Konventionella metoder för olje- och gasproduktion kan påverka grundvattnet mycket mer än fracking, enligt hydrogeologerna Jennifer McIntosh från University of Arizona och Grant Ferguson från University of Saskatchewan.

Hydraulisk frakturering med hög volym, känd som fracking, injicerar vatten, sand och kemikalier under högt tryck in i petroleumhaltiga bergformationer för att återvinna tidigare otillgänglig olja och naturgas. Denna metod ledde till den nuvarande skiffergasboomen som startade för cirka 15 år sedan.

Konventionella metoder för olje- och naturgasproduktion, som har varit i bruk sedan slutet av 1800-talet, injicera även vatten under jorden för att hjälpa till med utvinningen av olja och naturgas.

"Om vi ​​vill titta på miljöpåverkan av olje- och gasproduktion, vi bör titta på effekterna av all olje- och gasproduktionsverksamhet, inte bara hydraulisk frakturering, sa McIntosh, en University of Arizona professor i hydrologi och atmosfäriska vetenskaper.

"Mängden vatten som injiceras och produceras för konventionell olje- och gasproduktion överstiger den som är förknippad med fracking och okonventionell olje- och gasproduktion med en bra bit över en faktor 10, " Hon sa.

McIntosh och Ferguson tittade på hur mycket vatten som var och injiceras under jorden av petroleumindustrins aktiviteter, hur dessa aktiviteter förändrar tryck och vattenrörelser under jorden, och hur dessa metoder skulle kunna förorena grundvattenförsörjningen.

Medan grundvattenanvändningen varierar beroende på region, cirka 30 % av kanadensarna och mer än 45 % av amerikanerna är beroende av resursen för sin kommun, hushålls- och jordbruksbehov. I mer torra regioner i USA och Kanada, ytförsörjningen av sötvatten är lika viktig.

McIntosh och Ferguson fann att det sannolikt finns mer vatten nu i de petroleumförande formationerna än från början på grund av traditionella produktionsaktiviteter.

För att trycka oljan och gasen mot utvinningsbrunnar, den konventionella metoden, känd som förbättrad oljeåtervinning, injicerar vatten i petroleumhaltiga bergformationer. Saltvatten produceras som en biprodukt och återinjiceras sedan, tillsammans med ytterligare sötvatten, att utvinna mer olja och gas.

Dock, i slutet av cykeln, överskottet av saltvatten omhändertas genom att injicera det i utarmade oljefält eller djupt in i geologiska formationer som inte innehåller olja och gas. Den injiceringen av avloppsvatten har förändrat beteendet hos vätskor under jord och ökar sannolikheten för att förorenat vatten når sötvattenakviferer.

En del av det vatten som injiceras som en del av olje- och gasproduktionsverksamheten är sötvatten från ytan eller från grunda akviferer. McIntosh sa att det kan påverka grundvatten och ytvattenförsörjning i vattenstressade regioner som New Mexico eller Texas.

"Det finns ett kritiskt behov av långsiktig – år till decennier – övervakning av potentiell förorening av dricksvattenresurser, inte bara från fracking, men också från konventionell olje- och gasproduktion, sa McIntosh.

Teamet publicerade sin tidning, "Konventionell olja - den glömda delen av vatten-energinexus, " online 30 juni i journalen Grundvatten . Global Water Futures finansierade forskningen.

McIntosh har varit involverad i studier om miljöpåverkan av hydraulisk sprickbildning. Hon började undra hur dessa effekter jämförs med effekterna av de konventionella metoderna för olje- och gasproduktion – metoder som har använts i cirka 120 år och som fortsätter att användas.

Både fracking och konventionella metoder använder grundvatten och ytvatten när det inte finns tillräckligt med vatten från andra källor för att fortsätta petroleumproduktionen.

För att se hur alla typer av olje- och gasproduktionsaktiviteter påverkade vattenanvändningen i Kanada och USA, hon och Ferguson syntetiserade data från en mängd olika källor. De publicerade vetenskapliga studierna som fanns tillgängliga omfattade endast ett fåtal regioner. Därför, forskarna grävde också i rapporter från statliga myndigheter och andra informationskällor.

Forskarna hittade information om västra Kanadas sedimentbassäng, Permian Basin (beläget i New Mexico och Texas), delstaterna Oklahoma, Kalifornien och Ohio, och den totala mängden vatten som produceras av högvolym hydraulisk sprickbildning i hela USA

"Det som var överraskande var mängden vatten som produceras och återinjiceras av konventionell olje- och gasproduktion jämfört med hydraulisk sprickbildning, ", sa McIntosh. "På de flesta platser vi tittade på – Kalifornien var undantaget – finns det mer vatten nu i underytan än tidigare. Det finns en nettovinst av saltvatten."

Det finns regler för petroleumindustrin när det gäller grundvatten, men information om vad som händer under jorden varierar beroende på provins och stat. Vissa jurisdiktioner har utmärkta data medan det för andra är praktiskt taget obefintligt. Trots detta, Ferguson sa att han och McIntosh kan göra några observationer.

"Jag tror att de allmänna slutsatserna om vattenanvändning och potential för förorening är korrekta, men detaljerna är suddiga i vissa områden, " sa Ferguson. "Alberta har förmodligen bättre resultat än de flesta områden, och Alberta Energy Regulator har producerat liknande siffror som vårt för den regionen. Vi såg liknande trender för andra olje- och gasproducerande regioner, men vi behöver bättre rapportering, registerföring och övervakning."

Olje- och gasproduktion kan ha miljöeffekter långt från petroleumproducerande regioner. Till exempel, Tidigare studier visar att operativa slutförvarsbrunnar kan orsaka detekterbar seismisk aktivitet mer än 90 kilometer bort. Konventionella aktiviteter injicerar lägre volymer vatten och vid lägre tryck men sker under längre tidsperioder, som kan orsaka kontaminering över längre avstånd.

Ett annat jokertecken är de tusentals aktiva, vilande och övergivna brunnar över hela Nordamerika. Vissa är läckande eller har tagits ur drift på ett felaktigt sätt, tillhandahålla möjliga vägar för förorening av sötvattensakviferer.

Även om det finns en viss ansträngning för att hantera detta problem genom organisationer som Alberta's Orphan Well Association, det råder liten enighet om problemets storlek. Ferguson sa beroende på vilken källa som citeras, prislappen för avveckling varierar från några miljarder till några hundra miljarder dollar.

En rapport från 2017 från Kanadas C.D. Howe Institute anger att det finns 155, 000 brunnar i Alberta som ännu inte ska saneras. En artikel från 2014 av andra forskare tyder på att Pennsylvania enbart har minst 300, 000 övergivna brunnar, av vilka många är "förlorade" eftersom det inte finns några uppgifter om deras existens och det finns inte heller ytliga bevis för att en oljekälla en gång fanns där.

"Vi har inte gjort tillräckligt med platsundersökningar och övervakning av grundvatten för att veta hur ansvaret verkligen ser ut, "Förguson sa. "Min gissning är att vissa brunnar förmodligen bör lämnas som de är och andra kommer att behöva mer arbete för att hantera migration av saltlösningar och kolväten från läckor som är decennier gamla."