Se utilizan fuentes radiactivas para registrar los parámetros de formación. Los trazadores radiactivos, junto con otras sustancias en el fluido de fracturación hidráulica, a veces se utilizan para determinar el perfil de inyección y la ubicación de las fracturas creadas por la fracturación hidráulica. [1]
Las fuentes radiactivas selladas se utilizan habitualmente en la evaluación de formaciones de pozos tanto fracturados hidráulicamente como no fracturados. Las fuentes se introducen en el pozo como parte de las herramientas de registro del pozo y se retiran del pozo antes de que se produzca cualquier fracturación hidráulica. La medición de la densidad de la formación se realiza utilizando una fuente sellada de cesio-137 . Este bombardea la formación con rayos gamma de alta energía . La atenuación de estos rayos gamma proporciona una medida precisa de la densidad de la formación; esta ha sido una herramienta estándar en yacimientos petrolíferos desde 1965. Otra fuente es la fuente de neutrones de americio berilio (Am-Be) utilizada en la evaluación de la porosidad de la formación, y se ha utilizado desde 1950. En el contexto de la perforación, estas fuentes son utilizadas por personal capacitado y se controla la exposición a la radiación de dicho personal. El uso está cubierto por licencias de las directrices de la Agencia Internacional de Energía Atómica (OIEA), los protocolos de la SU o de la Unión Europea y la Agencia de Medio Ambiente del Reino Unido. Se requieren licencias para el acceso, transporte y uso de fuentes radiactivas. Estas fuentes son muy grandes y el potencial de su uso en una "bomba sucia" significa que las cuestiones de seguridad se consideran importantes. No existe ningún riesgo para el público ni para el suministro de agua en condiciones de uso normal. Se transportan a un pozo en contenedores blindados, lo que significa que la exposición del público es muy baja, mucho menor que la dosis de radiación de fondo en un día.
La industria del petróleo y el gas en general utiliza sólidos radiactivos no sellados (en forma de polvo y granulares), líquidos y gases para investigar o rastrear el movimiento de materiales. El uso más común de estos radiotrazadores es en la boca del pozo para medir el caudal para diversos fines. Un estudio de 1995 encontró que se utilizaron trazadores radiactivos en más del 15% de los pozos de petróleo y gas estimulados. [2]
El uso de estos trazadores radiactivos está estrictamente controlado. Se recomienda elegir un radiotrazador que tenga radiación fácilmente detectable, propiedades químicas apropiadas y una vida media y un nivel de toxicidad que minimicen la contaminación inicial y residual. [3] Los operadores deben garantizar que el material autorizado se utilice, transporte, almacene y elimine de tal manera que el público no reciba más de 1 mSv (100 mrem) en un año, y la dosis en cualquier área no restringida no excederá los 0,02 mSv (2 mrem) en una hora. Deben proteger el material con licencia almacenado contra el acceso, eliminación o uso por parte de personal no autorizado y controlar y mantener una vigilancia constante del material con licencia cuando está en uso y no almacenado. [4] Las agencias reguladoras nucleares federales y estatales mantienen registros de los radionucleidos utilizados. [4]
En 2003, los isótopos antimonio-124 , argón-41 , cobalto-60 , yodo-131 , iridio-192 , lantano-140 , manganeso-56 , escandio-46 , sodio-24 , plata-110m , tecnecio-99m y El xenón-133 fue el más utilizado en la industria del petróleo y el gas porque se identifica y mide fácilmente. [3] [5] También se utilizan bromo-82 , carbono-14 , hidrógeno-3 , yodo-125 . [3] [4]
Ejemplos de cantidades utilizadas son: [4]
En la fracturación hidráulica, se pueden agregar gránulos de plástico recubiertos con Plata-110m o arena etiquetada con Iridium-192with a un apuntalante cuando se requiere evaluar si un proceso de fracturación ha penetrado rocas en la zona productiva. [4] Es posible que parte de la radiactividad llegue a la superficie en la cabeza del pozo durante las pruebas para determinar el perfil de inyección y la ubicación de las fracturas. Normalmente, esto utiliza fuentes de cobalto-60 muy pequeñas (50 kBq) y los factores de dilución son tales que las concentraciones de actividad serán muy bajas en la planta y el equipo de la parte superior. [3]
La NRC y agencias estatales aprobadas regulan el uso de radionucleidos inyectados en fracturación hidráulica en los Estados Unidos . [4]
La EPA de EE. UU. establece estándares de radiactividad para el agua potable. [6] Los reguladores federales y estatales no exigen que las plantas de tratamiento de aguas residuales que aceptan aguas residuales de pozos de gas realicen pruebas de radiactividad. En Pensilvania, donde el auge de la perforación por fracturación hidráulica comenzó en 2008, la mayoría de las plantas de toma de agua potable aguas abajo de esas plantas de tratamiento de aguas residuales no han realizado pruebas de radiactividad desde antes de 2006. [7] La EPA ha pedido al Departamento de Protección Ambiental de Pensilvania que exija a la comunidad sistemas de agua en ciertos lugares e instalaciones centralizadas de tratamiento de aguas residuales para realizar pruebas de radionucleidos. [7] [8] [9]
emisores beta, incluidos 3 H y 14 C, cuando sea factible utilizar técnicas de muestreo para detectar la presencia del radiotrazador, o cuando los cambios en la concentración de actividad puedan usarse como indicadores de las propiedades de interés del sistema. Los emisores gamma, como 46 Sc, 140 La, 56 Mn, 24 Na, 124 Sb, 192 Ir, 99 Tc m , 131 I, 110 Ag m , 41 Ar y 133 Xe se utilizan ampliamente debido a la facilidad con la que pueden ser identificados y medidos. ... Para ayudar a la detección de cualquier derrame de soluciones de los emisores beta 'blandos', a veces se les añade un emisor gamma de vida media corta como el 82 Br...
etiquetado Frac Sand...Sc-46, Br-82, Ag-110m, Sb-124, Ir-192
{{cite web}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )Un ingeniero que se gana la vida trabajando con este material radiactivo está expuesto a menos radiación que un individuo que fuma 1,5 paquetes de cigarrillos al día."
{{cite journal}}: Citar diario requiere |journal=( ayuda )El nivel de radiactividad en las aguas residuales ha sido en ocasiones cientos o incluso miles de veces superior al máximo permitido por la norma federal para el agua potable.
...varias fuentes de datos, incluidos los informes requeridos por el PADEP, indican que las aguas residuales resultantes de las operaciones de perforación de gas (incluido el flujo de retorno de la fracturación hidráulica y otros fluidos producidos en los pozos de producción de gas) contienen concentraciones variables y a veces altas de materiales que pueden presentar un amenaza para la salud humana y el medio ambiente acuático, incluidos los radionucleidos... Muchas de estas sustancias no se eliminan por completo en las instalaciones de tratamiento de aguas residuales, y su descarga puede causar o contribuir a deteriorar la calidad del agua potable para los usuarios aguas abajo, o dañar la vida acuática... Al mismo tiempo, es igualmente fundamental examinar la persistencia de esas sustancias, incluidos los radionucleidos, en los efluentes de aguas residuales y su posible presencia en las aguas receptoras.
{{cite journal}}: Citar diario requiere |journal=( ayuda )