Czy poszukiwania gazu łupkowego wpłyną na zasoby wód?

Jaki wpływ może mieć poszukiwanie i wydobycie gazu z łupków na gospodarkę wodną?

Poszukiwanie, rozpoznawanie oraz potencjalna eksploatacja gazu łupkowego to ogromne przedsięwzięcie, wymagające praktycznie na każdym etapie prac dostępu do wody. Ocena możliwych źródeł jej pozyskania, w tym dostępnych do zagospodarowania zasobów wód jest konieczna już w fazie planowania inwestycji.

W trakcie działań związanych z poszukiwaniem i rozpoznawaniem oraz ewentualną eksploatacją złóż gazu z łupków woda wykorzystywana jest na etapie:

  • budowy wiertni (zakładu górniczego) – woda do celów socjalno-bytowych,
  • wiercenia otworów – woda do przygotowania płuczki wiertniczej (ilość wykorzystanej wody zależy od rodzaju zastosowanej płuczki i długości otworu),
  • zabiegu szczelinowania hydraulicznego – woda stanowi podstawę do sporządzenia płynu szczelinującego (ponad 90 % jego składu),
  • działalności zakładu górniczego – woda do celów socjalno-bytowych dla pracowników wiertni.

Gospodarowanie wodami w procesie poszukiwania i rozpoznawania oraz eksploatacji gazu z łupków stanowi ważną kwestię nie tylko ze względu na środowisko przyrodnicze, ale przede wszystkim ze względu na lokalną społeczność (ryc. 1). W grę wchodzą tu zagadnienia związane zarówno z aspektami ilościowymi (potrzeby wodne), jak również jakościowymi (potencjalna możliwość zanieczyszczenia wód w rejonie prowadzonych prac).

 

Wykorzystanie wód na potrzeby technologiczne oraz socjalno-bytowe zakładu górniczego nie jest w Polsce niczym nowym. Z dostępnych informacji wynika, że na wiercenie typowego, głębokiego otworu o długości 3500 m zużywa się średnio około 30 m3 wody na dobę, przy czym wiercenie otworu trwa zazwyczaj kilka tygodni. Dla typowej konstrukcji otworu wiertniczego przyjmuje się, że będzie zużywane około 180 - 220 litrów płuczki na metr bieżący wierconego otworu, co oznacza zużycie około 630 - 770 m3 wody na wiercenie całego otworu. W USA zużycie wody do celów technologicznych (głównie przygotowania płuczki) na etapie wiercenia otworu wynosi od 200 do ponad 3000 m3 (tab.1).

Najwięcej obaw budzi zabieg szczelinowania hydraulicznego, który wymaga zużycia znacznych ilości wody w krótkim przedziale czasu.  Podczas zabiegu stymulacji złoża na 1 km odcinku otworu (założywszy, że szczelinuje się kilka - kilkanaście sekcji otworu) zużywa się średnio kilkanaście tysięcy metrów sześciennych wody. Część tej wody (średnio około 12-30%) wraca na powierzchnię jako płyn pozabiegowy. (www.ngsfacts.org).

Dla przykładu ilość wody (17 300 m3) zużytej do przeprowadzenia pełnego zabiegu szczelinowania w otworze Łebień (otwór, w którym wykonano pierwszy w Europie zabieg wielokrotnego szczelinowania hydraulicznego w ramach rozpoznawania złóż gazu z łupków) odpowiada:

  • 7 basenom olimpijskim,
  • 17 sekund przepływu Wisły w Gdańsku,
  • rocznemu zapotrzebowaniu w wodę dla 310 osób,
  • dziennemu zużyciu wody przez 113 tyś. osób,
  • 5,5 % dziennemu zużyciu wody przez Warszawę.

W Polsce do zabiegu szczelinowania hydraulicznego najczęściej wykorzystuje się wody podziemne, ujmowane:

  • studniami wierconymi wykonanymi przez inwestora na terenie placu wiertni lub w jego pobliżu (po uzyskaniu stosownego pozwolenia wodno-prawnego),
  • ujęciami (grupa studni wierconych) wodociągów miejskich lub wiejskich.

Lokalnie do zabiegu szczelinowania hydraulicznego wykorzystuje się również wody powierzchniowe (np. woda z nieczynnych wyrobisk górniczych).

Prowadzenie zrównoważonej gospodarki wodnej oraz ochrona jakości wód podziemnych i powierzchniowych stanowi w Polsce priorytet i jest zagwarantowana w ustawodawstwie krajowym (ustawa Prawo wodne) przyjmującym zapisy dyrektyw UE (Ramowa Dyrektywa Wodna, Dyrektywa Wód Podziemnych). Potrzeba poboru dużej ilości wody podziemnej lub powierzchniowej w stosunkowo krótkim czasie wymaga otrzymania pozwolenia wodno-prawnego.

Pozwolenie wodno-prawne na korzystanie z wód podziemnych wydawane jest w oparciu o informację o dostępnych do zagospodarowania zasobach wód podziemnych na danym obszarze. Natomiast pozwolenia wodno-prawne dla wód powierzchniowych wydawane są w oparciu o informację o poborze, warunkach korzystania z wód w zlewni oraz bilansu wodno-gospodarczego (informacja o zasobach dyspozycyjnych wód podziemnych). Gwarantuje to prowadzenie racjonalnej i bezpiecznej gospodarki wodnej w kraju.

W Polsce wody podziemne stanowią główne źródło zaopatrzenia ludności w wodę pitną. Ponad 60% wód wykorzystywanych na cele konsumpcyjne to wody podziemne. Sumaryczna ilość zasobów zwykłych wód podziemnych możliwych do zagospodarowania według stanu rozpoznania na 31.12.2013 r. wynosi w Polsce około 36,5 mln m3/dobę, w tym prawie 20 mln m3/dobę ustalonych jako dyspozycyjne dla obszarów stanowiących 58 % powierzchni kraju (źródło danych: PIG-PIB, PSH 2013). Obecnie wykorzystanie dostępnych do zagospodarowania zasobów wód podziemnych w Polsce wynosi ok. 19 %.

Zasoby dyspozycyjne wód płynących (przy uwzględnieniu wymagań przepływu nienaruszalnego) szacuje się w Polsce na ok. 10 mld m3/rok (Diagnoza aktualnego stanu gospodarki wodnej, KZGW 2010). Mimo dużej zmienności przestrzennej tych zasobów nie ma obecnie ryzyka, że znaczny pobór wód powierzchniowych wpłynie na zmianę reżimu hydrologicznego wód w zlewni.

Mimo znacznych rezerw zasobów wody podziemne i powierzchniowe nie powinny być jedynym źródłem zaopatrzenia w wodę na potrzeby wiercenia i szczelinowania hydraulicznego.

Woda do przygotowania płynu szczelinującego nie musi spełniać wygórowanych norm jakościowych. Najwłaściwsze wydaje się ponowne wykorzystanie oczyszczonego płynu zwrotnego. Należy także rozważyć wykorzystanie:

  • wód technologicznych (wody chłodnicze, wody z biogazowni),
  • oczyszczonych ścieków komunalnych lub tzw. wody miejskiej, czyli wody z kanalizacji deszczowej,
  • wody z odwodnień wyrobisk górniczych,
  • solanek, np.  z poziomów jurajskich,
  • w strefie przybrzeżnej - wody morskiej.

Dynamicznie rozwijająca się technologia pozwala na zastosowanie niestandardowych rozwiązań, które w skuteczny sposób ograniczają presję na wody i pozwalają na racjonalne gospodarowanie wodami w procesie wydobywczym. Doświadczenia z obszaru Ameryki Północnej, gdzie od wielu lat prowadzona jest eksploatacja gazu z łupków wskazują na celowość dalszego rozwoju w tym kierunku. Dla przykładu w prowincji British Columbia (Kanada) niektórzy operatorzy prowadzący eksploatację z powodzeniem wykorzystują oczyszczone ścieki komunalne na potrzeby zabiegów szczelinowania hydraulicznego, dzięki czemu nie ma potrzeby sięgania po zasoby wód pitnych. Takie rozwiązania są godne polecenia.

autorzy: Magdalena Nidental i Małgorzata Woźnicka

Spis literatury:

  1. Prowadzenie , aktualizacja i udostępnianie bazy danych GIS zasobów dyspozycyjnych i perspektywicznych wód podziemnych dla obszaru Polski (PSH, 2013r)
  2. Diagnoza aktualnego stanu gospodarki wodnej, KZGW 2010 r. (http://kzgw.gov.pl/files/file/Programy/PPWP2030/Zalaczniki_do_projektu_P...)
  3. Woźnicka M. Jaki wpływ na gospodarkę wodną może mieć wydobycie gazu ze złóż niekonwencjonalnych, Przegląd Geologiczny vol.61, nr 6, 2013

 

Wróć do poprzedniej strony