Pennsylvania tiene cientos de miles de pozos de gas natural abandonados como este. (Crédito: Rob Jackson)
Un pequeño porcentaje de pozos de petróleo y gas abandonados en Pennsylvania produce la gran mayoría de las emisiones de metano del estado, según los científicos.
El trabajo en Pennsylvania, que tiene la historia más larga de desarrollo de petróleo y gas en los Estados Unidos, podría ayudar a los científicos a aprender cómo identificar y reparar pozos de alta emisión en todo el país.
Los resultados, publicados en Actas de la Academia Nacional de Ciencias, son del mayor estudio de pozos de petróleo y gas abandonados que emiten alto contenido de metano en el estado, que tiene una infraestructura de petróleo y gas que se remonta a 1859. El metano es un potente gas de efecto invernadero que es aproximadamente 30 veces más eficaz para atrapar el calor solar durante un período de 100 en comparación con el dióxido de carbono.
“Nuestros hallazgos ayudarán a los estados a priorizar dónde gastar su dinero y encontrar los pozos de mayor emisión con mayor facilidad”, dice el coautor del estudio Rob Jackson, profesor de la Facultad de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente de la Universidad de Stanford. "Si desea reducir el cambio climático rápidamente, el metano brinda una gran oportunidad".
Hasta pozos abandonados 700,000
Investigaciones previas realizadas en la Universidad de Princeton por Mary Kang, asociada postdoctoral en el laboratorio de Jackson y la primera autora del nuevo estudio, determinaron que los pozos abandonados en Pensilvania aportan una cantidad significativa de metano a la atmósfera y deben tenerse en cuenta en los invernaderos estatales y nacionales. inventarios de emisiones de gas.
"Muchos de estos pozos de recuperación mejorados datan del siglo 19 y nunca fueron documentados, pero ahora han sido redescubiertos".
Sin embargo, la gran cantidad de pozos abandonados, combinados con documentación deficiente y mantenimiento de registros, dificultaba saber cuántos pozos existían, y mucho menos desarrollar estrategias razonables para la mitigación.
Kang, Jackson y sus colegas combinaron nuevas mediciones de campo de pozos 88 en Pensilvania con información recopilada de libros antiguos, literatura publicada, documentos históricos estatales y bases de datos modernas para obtener una imagen más precisa de la cantidad de pozos abandonados y los rasgos de mayor emisores.
Uno de los hallazgos principales del estudio es que probablemente haya muchos pozos más abandonados en Pensilvania de lo que se pensaba anteriormente: 475,000 a 700,000 en total, por encima de las estimaciones previas de 300,000 a 500,000.
"Muchos de estos pozos de recuperación mejorados datan del siglo 19 y nunca fueron documentados, pero ahora han sido redescubiertos", dice Kang.
Sumando las emisiones
Los investigadores calcularon que la producción combinada de emisiones de todos los pozos abandonados en Pensilvania sumaba un estimado de 50,000 toneladas de metano por año, lo que equivale a aproximadamente 5 al 8 por ciento de las emisiones anuales de gases de efecto invernadero de Pensilvania.
"No es la fuente dominante de metano en Pensilvania, pero estos pozos siguen emitiendo durante años, incluso décadas", dice Jackson, quien también es investigador principal del Stanford Woods Institute for the Environment y del Precourt Institute for Energy.
De los pozos abandonados que se examinaron, algunos parecían estar emitiendo metano a tasas especialmente altas, un hallazgo consistente con otro estudio reciente de Stanford que demostró que un pequeño número de pozos son responsables del grueso de las emisiones de metano del país. Los peores culpables en Pensilvania parecen ser un subconjunto de pozos de gas natural que se han dejado abiertos y desenchufados, y también han tapado pozos de gas que atraviesan las minas de carbón y requieren respiraderos para liberar presión.
"Se podría sellar la gran mayoría de las emisiones simplemente dirigiendo 5 al porcentaje 10 de los pozos", dice Jackson, quien está afiliado a la Iniciativa de Gas Natural (NGI) de todo el campus de Stanford, que se dedica a responder preguntas y financiar proyectos relacionados con el tremendo crecimiento en la producción de gas natural en la última década.
Los investigadores también descubrieron que las emisiones de metano de los pozos "super emisores" a menudo tenían una composición química única: tendían a contener grandes cantidades de gases nobles, incluido un cierto isótopo de helio, así como a mayores concentraciones de gases termogénicos, que se producen profundo en el suelo a altas temperaturas y presiones, en lugar de gases biogénicos producidos por microorganismos.
"Esta información es útil para determinar las fuentes de metano y las vías de fuga, lo que puede ayudarnos a encontrar formas de detener mejor las fugas", dice Kang. Por ejemplo, señaló que la firma química de las emisiones de un pozo podría indicar que solo partes específicas del pozo requieren reparación en lugar de taponar toda la longitud del pozo, lo cual es costoso.
Tapar los pozos no es barato
La forma estándar de conectar un pozo implica verter cemento para crear una combinación de tapones profundos y poco profundos: uno en cada capa de aceite, gas, carbón o agua, y otro en la superficie para aislar el agua potable. "Técnicamente, sabemos exactamente cómo solucionarlos", dice Kang. "El problema es que no es barato hacerlo".
Los nuevos hallazgos resaltan la necesidad de desarrollar estrategias de mitigación más efectivas en los propios pozos para abordar las secciones más problemáticas de los pozos dañados, dicen los autores.
"En cierto modo, son buenas noticias: si podemos identificar a los súper emisores de forma rápida y económica, podemos abordar la mayoría de los problemas", dice Jackson.
Los investigadores esperan utilizar las nuevas técnicas de minería de datos y medición de campo que han desarrollado en esta última investigación para identificar a los emisores de alta en todo el país y en el extranjero. "Necesitamos muchos más datos en muchos más lugares", dice Jackson. "Este es un problema en todo Estados Unidos y también es un problema en otras partes del mundo".
Otros coautores del estudio son de Princeton, Lawrence Berkeley National Laboratory y Ohio State University.
Los fondos provinieron de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica y de Vulcan Inc.
Fuente: Universidad de Stanford
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