznego)
Z badań przeprowadzonych w Pensylwanii wynika, że wydobywanie gazu ziemnego z formacji łupkowych nie wpływa bezpośrednio na stan wód powierzchniowych. W rejonach prowadzonych zabiegów hydraulicznego szczelinowania, wody powierzchniowe badane były ze względu na zawartość węglowodorów, metali ciężkich, stężenia zawiesiny ogólnej oraz na zawartość chlorków Cl- [84].
Badania wykazały brak bezpośredniego wpływu prac na wody powierzchniowe, a podwyższone wartości badanych oznaczeń, takich jak zawiesina ogólna oraz zawartość
chlorków, wykryte zostały jedynie w miejscach zrzutu oczyszczonego płynu pozabiegowego [84].
W Polsce badania jakości wód powierzchniowych zostały przeprowadzone w rejonie prowadzenia prac poszukiwawczych gazu ziemnego za pomocą otworu Łebień-2H. Zostały one przeprowadzone przed i po zabiegach hydraulicznego szczelinowania, a ich wyniki nie wykazały negatywnego wpływu prac poszukiwawczych na wody powierzchniowe [109]. Wyniki analizy fizykochemicznej przedstawiono w tabeli 2.8.
Tab. 2.8. Wyniki analizy fizykochemicznych wód powierzchniowych wykonanych po zabiegu hydraulicznego szczelinowania wokół otworu Łebień-2H [109].
Wskaźnik Pobór 30.08.2011 Pobór 20.09.2011 Wielkości normatywne Odczyn pH 7,7 7,8 6-8,5 Tlen rozpuszczony [mg/l] 10,19 9,87 >7 BZT5 [mg/l] 1,1 1,4 <3 Chlorki [mg/l] 11,8 11,7 <200 Siarczany [mg/l] 36,9 33,7 <150 Sód [mg/l] 5,69 5,67 - Potas [mg/l] 1,76 1,86 -
Azot azotynowy i azotanowy suma [mg/l] 1,49 1,65 -
Azot ogólny Kjel. [mg/l] 102 0,825 2
Azot ogólny [mg/l] 2,51 2,48 <5 OWO [mg/l] 4,49 5,19 <10 Węglowodory suma C10-C40 [mg/l] <0,1 <0,1 <0,2 Bor [mg/l] <0,010 <0,010 <2 Detergenty anionowe [mg/l] <0,1 <0,1 - Detergenty niejonowe [mg/l] <1,0 <1,0 - Siarczki [mg/l] <0,04 <0,04 -
W trakcie prowadzenia zabiegów hydraulicznego szczelinowania jednym z bardziej odczuwalnych efektów jest zwiększony poziom hałasu, generowany głównie przez wysokociśnieniowe pompy, służące do zatłaczania mieszaniny wody i związków chemicznych do górotworu oraz przez blendery. Poziom mocy akustycznej wysokociśnieniowych pomp stosowanych podczas zabiegów hydraulicznego szczelinowania w Polsce wynosił 110 dB, natomiast blenderów 105 dB [151].
Zanieczyszczenia emitowane do powietrza pochodzą głównie z energetycznego spalania paliw w agregatach prądotwórczych zasilających wysokociśnieniowe pomy [32]. Do głównych zanieczyszczeń emitowanych do powietrza można zaliczyć podobnie jak w przypadku prac wiertniczych dwutlenek siarki, dwutlenek azotu, tlenki węgla, pył
zawieszony PM2,5 i PM10 [24]. W tabeli 2.9 przedstawiono wyniki rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w powietrzu w trakcie zabiegów hydraulicznego szczelinowania.
Tab. 2.9. Wyniki rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w powietrzu w trakcie hydraulicznego szczelinowania [74]. Substancja Prace wiertnicze Stężenie dopuszczalne [μg/m3] Stężenie 1h [μg/m3] Stężenie dopuszczalne [μg/m3] Stężenie 1R [μg/m3] Dopuszczalna częstość przekroczeń Roczna częstość przekroczeń [%] PM10 280 536,4 40 0,25 0,2 0,03 NO2 200 34330,9 40 15,9 0,2 0,17 SO2 350 10,8 20 0,005 0,274 0 CO 30000 9119,1 - 4,2 0,2 0 Benzen 30 8,3 5 0,0039 - 0
Dla zabiegu hydraulicznego szczelinowania poziomego odcinka otworu poszukiwawczego (13 etapów, każdy trwający po 4h, 12 agregatów pompowych o mocy 2250 KM), przekroczone zostają w znacznym stopniu stężenia godzinowe tlenków azotu 34330,9 μg/m3 przy dopuszczalnym stężeniu 200 μg/m3, nie występują jednak przekroczenia stężeń dla jednego roku jak i ich częstości.
2.4. Testy złożowe
2.4.1. Opis testów złożowych
Po usunięciu korków mechanicznych z otworu, następuje oczyszczanie zeszczelinowanego złoża z płynu pozabiegowego oraz rozpoczęcie testów złożowych [97]. Wraz z wypływającym płynem pozabiegowym do otworu zaczyna napływać gaz ziemny. Wypływająca na powierzchnię mieszanina płynu pozabiegowego oraz gazu ziemnego kierowana jest na separator, najczęściej trójfazowy. Płyn pozabiegowy gromadzony jest w szczelnych zbiornikach, natomiast gaz ziemny spalany jest w pochodni [168]. W przypadku długotrwałych testów złożowych, gaz ziemny może być zamieniany na energię elektryczną lub też skraplany w instalacjach LNG [26].
2.4.2. Wpływ testów złożowych na środowisko
Na etapie testów złożowych jednym z głównych zagrożeń dla środowiska jest płyn pozabiegowy, składający się z cieczy szczelinującej i składników mineralnych wymywanych z górotworu oraz powracający na powierzchnię propant [13]. Zużyty płyn pozabiegowy może być zaklasyfikowany jako odpad wydobywczy lub płyn technologiczny, w zależności od dalszego przeznaczenia [152,154]. Zgodnie z polskim prawem, jeżeli płyn pozabiegowy nie wyjdzie poza ciąg technologiczny tj. będzie on poddawany zabiegom oczyszczania w instalacji znajdującej się na terenie prowadzonych prac poszukiwawczych, nie może on być uznawany za odpad wydobywczy [152]. Jedynie pozostałości powstałe po jego oczyszczaniu należy traktować jako odpad (szlamy z fizyczno-chemicznej przeróbki odpadów - 19 02 06,) lecz już nie jako odpad wydobywczy. Płyn pozabiegowy nieoczyszczony lub nienadający się do dalszego zastosowania, klasyfikowany jest jako odpad wydobywczy oznaczony kodem 01 05 99 – „inne niewymienione odpady” lub w przypadku gdy w cieczy szczelinującej występowały substancje niebezpieczne, jako odpad o kodzie 01 05 06* - „płuczki i odpady wiertnicze zawierające substancje niebezpieczne”.
W Stanach Zjednawczych odzysk płynu pozabiegowego ze złóż niekonwencjonalnych typu tight wynosi średnio 50÷70% w przypadku otworów pionowych, natomiast w przypadku otworów poziomych jest niższy i kształtuje się na poziomie 30÷50% [110]. Odzysk płynu pozabiegowego ze złóż typu shale jest niższy w porównaniu ze złożem typu tight i kształtuje się w zakresie 40÷60% dla otworów pionowych oraz 10÷30% dla otworów poziomych [1,110]. Z analizy literatury wynika, że dla formacji łupkowej w Polsce, poziom odzyskanego płynu pozabiegowego z otworu kształtuje się na maksymalnym poziomie wynoszącym 50% zatłoczonej cieczy szczelinującej [145]. Są to dane pokrywające się z uzyskanymi wynikami podczas prowadzenia prac przez PGNiG S.A. na otworze badawczym Markowola – 1 (otwór pionowy o głębokości 4500 m), gdzie uzyskano zwrot na poziomie bliskim 50 % [144]. Średni poziom odzysku płynu pozabiegowego z polskich złóż niekonwencjonalnych wyniółś natomiast ok. 20 % [36]. Kolejny raport zawiera informację, że w okresie dwóch tygodni od przeprowadzenia zabiegów hydraulicznego szczelinowania z otworu zlokalizowanego w Polsce północnej odebrano ok. 16 % objętości zatłoczonej cieczy szczelinującej [109].
Oprócz składników, które używane są do sporządzenia cieczy szczelinującej, odzyskiwany płyn pozabiegowy może zawierać substancje rozpuszczone, takie jak chlorki, składniki organiczne (węglowodory alifatyczne i aromatyczne), metale ciężkie oraz pierwiastki radioaktywne (rad, tor i uran) występujące w skałach [13,36,57,65]. W skład rozpuszczonych substancji mogą wchodzić również siarczany, bromki oraz jony sodu, potasu, wapnia, magnezu, strontu, baru, metali ciężkich itp. Ich ilość i skład chemiczny zależy od miejscowych warunków geologicznych oraz składu cieczy szczelinującej [145]. W tabeli 2.10 przedstawiono skład płynu pozabiegowego ze złoża Marcellus.
Tab. 2.10. Skład płynu pozabiegowego ze złoża Marcellus. [145,160].
Oznaczenie
Objętość odebranego płynu pozabiegowego [m3]
79,5 318 636
M – Alkaliczność (mg/l w przeliczeniu na CaCO3) 170 190 210
Cl- [mg Cl-/l] 12100 18600 24400 SO42- [mg SO42-/l] 5 23 13 K+ [mg K+/l] 85 63 73 Na+ [mg Na+/l] 7792 10550 15650 Ca2+ [mg Ca2+/l] 500 622 965 Mg2+ [mg Mg2+/l] 38 44 69
Twardość ogólna (w przeliczeniu na CaCO3) 1405 1737 2695
Ba2+ [mg Ba2+/l] 198 793 1463 Sr2+ [mg Sr2+/l] 177 247 421 Fe2+ [mg Fe2+/l] 5,5 0,1 15 Fe ogólne [mg Fe /l] 14 6,3 20 Odczyn (pH) 6,2 6,36 6,37 TSS [mg Cl–/l] 397 50 108 Ciężar właściwy [g/ml] 1,017 1,013 1,024
Indeks nasycenia Langeliera (LSI) -0,27 0,16 0,43
Płyn pozabiegowy pobrany po zabiegu hydraulicznego szczelinowania z otworu poszukiwawczego Łebień 2H charakteryzował się zmienną koncentracją związków chemicznych (w zależności od czasu, w jakim powracał na powierzchnię), a wartości wybranych parametrów w poszczególnych przebadanych partiach płynu pozabiegowego znacznie się od siebie różniły [109]. W fazie początkowej płyn pozabiegowy charakteryzował się niższym stężeniem składników. W czasie trwania testów złożowych, zwiększały się koncentracje poszczególnych składników chemicznych w płynie pozabiegowym, głównie chlorków, wapnia i sodu. W tabeli 2.11 przedstawiono wyniki analizy płynu pozabiegowego z lokalizacji Łebień 2H.
Tab. 2.11. Wyniki analiz fizykochemicznych płynu pozabiegowego z otworu Łebień 2H [109].
Oznaczenie Wyniki analizy płynu pozabiegowego
Odczyn (pH) 5,73 – 6,35
Ogólny węgiel organiczny [OWO mg/l] 34 – 129
Indeks fenolowy [mg/l] 6 – 20
Substancje powierzchniowo czynne anionowo [mg/l] 0,5 – 31
Chlorki [mg Cl-/l] 4100 – 48000 Siarczany [mg SO42-/l] >5 – 52 Wapń [mg Ca2+/l] 318 – 7568 Azot amonowy [NH4 mg/l] 9 – 159 Bor 2,5 – 40,1 Bar [mg Ba2+/l] 5,3 – 217,9 Potas [mg K+/l] 82 – 536 Sód [mg Na+/l] 2118 – 22596 Żelazo [mg Fe /l] 11,7 – 23,4
W Ameryce Północnej najbardziej popularną formą utylizacji płynu pozabiegowego jest jego zatłaczanie do górotworu [3]. Oczyszczony płyn pozabiegowy zatłaczany jest do wyeksploatowanych złóż gazu ziemnego i ropy naftowej lub warstw chłonnych. Zatłaczanie płynu pozabiegowego do górotworu jest regulowane za pomocą rozporządzeń krajowych lub stanowych. Płyn pozabiegowy zazwyczaj jest tylko oczyszczany z części stałych, które mogłyby mieć wpływ na przepuszczalność warstw chłonnych, do których jest on zatłaczany. Płyn pozabiegowy jest wykorzystywany kilka razy w procesie hydraulicznego szczelinowania, zanim zostanie zdeponowany w górotworze. W Stanach Zjednoczonych proces deponowania płynu pozabiegowego w górotworze uregulowany jest aktem Underground Injection Control, płyn pozabiegowy może być zatłaczany tylko i wyłącznie do otworów chłonnych klasy II [97]. W Polsce, z uwagi na bardzo duże uwodnienie płynu pozabiegowego, zgodnie z Ustawą o odpadach, może być on poddawany unieszkodliwianiu w procesach [154]:
x obróbki biologicznej - D 8,
x obróbki fizyczno-chemicznej - D 9,
x przekształcania termicznego na lądzie - D 10, x odzysku w instalacjach - R 14,
W Polsce większość odpadów wydobywczych powstałych w procesie hydraulicznego szczelinowania, oddawana była do unieszkodliwiania za pomocą obróbki fizyczno-chemicznej w odpowiednio do tego celu przystosowanych instalacjach do unieszkodliwiania odpadów przemysłowych [37,86]. Kolejnym sposobem utylizacji płynu pozabiegowego było wykorzystanie mobilnej instalacji, w której odpady
poddawane były również obróbce fizyczno-chemicznej. W procesie oczyszczania płynu pozabiegowego wytwarzane były ścieki, które odprowadzane były do kanalizacji sanitarnej oraz odpady o kodzie 19 02 06, czyli „szlamy z fizyczno-chemicznej przeróbki odpadów” oraz „inne niż wymienione w 19 02 05”, które deponowane były na składowiskach odpadów [162]. Na rysunku 2.3 przedstawiony został schemat procesu unieszkodliwiania płynu pozabiegowego w mobilnej instalacji.
Rys. 2.3. Sposób oczyszczania płynu pozabiegowego w mobilnej instalacji [162].
W kilku przypadkach zużyty płyn pozabiegowy został również zdeponowany w podziemnym bezzbiornikowym składowisku odpadów w Borzęcinie należącym do PGNiG [144]. Odpady składowane były w górotworze, zgodnie z koncesją na bezzbiornikowe magazynowanie odpadów.
Podczas testów złożowych, które mogą trwać nawet do 6 miesięcy, hałas generowany jest głównie w procesie spalania gazu w pochodni. Poziom mocy akustycznej pochodni może sięgać nawet do 102 dB [138].
W trakcie testów złożowych do atmosfery emitowane są zanieczyszczenia powstałe wskutek spalania gazu ziemnego w pochodni [168]. Zagrożeniem dla środowiska jest również emisja metanu z płynu pozabiegowego magazynowanego w otwartych zbiornikach. Z danych USA wynika, że w przeciągu roku do atmosfery
przedostaje się 1,9% produkowanego gazu, który nie został odseparowany w separatorze trójfazowym [32].
W zależności od sposobu postępowania z płynem pozabiegowym w trakcie testów złożowych, możliwe jest również oddziaływanie na środowisko wskutek transportu płynu pozabiegowego do miejsca jego utylizacji lub odzysku. W przypadku transportu płynu pozabiegowego z wiertni dla jednego otworu poszukiwawczego konieczne jest wykonanie około 400 kursów [97].
3. PRZEGLĄD
METOD I TECHNIK ANALIZY RYZYKA
ŚRODOWISKOWEGO STOSOWANYCH PODCZAS PRAC
POSZUKIWAWCZYCH
GAZU
ZIEMNEGO
ZE
ZŁÓŻ
NIEKONWENCJONALNYCH
3.1. Identyfikacja ryzyka środowiskowego
Przed rozpoczęciem analizy ryzyka środowiskowego, konieczne jest zidentyfikowanie wszystkich zdarzeń, które mogą wystąpić podczas prac poszukiwawczych i które mogą mieć negatywny wpływ na środowisko [56]. Identyfikacja ryzyka obejmuje badanie następstw zdarzenia, łącznie z kaskadowymi i skumulowanymi jego skutkami. Podczas identyfikacji ryzyka środowiskowego, należy określić zakres następstw dla środowiska, jakie mogą powstać na skutek wystąpienia zdarzenia [72].
Do identyfikacji ryzyka środowiskowego powinno stosować się narzędzia i techniki odpowiednie do zdarzeń, które mogą wystąpić podczas realizacji prac poszukiwawczych [53].
3.2. Analiza ryzyka środowiskowego
Proces analizy ryzyka środowiskowego pozwala na szczegółowe zrozumienie poszczególnego ryzyka, które może wystąpić w trakcie realizacji prac poszukiwawczych [5,18,26,67,150,161]. Analiza ta dostarcza danych wejściowych do postępowania z ryzykiem środowiskowym oraz umożliwia podjęcie decyzji odnośnie poszczególnego ryzyka [15,28,50,59,60]. W analizie ryzyka środowiskowego bierze się pod uwagę wszystkie przyczyny i źródła wystąpienia ryzyka, ich pozytywne i negatywne następstwa oraz prawdopodobieństwo wystąpienia tych następstw [5,90,149]. Wszystkie czynniki, które wpływają na następstwa zdarzeń i ich prawdopodobieństwo powinny zostać zidentyfikowane przed rozpoczęciem prac poszukiwawczych [5]. Ryzyko środowiskowe powinno być analizowane przez ustalenie prawdopodobieństwa i następstw tych zdarzeń, które mogą wystąpić podczas prac poszukiwawczych [26,51].
Sposób, w jaki określa się prawdopodobieństwo wystąpienia zdarzenia oraz jego wpływ na środowisko, odzwierciedla rodzaj ryzyka, które może wystąpić w trakcie
