Las fuentes radiactivas se utilizan para registrar los parámetros de formación. Los trazadores radiactivos, junto con otras sustancias presentes en el fluido de fracturación hidráulica, se utilizan a veces para determinar el perfil de inyección y la ubicación de las fracturas creadas por la fracturación hidráulica. [1]
Las fuentes radiactivas selladas se utilizan rutinariamente en la evaluación de la formación de pozos fracturados hidráulicamente y no fracturados. Las fuentes se bajan al pozo como parte de las herramientas de registro del pozo y se retiran del pozo antes de que se realice cualquier fracturación hidráulica. La medición de la densidad de la formación se realiza utilizando una fuente sellada de cesio-137 . Esta 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 el campo petrolífero 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 un contexto de perforación, estas fuentes son utilizadas por personal capacitado y se monitorea la exposición a la radiación de ese personal. El uso está cubierto por licencias de las pautas de la Agencia Internacional de Energía Atómica (OIEA), los protocolos de la Unión Europea 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" hace que las cuestiones de seguridad se consideren importantes. No hay riesgo para el público ni para los suministros de agua en condiciones normales de uso. Se transportan hasta 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 granulados), 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 la medición del caudal con diversos fines. Un estudio de 1995 determinó que se utilizaban 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 que el radiotrazador elegido tenga una 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 asegurarse de que el material autorizado se utilice, transporte, almacene y elimine de manera que los miembros del público no reciban más de 1 mSv (100 mrem) en un año y que la dosis en cualquier área no restringida no supere los 0,02 mSv (2 mrem) en una hora. Deben proteger el material autorizado almacenado contra el acceso, la remoción o el uso por parte de personal no autorizado y controlar y mantener una vigilancia constante del material autorizado cuando se utiliza y no se almacena. [4] Las agencias reguladoras nucleares federales y estatales mantienen registros de los radionucleidos utilizados. [4]
A partir de 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 xenón-133 fueron los más utilizados por la industria del petróleo y el gas porque se identifican y miden fácilmente. [3] [5] También se utilizan bromo-82 , carbono-14 , hidrógeno-3 y yodo-125 . [3] [4]
Ejemplos de cantidades utilizadas son: [4]
En la fracturación hidráulica, se pueden añadir a un apuntalante pellets de plástico recubiertos con plata-110m o arena marcada con iridio-192 cuando se requiere evaluar si un proceso de fracturación ha penetrado rocas en la zona productiva. [4] Es posible que se lleve algo de radioactividad a la superficie en la boca del pozo durante las pruebas para determinar el perfil de inyección y la ubicación de las fracturas. Por lo general, se utilizan 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 las agencias estatales aprobadas regulan el uso de radionucleidos inyectados en la fracturación hidráulica en los Estados Unidos . [4]
La EPA de Estados Unidos 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 las perforaciones mediante fracturación hidráulica comenzó en 2008, la mayoría de las plantas de captación de agua potable situadas 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 que los sistemas de agua comunitarios en ciertas ubicaciones y las instalaciones centralizadas de tratamiento de aguas residuales realicen pruebas de radionucleidos. [7] [8] [9]
Los emisores beta, incluidos 3 H y 14 C, pueden utilizarse cuando sea factible utilizar técnicas de muestreo para detectar la presencia del radiotrazador, o cuando los cambios en la concentración de actividad puedan utilizarse como indicadores de las propiedades de interés en el 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 identificarse y medirse. ... Para facilitar la detección de cualquier derrame de soluciones de los emisores beta "blandos", a veces se les agrega un emisor gamma de vida media corta, como 82 Br...
etiquetado Arena de fracturación...Sc-46, Br-82, Ag-110m, Sb-124, Ir-192
{{cite web}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )"Un ingeniero que trabaja con este material radiactivo para ganarse la vida está expuesto a menos radiación que una persona que fuma 1,5 paquetes de cigarrillos al día".
{{cite journal}}: Requiere citar revista |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 reflujo de la fracturación hidráulica y otros fluidos producidos por los pozos de producción de gas) contienen concentraciones variables y a veces altas de materiales que pueden representar una 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 río abajo, o dañar la vida acuática...Al mismo tiempo, es igualmente crítico examinar la persistencia de estas sustancias, incluidos los radionucleidos, en los efluentes de aguas residuales y su posible presencia en las aguas receptoras.
{{cite journal}}: Requiere citar revista |journal=( ayuda )