俄亥俄州水力压裂法的潜在低效和环境成本
俄亥俄州继续增加水力压裂气的产量,这得益于淡水的供应和宽松的放射性废物处理要求。
地图:俄亥俄州尤蒂卡石油和天然气季度产量以及季度废水处理
好卷
不到一年前,FracTracker发布了一幅地图以及相关分析,《俄亥俄州令人不安的收益递减故事》关于Utica石油和天然气的生产,突出了注入的废物量的增加污水处理井,以及2010 - 2018年压裂井横向长度变化趋势。在本文中,我将提供2018年和2019年俄亥俄州尤蒂卡石油和天然气产量、淡水需求和废物处理的最新情况。在看了这些数据之后,我建议我们对水资源和我们处理工业放射性废物的方式进行全面定价,以尽量减少负面外部性。
最近,我受到了科林·伍德沃德作品的启发[1]以及马文·哈里斯,他概述了自由与公共利益之间的斗争。他们将此与商品和不断增加的资源密集度在维持或提高生活水平方面所起的作用联系起来。哈里斯在《食人族与国王》一书中引用了这段话,这122个词最有效地说明了十多年前在阿巴拉契亚中部开始的水力压裂热潮的影响:
“不管直接原因是什么,强化总是适得其反。在没有技术变革的情况下,它不可避免地导致环境的枯竭和生产效率的降低,因为增加的努力迟早必须用于更偏远、更不可靠、更不丰富的动物、植物、土壤、矿物和能源。效率的下降反过来又导致生活水平的降低——这与期望的结果恰恰相反。但这一过程并不是简单地以每个人以更多的工作换取更少的食物、住所和其他必需品而告终。随着生活水平的下降,成功的文化发明了新的、更有效的生产方式,而这些生产方式迟早又会导致自然环境的枯竭。”马文·哈里斯1977年出版的《食人族和国王:文化的起源》第一章第五页
在思考哈里斯关于水力压裂的引用时,我认为是时候更新我们几个最关键的数据集了。我在这里展示的地图和数据说明了这种加剧,以及一个事实,即该行业越来越依赖于廉价的取水、景观影响和废物处理方法,以避免解决他们日益贪婪的方式。在这一点上,集约化和资源利用之间的关系不再只是活动家、学者和记者的范围;像IHS Markit这样的行业合作者在他们最新的分析中承认了这一事实,即石油和天然气运营商“将不得不钻更多的井来维持目前的产量水平,甚至更多的井来增加产量。”.插入红皇后假说在这里比喻!
俄亥俄州的石油和天然气生产
这里提供的四个更新数据集是:1)石油、天然气和废水产量,2)水力压裂行业的地表水和地下水抽收率,3)俄亥俄州单个压裂井的淡水使用量,3)废水处理井(也称为II类井)注水井)率。
以下是这些数据更新中最重要的发展,因为它涉及到加剧,以及我们可以预期在未来看到的情况,无论是否有乙烷裂解装置在整个阿巴拉契亚被大肆宣扬。
从产量角度来看,从我们上次更新这一数据到2019年第二季度,石油总产量同比增长了30%,而天然气产量同比增长了50%(表1)。
根据我们汇编的数据,从2017年到2018年,废水产量的增长率已经超过了石油,几乎等于天然气的48%。平均而言,我们编制的2398口压裂井的废水产出量比2017年底增加了27%。
——2017 | ——2019 | |||||
石油(百万桶) | 天然气(百万Mcf) | 盐水(百万桶) | 石油(百万桶) | 天然气(百万Mcf) | 盐水(百万桶) | |
马克斯 | 0.51 | 12.92 | 0.23 | 0.62 | 17.57 | 0.32 |
总计 | 83.14 | 5768 .47点 | 76.01 | 108.15 | 8679 .12点 | 112.28 |
的意思是 | 0.40 | 2.79 | 0.37 | 0.45 | 3.62 | 0.47 |
表1。从2017年至2019年第二季度的生产角度来看,俄亥俄州2398口压裂井的简要统计数据。
在评估油气行业的生存能力和其他长期影响时,需要考虑的关键因素是资源数量和油井数量的增加,以实现油气产量的边际增长。例如,在俄亥俄州的Utica页岩,我们看到总产量正在增加,但正如IHS Markit所承认的那样,这只有通过以更快的速度增加生产井的总数才能实现。如图1所示,在2017-2018年冬季左右,单井产量开始趋于平缓,此后开始下降。
俄亥俄州石油和天然气生产用水需求
自从上次我们更新了行业的取水率以来,俄亥俄州自然资源部(ODNR)已经开始报告除地表水外的地下水率。前者目前占7个县的9个站点,但占迄今为止报告的提款的一小部分(2017年和2018年每年约为00.01%)。在加剧方面更令人不安的事态发展是:
1)自从我们上次更新这些数据以来,已经有59个新的提现网站上线。ODNR的数据库中目前共有569个站点。这相当于自2017年以来网站总数增加了近12%。有了这些额外的库存,所有站点的平均提货率增加了13%(表2)。
2)自2010年以来,用于水力压裂的淡水需求增长了15.6%,即每年6.93亿加仑(图2)。
3)我们预计会出现一个拐点,届时水产量将增加,以适应OH州Dilles Bottom的石化裂解工厂的扩建;比弗县,宾夕法尼亚州;和其他地方。仅在2018年,石油和天然气行业就从俄亥俄河谷抽走了46.9亿加仑的水。自2010年以来,该行业已经从俄亥俄河谷永久性地消耗了229.6亿加仑淡水。俄亥俄州全部人口需要五年时间才能在家中使用2018年的费率。[2]
正如我们和其他人过去所提到的,这一趋势很大程度上是由于我们向整个阿巴拉契亚地区的石油和天然气部门出售水的底价很低。[3]为了提高名义生产回报,公司需要建造更长的水平段,增加数量级的水、砂和化学品。按照这个速度,到2023年左右,水力压裂行业的淡水需求将翻一番,达到每年约88 - 95亿加仑。图3显示,平均压裂水平段长度每季度增加15.7-21.2%(1564 - 2107英尺)。仅这一趋势就超过了石油产量增长率的2.5倍,约比天然气产量增长率高出24%(见表1)。
4.这个结论比几年前更令人担忧,每口井的用水量每季度增长30%,平均473万加仑(图4)。上一次我们做这个分析是在1.5年前,每季度增长25%,平均384万加仑。在那个时候,我不会想到对水的需求会呈指数级增长,但这确实发生了。必须立即在哥伦布市和该地区的主要淡水分销机构——马斯金根流域保护区(MWCD)展开对话,讨论为什么会发生这种情况,以及如何抵制这种不可持续的趋势。
2017 | 2018 | |
网站 | 510 | 569 |
最大(十亿加仑) | 1.059 | 1.661 |
总和(十亿加仑) | 18.267 | 22.957 |
平均(十亿加仑) | 0.358 | 0.404 |
表2。2017年整个俄亥俄州的水力压裂用水需求总结,当时我们最近一次更新了这一数据,以及这些数据在2018年的变化情况。
废物处理
当涉及到水力压裂废水处理时,情况同样令人不安。在2018年第三季度至2019年第三季度期间,俄亥俄州220多口废水处理井的平均处理率增加了12.1%(表3)。有趣的是,这一变化几乎与同期取水的变化完全一致。下沉的淡水最终会浮上来。
在俄亥俄州的所有废水处理井中,2018年至2019年下半年,总产量增加了近22%。然而,更令人不安的趋势是人们越来越关注前20个最活跃的废水处理井,这些井的年增长率为17-18%。这些井占所有废物的近50%,这里的问题是,许多悬而未决的废水处理井许可证位于这些地点,距离很近,并且/或由经营前20个废水处理井的同一家运营商提出。
当我们绘制每口井的累积和平均处理速率时,我们看到了持续的指数级增长。如果我们回顾上次进行的分析,我们在数据中看到的唯一积极因素是,到2020年秋季,每口井的平均处理率将增加一倍。然而,这一趋势已略有减弱——到2022年,利率将翻一番。
每口废水处理井的服务需求每季度增加2.42至294万加仑(图5)。换句话说,俄亥俄州的废水处理井正在迅速接近其容量,如果它们还没有达到的话。这就是为什么石油和天然气行业一直在疯狂地提交建造更多废物处理井的建议。如果这些井成为现实,这意味着俄亥俄州将继续作为整个阿巴拉契亚地区水力压裂行业的主要废物储存地。
变量 | ——所有的井 | ——前20名 | ||||
第三季度- 2018 | 第三季度- 2019 | 变化百分比 | 第三季度- 2018 | 第三季度- 2019 | 变化百分比 | |
井数 | 223 | 243 | + 9.0 | - - - | - - - | - - - |
马克斯(百万桶) | 1.12 | 1.20 | + 7.1 | - - - | - - - | - - - |
金额(百万桶) | 203.19 | 247.05 | + 21.6 | 101.43 | 119.31 | + 17.6 |
平均(百万桶) | 0.91 | 1.02 | + 12.1 | 5.07 | 5.97 | + 17.8 |
表3。俄亥俄州废水处理井的汇总统计数据(百万桶(MMbbl))。
利用宾夕法尼亚州的天然气数据和俄亥俄州的废水数据,我们能够更精确地计算出像这样的10万桶乙烷裂解器能产生多少废水PTT全球化学公司已提议在俄亥俄州的Dilles Bottom进行开发.以下是我们的最佳估计计算假设1桶冷凝物是20-40%的乙烷。这些计算要求我们对俄亥俄州的天然气与废水的比例与宾夕法尼亚州的天然气与凝析油的比例进行一些自由的合并:
- 在俄亥俄州的2064口压裂井中,天然气与废水的比例为64.76万立方英尺(Mcf) /桶废水。
- 假设乙烷含量为40%,2019年上半年华盛顿县的天然气与凝析油的比例为320.08 Mcf /桶乙烷凝析油。如果每个裂化器每天需要10万桶乙烷,那么每天将产生494,285桶(2076万加仑)盐水。
- 假设乙烷含量为20%,2019年上半年,华盛顿县PA井的天然气与凝析油的比例为640.15 Mcf /桶乙烷凝析油=如果每个裂解器每天需要10万桶乙烷,则每天将产生988,571桶/ 4152万加仑的废水。
但等等,这里是真正的惊人之处:
- 40%的假设结果是我们目前库存的废水处理井每天吸收的废水量的3.81倍,是前20口井每天吸收的盐水量的5.37倍(注:前20口废水处理井占该州所有处理井每天吸收的废水量的71%)。
- 20%的假设结果是我们目前库存的废水处理井的日污水处理量的7.62倍,是前20口井的日污水处理量的10.74倍。
因此,我们估计提供拟议的PTTGC乙烷裂解器的压裂井每天将产生2076万至4152万加仑的废水。这是俄亥俄州污水处理井目前接收废水量的3.8到7.6倍。
这对卡车交通意味着什么?我们可以假设,至少80%的运输废水的卡车是短瓶/婴儿瓶卡车,每次运输110桶。这意味着我们估计每天需要4,493到8,987辆卡车来处理废水。如此庞大的交通流量将给阿巴拉契亚地区的道路和社区带来的压力将难以衡量,考虑到当前的州和联邦政治和/或监管状况,将更难衡量不可避免的泄漏和事故将对该地区水道造成的影响。
结论
没有理由相信这些趋势不会持续下去,而且随着该行业越来越依赖廉价的废物处理和水作为支撑,这些趋势会变得更加棘手。即使面临着资源的快速枯竭和单井产量的急剧下降,水力压裂行业仍将继续给股东们留下一个强大的商业模式的假象。
我大胆地猜测,除非我们对水资源和工业放射性废料的处理方式进行更全面的定价,否则我们将无法发出其他供应方面的信号,从而导致石油和天然气行业改变其方式。在我们达到这一点之前,我们将继续编译上面描述的数据集,并将其包含在下面的地图中,因为正如最高法院大法官路易斯·布兰迪斯(Louis Brandeis)曾经说过的那样,“阳光是最好的消毒剂!”
通过泰德欧什他是FracTracker联盟的五大湖项目协调员,由Gary Allivwin德赢appaison提供宝贵的数据编译协助
[1]科林·伍德沃德(Colin Woodward)的《美国品格:个人自由与公共利益之间史诗般的斗争史》是一本关于资源利用和征用的必读书籍。
[2]https://pubs.er.usgs.gov/publication/cir1441
[3]在俄亥俄州,水力压裂行业的主要水源供应商是Muskingum流域保护区(MCWD),正如我们过去指出的那样,他们的水售价约为每千加仑4.5美元至6.5美元。与此同时,在俄亥俄河对岸,在西弗吉尼亚州水力压裂行业的九个主要县,水力压裂业的平均价格约为每千加仑8.38美元。
数据下载
2010年至2019年第二季度,俄亥俄州2390多口非常规Utica/Point Pleasant井的石油、天然气、盐水和日产量
//www.mixlay.com/a5ej20sjfwe/wp-content/uploads/2019/12/Production_To_Q2_2019_WithExcel.zip
俄亥俄州水力压裂淡水和地下水提取2010年至2018年
//www.mixlay.com/a5ej20sjfwe/wp-content/uploads/2019/12/OH_WaterWithdrawals_2010_2018_WithExcel.zip
俄亥俄州3200多口Utica/Point Pleasant压裂井的横向长度(英尺),直到并包括2019年12月允许的井
2011年第三季度至2019年第三季度,俄亥俄州2700多口非常规井将使用淡水
//www.mixlay.com/a5ej20sjfwe/wp-content/uploads/2019/12/OH_FracFocus_December_2019_WithExcel.zip
2010年至2019年第四季度,220多个俄亥俄州II级盐水处理井的季度容量处理(桶)
//www.mixlay.com/a5ej20sjfwe/wp-content/uploads/2019/12/OH_ClassII_Loc_Vols_10_Q4_2019_WithExcel.zi
我也见过水卡车倾倒到主巷道(route281,卡车我看到这样的暴雨期间是我哥们在车里跟我说,他认为这只是雨水从卡车…没有办法下地狱是雨水体积输送辊道的背面ot卡车看起来超过200分钟,我用来驱动一辆水车谋生这些混蛋倾销它表面上,我有anouther我的朋友看到了水车现在离开国家狩猎地为什么他们会在那里?
嗨,迈克,很抱歉听到这一切。水力压裂对河流的影响有很多不同的方式——油井和通道的径流,压裂液、柴油等的泄漏,液体的地下迁移,建筑的侵蚀,管道建设的影响等等。卡车不应该倾倒压裂废料,但这可能是非法的。如果你对报告和记录这些影响感兴趣,我们很乐意提供帮助,你也可以向环境保护部投诉。https://www.dep.pa.gov/About/ReportanIncident/Pages/EnvironmentalComplaints.aspx#
山地流域协会是一个很好的组织,如果你还没有联系。他们致力于保护Youghiogheny河及其流域。https://www.mtwatershed.com/
我认为水力压裂是件坏事。在西南pa,我在杨河钓鳟鱼,我注意到捕鱼从很好到很差,鳟鱼的捕捞数量下降了,我还注意到小海贝壳(蛤蜊)散落在河岸上,数以百万计,在水力压裂来到这个地区之前,我从未见过这种事情!我一直住在这里,我现在68岁了,不像以前那样去河边,但我的钓鱼伙伴也注意到了这一点,我认为水力压裂在某种程度上污染了我们的河流