1

„Prawda i mity o zagrożeniach środowiskowych przy
rozpoznawaniu i eksploatacji złóż niekonwencjonalnych”

Warszawa, 24 styczeń 2012 r.

Prof. dr hab. inż. Andrzej W. Jasiński

Doradca Wicepremiera , Ministra Gospodarki
Doradca Głównego Inspektora Ochrony Środowiska
Przewodniczący Krajowej Komisji ds. Ocen Oddziaływania na Środowisko
Członek Państwowej Rady Ochrony Środowiska

W wielu przypadkach daje się zauważyć podobieństwo pomiędzy obecnie
prowadzonymi pracami poszukiwania, rozpoznawania oraz późniejszego
wydobycia a także wykorzystania gazu ziemnego konwencjonalnego i
niekonwencjonalnego, jakim jest gaz łupkowy. To jest ten sam gaz ziemny tyle
ż

e jego wydobycie związane będzie ze znacznie gęstszą siatką wierceń

(odległości między wierceniami mniejsze niż 1000 m) oraz intensywniejszym
oddziaływaniem na środowisko większej ilości urządzeń i czynności na
jednostkę powierzchni terenu. Zasadniczo największe oddziaływanie będzie na
następujące elementy środowiska:

•

Hydrosfera ,

•

Powierzchnia ziemi,

•

Atmosfera ,

•

Otoczenie społeczne.

Hydrosfera
Przy eksploatacji gazu łupkowego niezbędne są duże ilości wody. Medium to
wymagane jest zarówno na etapie sporządzania płuczki wiertniczej jak i w
czasie prowadzenia szczelinowania warstwy łupkowej. Rzec można , że ilości
wody związane z przygotowaniem płuczki są zdecydowanie mniejsze niż w
drugim ze wspomnianych procesów. Powyższe wskazuje , iż szczególną uwagę
należy przypisać :

•

Dostępności dużych ilości wody do szczelinowania ,

•

Ochronie wód powierzchniowych i podziemnych przed kontaminacją,

2

•

Sporządzaniu roztworu wodnego do szczelinowania, wpływowi takiego
roztworu na środowisko oraz obiegowi takich roztworów ( zarządzanie
strumieniem, oczyszczanie, zawracanie do obiegu).

Sam proces szczelinowania (hydrauliczne rozsadzanie skały) jest już znany od
60 lat. W Polsce stosowany był i jest do stymulowania otworów wiertniczych
przy wydobyciu gazu konwencjonalnego. Intensywność tego procesu w
przypadku gazu łupkowego jest jednak znacznie większa. Generalnie polega na
zatłaczaniu nawet do kilku tysiecy ton wody z piaskiem i dodatkami ,pod
ciśnieniem rzędu 600 atm do odwiertu, który wcześniej poddany został
procesowi „perforacji” (przepalanie rur, chroniących odwiert poziomy przed
osypywaniem się i zaciskaniem, segmentowym ładunkiem kumulacyjnym ,w
kolejnych sekcjach). Roztwór taki wciska się w powstałe przy perforacji
pęknięcia w skale łupkowej, blokuje złoże przed zaciskaniem się (skała opiera
się na ziarenkach piasku) i poprawia przepływ gazu do odwiertu nawet
kilkanaście razy. Niestety tylko ok. 15 – 30% roztworu wypływa z powrotem, w
ciągu kilku miesięcy po szczelinowaniu. Dla przykładu, w złożu Horn River
(Kanada) na jedno szczelinowanie zużywa się 4500 – 5000 ton roztworu
wodnego. Kończenie jednego odwiertu poziomego z 24 szczelinowaniami
wymaga ok. 110000 ton wspomnianego roztworu.
Przygotowywany w USA (dane firmy Talisman Energy) typowy roztwór
wodny do szczelinowania hydraulicznego, w 99.51% składa się z wody i piasku.
Pozostałe 0.49% stanowią: glikol etylenowy 0.043% ; węglan sodu/potasu
0.011% ; chlorek sodu 0.01% ; chlorek potasu 0.06%; borany 0.007%; kwas
cytrynowy 0.04% ; guma guar/celuloza hydroksyetylowa 0.056% ; N,N-
dimetyloformamid 0.002% ; aldehyd glutarowy 0.001%, kwas 0.123% ; destylat
ropy naftowej 0.085% i izopropanol 0.085%. Te dodatki to często spotykane
składniki zwykłych produktów stosowanych w gospodarstwie domowym, takich
jak detergenty, kosmetyki, płyny do czyszczenia, dodatki spożywcze, sól
kuchenna i lody.
Należy także pamiętać o tym, że roztwory szczelinujące wstrzykiwane są do
głębokich formacji zawierających gaz łupkowy, nad którymi zalegają utwory o
miąższości kilku tysięcy metrów. Wśród tych utworów zwykle trafia się kilka
horyzontów skał praktycznie nieprzepuszczających wody. W tym miejscu także
trzeba nadmienić to, że większość wód pitnych, na których jakości najbardziej
nam zależy znajduje się zwykle w pierwszym tysiącu metrów odwiercanego
otworu.
Ostatnio , w związku z coraz trudniejszym dostępem do wód
powierzchniowych, niezbędnych zwłaszcza przy szczelinowaniu, zwrócono
uwagę na możliwość wykorzystania wód zasolonych do tego celu. Wody takie
wymagają jednak modyfikacji prowadzonej , po ich wydobyciu, w specjalnie
zbudowanej instalacji. Przykładem tego może być wykorzystanie wód słonych
warstwy wodonośnej Debolt (głębokość 500 – 800 m), nie nadających się do
celów domowych i rolniczych (o zasoleniu zbliżonym do wody morskiej , z

3

całkowitą zawartością rozpuszczalnych ciał stałych 20000 – 25000 mg/l,
zawierająca siarkowodór i dwutlenek węgla) jako potencjalnego źródła wody do
szczelinowania łupków złoża Horn River. Na wspomnianym złożu firma
Encana zbudowała zintegrowany zakład odsalania i oczyszczania wody
(siarkowodór i inne zanieczyszczenia), którego produkt, tzn. 16000 m3 /d wody,
używany jest do szczelinowania.
W świetle powyższego rzec można, iż przy zachowaniu podstawowych zasad
„dobrych praktyk wiertniczych” , takich jak oddzielanie otworu od
przewiercanego środowiska geologicznego (w tym także horyzontów
wodonośnych), rurami oraz barierami cementowymi, prawdopodobieństwo
kontaminacji można ograniczyć do minimum. Bezpieczeństwu
ś

rodowiskowemu służą również : kontrolowanie odwiertów i przeprowadzanie

testów ciśnieniowych. Kontrola odwiertów służyć ma także temu aby szczeliny
nie wykraczały poza strefę gazonośną oraz monitorowaniu rozmiaru szczelin i
odstępów między nimi.
Aby chronić płytkie wody gruntowe o znaczeniu dla gospodarstw domowych i
rolnictwa należy zadbać o to aby:

•

Odwierty znajdowały się odpowiednio daleko od ujęć źródeł wody (
przeciwdziałanie kontaminacji wody na powierzchni ziemi),

•

Szczelinowanie winno być zabronione na głębokości mniejszej niż 600 m
pod powierzchnią ,

•

Na bieżąco prowadzić pomiar i raportowanie produkcji wody z
odwiertów, a także z innych jej ujęć ,

•

Zarówno woda powracająca z odwiertu (po oczyszczaniu) oraz woda
wyprodukowana z wody zasolonej nie były wprowadzane do wód
powierzchniowych , wykorzystywanych jako źródła wody pitnej.

Wg badan amerykańskich , przy zachowaniu ww środków ostrożności , ryzyko
zanieczyszczenia wody pitnej waha się miedzy 1 do 200 000 i 1 do 200 000 000.

Innym problemem jest odprowadzanie zużytej wody. Aby ograniczyć jej wpływ
na środowisko należy:

•

Rozważyć odprowadzanie jej do głębokich warstw wodonośnych,

•

Skład odprowadzanych roztworów oraz ich ciśnienie regulować
pozwoleniem wodno-prawnym , zabezpieczającym, m.in., integralność
formacji geologicznej.

•

Na bieżąco (w określonym interwale czasowym, np. 1 miesiąca)
wymagać raportów o objętościach i ciśnieniu zatłaczanych roztworów,

•

Corocznie przeprowadzać test szczelności odwiertów,

•

Wprowadzać zużyte wody tylko do określonego, uzgodnionego z
władzami geologicznymi, poziomu wodonośnego.

4

Jak już wyżej wspomniałem, zasadniczym problemem przy prowadzeniu
eksploatacji złóż gazu łupkowego będzie dostępność dużych ilości wód
niezbędnych do skomponowania roztworów do szczelinowania. Źródłem takich
wód mogą być:

•

Wody powierzchniowe płynące lub z naturalnych zbiorników wodnych,

•

Sztucznie tworzone, ziemne zbiorniki wodne na potrzeby określonej
instalacji (nieprzepuszczalne zbiorniki, np. z iłowanym dnem lub dnem
wyłożonym nieprzepuszczalną dla wody wykładziną z tworzywa
sztucznego),

•

Serie zbiorników czasowo gromadzących wystarczające ,dla procesu
produkcyjnego, ilości wody,

•

Zakłady produkujące wodę z wód zasolonych, pochodzących z głębszych
warstw wodonośnych.

Wszelkie, rozważane wyżej aspekty gospodarki wodą, wymagają przygotowania
odpowiedniej dla skali eksploatacji infrastruktury powierzchniowej w postaci
stacji pomp, systemów rurociągów ,powiązanych ze zbiornikami wody
powierzchniowej (zakład odsalania i oczyszczania wód) wyprodukowanej,
wypływającej z odwiertów (zakład oczyszczania wód poprodukcyjnych).
Na koniec tej części jeszcze raz chcę podkreślić, iż jak najwięcej spraw
związanych z gospodarowaniem wodą winno być ujętych w dobrze
sporządzonym pozwoleniu wodno-prawnym.

Powierzchnia ziemi
Eksploatacja złóż gazu łupkowego, jak z powyższego wywodu wynika, to
działalność wymagająca dużej ilości materiałów, użytkowania ciężkiego sprzętu
i współpracy wielu firm usługowych. Sprawne działanie takiego powiązanego
funkcjonalnie konglomeratu wymaga zarówno zajęcia pewnej powierzchni oraz
zbudowania sieci dróg dojazdowych (lub poprawienia tych obecnie
istniejących). Przemieszczaniu sprzętu i materiałów towarzyszą emisje,
zagrożenie bezpieczeństwa dla flory i fauny (w tym także człowieka). Praca na
wiertni ma miejsce 24 godziny na dobę co powoduje ,iż normy hałasowe mogą
być przekraczane , zwłaszcza w nocy. Zajęcie terenu i prowadzenie prac
eksploatacyjnych wpływa na zaburzenie funkcjonowania otaczającego
ekosystemu. Jeśli do tego dołożymy możliwość lokalizacji w terenie objętym
jakąś formą ochrony (Natura 2000, parki narodowe, rezerwaty, parki
krajobrazowe, itp.) to widać, iż należy szukać takiego kompromisu aby
zarówno cele środowiskowe, społeczne i gospodarcze zostały osiągnięte.
Celem ograniczenia wielkości terenu zajmowanego dla potrzeb eksploatacji
gazu łupkowego (prace wiertnicze, gromadzenie wód oraz przygotowanie
roztworów do płuczki i szczelinowania, oczyszczanie wód do produkcji i
poprodukcyjnych, „zamykanie” obiegów wodnych, infrastruktura związana z
odbiorem i gromadzeniem gazu oraz jego przygotowaniem do transportu ;

5

infrastruktura wysyłki gazu poza teren wiertni) niezbędne jest optymalne
uporządkowanie procesu technologicznego na jak najmniejszym terenie oraz , w
przypadku prowadzenia prac przez kilku operatorów na danym terenie, wspólne
przygotowywanie infrastruktury drogowo-produkcyjnej . Dla przykładu można
podać Grupę Producentów Horn River (11 spółek; założona w 2007 r.), która
opracowała długoterminowy plan rozwoju złoża Horn River. Opracowano
wspólne plany operacyjne, wspólnie rozwija się system dróg i rurociągów,
wspólnie prowadzi się rozmowy ze stroną społeczną i władzami. Przyjęto
również ,że prowadzone w tym terenie badania nie mogą się nakładać, chyba że
wg wspólnych dla kilku firm linii badawczych, bez dodatkowej wycinki flory.
Uzgodniono także, że linie te będą wycinane ręcznie aby nie powodować szkód
zwykle związanych z użyciem sprzętu mechanicznego, oraz że linie te będą
krzywe , celem ograniczenia pola widzenia drapieżników. Takie i inne im
podobne posunięcia mają na celu ograniczenie wpływu antropogenicznego na
ś

rodowisko.

W chwili obecnej należy stawiać wymóg wiercenia z jednej wieży kilku
otworów w różnych kierunkach. Na kilkuhektarowej powierzchni można
zmieścić nawet kilkadziesiąt odwiertów z pełną infrastrukturą. W przypadku
„obszarów prawnie chronionych” lub powiększenia odległości od siedzib
ludzkich jest możliwość przesunięcia lokalizacji wieży wiertniczej (wiercenia
kierunkowe do warstwy łupkowej ; wiercenia poziome w warstwie łupkowej).
Można zastosować wiercenia z podestów, które bezpośrednio chronią
powierzchnię ziemi. Znane są także wiercenia na matach rozwijanych na
powierzchni ziemi i zwijanych po zakończeniu prac wiertniczych. Ma to
szczególne znaczenie przy realizowaniu prac wiertniczych w gęstych siatkach
odwiertów z użyciem wiertnic samobieżnych lub kroczących. Są to metody ,
które zapobiegają usuwaniu górnej warstwy gruntu przy stosowaniu sposobów
konwencjonalnych i ułatwiają szybsze przywrócenie terenu do stanu
poprzedniego.
W niektórych przypadkach można stosować kompensację przyrodniczą.
W przypadku prac poszukiwawczych i rozpoznawczych samo wiercenie trwa
ok. 3 miesięcy. Likwidacja wiertni i rekultywacja terenu trwa trochę dłużej.

Atmosfera
Wpływ eksploatacji gazu łupkowego na atmosferę objawia się głównie w
postaci:

•

wtórnego pylenia (zwłaszcza gdy wierzchnia warstwa gleby zostanie
usunięta) na terenie wiertni i w czasie transportu drogowego;

•

emisji gazów wydechowych pracujących maszyn i pojazdów
mechanicznych ;

•

emisji z otworów wiertniczych ( w czasie awarii może się zdarzyć
wydostawanie się do atmosfery metanu i siarkowodoru; w przypadku
„kontrolowanych” emisji metanu należy dążyć do jego spalenia w

6

pochodni lub ,jeszcze lepiej, w zamkniętych instalacjach typu reaktorów
dopalających i oczyszczających gazy odlotowe , zwłaszcza jeśli to
zjawisko zachodzi stosunkowo blisko osiedli ludzkich). Dla nowych
odwiertów, gdzie występuje flaring (kontrolowane spalanie gazu w
pochodni) obligatoryjne jest wykonywanie testów gdy odwierty te
znajdują się w odległości rzędu 1,25 km od budynków mieszkalnych lub
ok. 3 km od gazociągów.

•

przekraczania norm hałasowych spowodowane pracą wiertni i stacji
pomp zatłaczających(odczuwa się silny hałas w odl. 200 m a słaby w
odl. 500 m ) oraz hałas komunikacyjny (zwłaszcza porą nocną).

Otoczenie społeczne
Wszystkie powyższe oddziaływania na różne elementy ekosystemu nie
pozostają bez wpływu także na stronę społeczną. Obok już zamarkowanych
należy wspomnieć o zajmowaniu terenów należących do osób fizycznych celem
przeprowadzenia prac poszukiwawczych, rozpoznawczych i eksploatacyjnych, z
budową dróg i rurociągów włącznie. Strona społeczna na temat oddziaływania
przedsięwzięcia na środowisko dowiaduje się (lub winna dowiadywać się) na
poziomie procedury wydawania decyzji o uwarunkowaniach środowiskowych
przedsięwzięcia. Główne obawy zgłaszane to hałas, zapylenie, emisje do
atmosfery, pogorszenie stanu wody , kontaminacja gruntu, obniżenie ilości i
jakości zbiorów, zmniejszenie wartości gruntu, obniżenie wartości
turystycznych i estetycznych okolicy, ogólne poczucie obniżonego
bezpieczeństwa, itp.. Część z tych obaw kompensowana jest działalnością
przedsiębiorcy dla społeczeństwa i władz lokalnych ( spotkania wyjaśniająco-
edukujące, ok. 60% opłat eksploatacyjnych, sponsoring, budowa nowych lub
poprawa stanu już istniejących dróg, itp.) , stwarzaniem nowych miejsc pracy ,a
część poprzez rekompensujące umowy służebności, dzierżawy czy wykupu.

Niektóre cytaty z prasy USA:

“The U.S. is in the midst of an energy revolution, and we don't mean solar
panels or wind turbines. A new gusher of natural gas from shale has the
potential to transform U.S. energy production—that is, unless politicians, greens
and the industry mess it up.”

Natural gas, specifically shale gas, is essential for powering backup generators
for unreliable wind and solar installations. However, low gas prices make wind
and solar even less competitive. The better solution is just to go with gas, coal

7

and nuclear for electricity generation, and forget about expensive, eco-
unfriendly, subsidy-dependent, crony capitalist wind and solar.

Fracking contaminates drinking water - EPA administrator Lisa Jackson, a
determined enemy of fossil fuels, recently told Congress that there have been no
"proven cases where the fracking process itself has affected water."

Fracking releases toxic or radioactive chemicals - The reality is that 99.5% of
the fluid injected into fracture rock is water and sand. The chemicals range from
the benign, such as citric acid (found in soda pop), to benzene…. Pennsylvania's
tests showed radioactivity at or below normal levels.

Fracking causes cancer (…cancer-causing benzene in Dish ,Texas…) - State
health officials investigated and determined that toxin levels in the majority of
Dish residents were "similar to those measured in the general U.S. population."
Residents with higher levels of benzene in their blood were smokers (cigarette
smoke contains benzene).

Fracking causes earthquakes - It is possible that the deep underground
injection of fracking fluids might cause seismic activity. But the same can be
said of geothermal energy exploration, or projects to sequester carbon dioxide
underground. Given the ubiquity of fracking without seismic impact, the risks
would seem to be remote.

„The shale gas and oil boom is the result of U.S. business innovation and risk-
taking. If we let the fear of undocumented pollution kill this boom, we will
deserve our fate as a second-class industrial power.”