Cara Kerja Fracking Hidrolik

Mungkin Anda pernah mendengar bahwa kita mengalami sedikit krisis energi?

Dengan harga gas yang bergejolak dan ketergantungan yang tinggi pada bahan bakar fosil yang tidak berkelanjutan, ada kebutuhan mendesak untuk menemukan sumber energi alternatif . Dan jujur ​​saja, sebagian besar produsen energi tidak akan kecewa hanya dengan menemukan lebih banyak sumber bahan bakar fosil.

Rekah hidrolik -- atau fracking hidro , atau sekadar fracking biasa -- adalah salah satu cara yang bisa kita dapatkan di cadangan "tersembunyi" gas alam, minyak bumi -- bahkan air. Kedengarannya sangat rumit (dan, pada kenyataannya, prestasi sains dan teknik yang cukup keren), tetapi fracking adalah proses yang cukup sederhana. Jauh di bawah tanah (kita berbicara sekitar 7.000 kaki/2.133 meter di bawah permukaan), batuan seperti serpih dapat menahan gas, air atau minyak di pori-porinya. Fracking hidrolik memindahkan sumber daya itu dari pori-pori batuan ke sumur produksi [sumber: ProPublica ].

Ini dilakukan dengan membuat "pembuluh darah" horizontal dari sumur vertikal, dan kemudian memompa sumur horizontal penuh air (ditambah pasir dan beberapa bahan kimia tambahan) pada tekanan yang sangat tinggi. Hal ini menyebabkan retakan pada batuan yang bercabang, melepaskan gas, minyak atau air ke dalam retakan yang dibuat. Gas dan minyak dipaksa masuk ke sumur horizontal dan kemudian mengalir ke tangki penyimpanan dengan air yang muncul kembali.

Jadi lancar dari sana! Dunia dapat mengambil beberapa sumber energi yang sulit dijangkau dan semua orang menang, bukan? Kecuali, tentu saja, prosesnya sangat sarat dengan masalah lingkungan dan keselamatan. Dari tuduhan kontaminasi air tanah hingga laporan tentang tanah yang hancur, para kritikus memiliki daftar ketakutan yang semakin meningkat ketika menyangkut fracking hidrolik.

Pada artikel ini, kita akan menggali lebih dalam untuk merinci mekanisme fracking hidrolik. Kami juga akan melihat efek -- baik positif maupun negatif -- yang dapat ditimbulkan oleh fracking terhadap lingkungan dan masyarakat, sambil mengintip masa depan fracking.

1. Fracking Mendalam
2. isi bensin
3. Tidak Ada Cara Fracking
4. Masa Depan Fracking

Untuk memahami mengapa fracking dikembangkan, bayangkan operasi pengeboran tradisional . Sumur bekerja dengan baik jika kita memanfaatkan kolam besar gas atau air di bawah tanah, memungkinkan kita untuk memompa sumber daya dari reservoir. Tetapi ketika sumber daya yang ingin kita tangkap terperangkap rapat di pori-pori serpih, bagaimana kita melepaskannya dan membawanya ke permukaan?

Ini dimulai dengan cara yang hampir sama: Sumur yang dalam dibor. Chesapeake Energy memperkirakan bahwa kedalaman rata-rata sumurnya adalah 7.700 kaki/2.347 meter (kira-kira enam Empire State Buildings yang ditumpuk dari ujung ke ujung [sumber: Chesapeake Energy ]). The Association Minyak dan Gas Colorado memberikan diameter lubang sebesar 12,25 inci (31 cm). Ketika sumur mencapai kedalaman yang tepat, dibutuhkan belokan kanan atau kiri (disebut sebagai titik kick off ) dan menjadi horizontal. Bagian horizontal itu bisa mencapai 1.000 hingga 6.000 kaki, atau 305 hingga 1.829 meter [sumber: EPA ].

Casing baja pas di lubang sumur alias lubang bor. Baja dimaksudkan untuk melindungi air tanah dan daerah sekitarnya dari potensi kebocoran selama rekahan hidrolik. Di bagian horizontal sumur, baja dilubangi dengan alat yang dapat menembus baja dan semen sumur untuk membuat lubang kecil agar air atau partikel kecil dapat keluar -- seperti saringan dapur Anda. Pada saat itu, larutan air (yang akan kita telusuri lebih lanjut nanti) dipompa dengan tekanan yang sangat tinggi.

Ketika larutan mencapai titik berlubang, cairan terlalu banyak untuk diserap batu, dan batu retak. Dibutuhkan tiga hingga 10 hari untuk menyelesaikan rekahan [sumber: Halliburton ]. Aditif dan pasir yang ditemukan dalam campuran air menahan celah ini terbuka, memungkinkan gas (atau sumber daya apa pun) untuk melarikan diri dan dibawa ke permukaan dalam air yang dipompa kembali, dan dipisahkan. Sumber daya tersebut dapat mengalir dari celah selama bertahun-tahun atau berpotensi puluhan tahun [sumber: Energy in Depth ]. Air limbah disimpan dan diolah, dipompa ke sumur injeksi atau didaur ulang; itu juga disimpan di lubang terbuka atau digunakan di jalan [sumber: NRDC ].

Peralatan yang digunakan dalam fracking adalah (diduga) heavy duty. Perlu diingat bahwa sekitar 200 kapal tanker diperlukan untuk membawa 1 juta galon (3,8 juta liter) air ke sumur, dan lapisan serpih yang lebih dalam mungkin memerlukan 2 hingga 10 juta galon (7,6 hingga 37,9 juta liter) air [sumber: EarthWorks , ProPublica ]. Lusinan "truk pompa" saja diperlukan untuk menembakkan larutan bertekanan ke dalam lubang sumur [sumber: Energy in Depth ].

Sebelum kita membahas beberapa masalah yang terkait dengan rekahan hidrolik, mari kita lihat beberapa alasan mengapa orang begitu bersemangat.

Gasland

Film dokumenter nominasi Academy Award 2010 "Gasland" menceritakan kisah warga yang terkena dampak fracking di komunitas mereka. Banyak yang ingat gambar (secara harfiah) pembakar dari seorang pria yang menyalakan air kerannya dengan api - diduga dari gas alam yang mencemari pasokan air. Pejabat di Colorado menetapkan bahwa kebocoran tersebut merupakan cadangan metana alami yang telah merembes ke dalam sumur pemilik rumah, dan bukan karena fracking. Namun, ada kasus terkait fracking metana yang mencapai pasokan air -- dan perusahaan gas harus mengakui kewajiban mereka dan membayar denda yang besar atas kelalaian mereka [sumber: McGraw ].

Seperti yang dapat Anda bayangkan, ada beberapa kritikus fracking yang cukup serius. Tetapi sebelum kita masuk ke dalam perangkap operasi, mari kita bahas beberapa keuntungan yang dijelaskan oleh para pendukungnya.

Sebagai permulaan, banyak yang menunjukkan bahwa fracking memberi orang banyak sumber daya yang dapat diakses yang biasanya terperangkap di pori-pori batu.

Ada juga argumen lingkungan: Alih-alih mengebor banyak sumur, prosesnya melibatkan pengeboran satu sumur yang meluncur secara horizontal, yang memiliki keunggulan pada lanskap permukaan. Diperkirakan 90 persen sumur gas bumi saat ini harus diakses melalui fracking [sumber: Bateman ]. Selain itu, juga dikatakan bahwa gas alam adalah bahan bakar yang lebih ramah lingkungan daripada minyak atau batu bara, dan itu benar: Ia membakar lebih bersih, dengan pengurangan emisi karbon dioksida, nitrogen oksida, dan sulfur oksida secara drastis [sumber: EPA ]. (Kita akan melihat di bagian berikutnya beberapa argumen yang menentang sifat "bersih" dari fracking.)

Perusahaan seperti Chesapeake Energy dan Halliburton juga dengan cepat menunjukkan bahwa setiap kali AS mengurangi ketergantungannya pada minyak asing , itu menguntungkan perusahaan dan konsumen Amerika. Dan tidak ada keraguan bahwa fracking hidrolik telah berhasil mendapatkan gas alam domestik AS: Dari 1,1 juta operasi fracking selama 60 tahun terakhir, orang Amerika telah menerima sekitar 600 triliun kaki kubik (hampir 17 triliun meter kubik) gas alam [sumber: Halliburton ].

Dan kita tidak bisa melupakan penciptaan lapangan kerja dan temannya, pendapatan. Departemen Konservasi Lingkungan Negara Bagian New York memperkirakan bahwa jika negara bagian membuka kembali pintunya untuk fracking (melembagakan larangan fracking pada tahun 2008), 17.6000 pekerjaan akan diciptakan dan $125 juta pendapatan pajak akan diakumulasikan [sumber: Schaefer ] . Fracking -- dan industri minyak dan pertambangan pada umumnya -- bukanlah operasi besar-besaran. Ada banyak uang di dalamnya, dan itu cukup menjadi motivasi bagi sebagian orang. Pembayaran besar itu tidak terjadi pada operator yang secara tidak sengaja memasuki pasokan air atau menghancurkan properti dengan kecelakaan. Untuk alasan ini, dapat dikatakan bahwa pembayaran sebenarnya akan memaksa operator untuk mengikuti praktik yang aman dan etis [sumber: Dewan Perlindungan Air Tanah ].

Wilayah Serpih

Sementara cadangan gas alam yang besar terjadi di seluruh AS, ada beberapa petak besar yang dikenal sebagai wilayah serpih . Ini termasuk wilayah Marcellus (yang meliputi bagian dari Ohio, Pennsylvania, Virginia Barat, Maryland dan New York), wilayah serpih Antrim di Michigan dan bidang serpih Barnett di Texas.

Sejauh ini, kita hanya membahas logistik dan manfaat rekah hidrolik. Tapi fracking bukanlah slam-dunk dalam hal keamanan. Faktanya, untuk hampir setiap argumen yang kami kemukakan di bagian terakhir untuk fracking, ada penghitung yang cukup mematikan.

Pertama, fracking masih merupakan operasi penambangan inti. Artinya pengeboran -- dan truk, pompa, pengangkut dan kontainer penyimpanan -- semuanya akan tetap ada di lokasi, bersama dengan infrastruktur terkait yang diperlukan. Meskipun perusahaan-perusahaan gas ingin membuatnya terdengar seperti menemukan gas alam di lahan pertanian akan menjadi berkah bagi petani yang kekurangan uang, ada juga masalah jaringan pipa yang menyebabkan kerusakan pada tanaman dan peralatan yang merusak jalan [sumber: Schaefer ].

Salah satu keluhan terbesar tentang fracking bukanlah tindakan itu sendiri, tetapi cairan yang dipompa ke dalam sumur untuk menyebabkan fraktur. Aditif kimia membentuk 0,5-2,0 persen campuran pasir dan air [sumber: EarthWorks ]. Aditif termasuk asam untuk membantu melarutkan mineral, bahan kimia yang ditemukan dalam deterjen, desinfektan dan pembersih rumah tangga [sumber: McGraw ]. Ingatlah bahwa jutaan galon barang digunakan; 4 juta galon (15 juta liter) cairan fracking akan sama dengan 300 ton bahan kimia tambahan [sumber: EarthWorks ]. Kekhawatiran besar adalah bahwa cairan ini tinggal di tanah dan larut ke dalam tanah dan air tanah. (Belum lagi potensi tumpahan permukaan.)

Setelah patah tulang terjadi, ada lebih banyak kekhawatiran. Celah-celah kecil itu bisa berjalan jauh, yang berarti secara teknis mereka bisa berakhir dengan retakan pada pasokan air . (Meskipun ini belum didokumentasikan, kasus potensial sedang dipelajari [sumber: McGraw ]). Artinya, minyak atau gas alam bisa masuk ke air minum.

Ada juga masalah banyaknya air limbah yang dihasilkan. Miliaran galon air limbah harus dibuang setiap tahun. Seringkali, itu berarti mengolahnya di pabrik air limbah lokal -- dengan pelepasan berikutnya ke air permukaan [sumber: NRDC ]. Beberapa juga menguapkan bahan kimia yang lebih mudah menguap dalam senyawa, yang berarti bahwa untuk semua pembicaraan tentang "gas alam pembakaran bersih," ada masalah polusi udara ketika datang untuk menambang gas (belum lagi tanker, truk dan peralatan yang berada di jalan, yang tidak membantu polusi ) [sumber: EarthWorks ].

Dan salah satu masalah yang akan kita jelajahi di bab berikutnya adalah tidak ada seorang pun yang yakin tentang betapa berbahayanya semua ini.

Meskipun penggunaan fracking yang disederhanakan telah ada sejak pertengahan 1800-an, sebenarnya hanya dalam dua dekade terakhir teknologi fracking berkembang sedemikian rupa sehingga skala komersial dan ekonomis dapat dicapai. Perlu diingat bahwa lebih dari 90 persen gas alam AS berasal dari sumber dalam negeri ; meskipun AS tidak memiliki cadangan yang sama dengan yang dimiliki negara-negara Timur Tengah yang kaya minyak, AS memiliki energi yang cukup untuk memberi daya pada setiap perangkat bertenaga gas alam selama 20 tahun ke depan [sumber: McGraw ].

Karena fracking untuk shale gas adalah suatu usaha baru, para kritikus mengeluhkan kurangnya penelitian dan studi ilmiah yang berat yang (dengan semua akun) harus menyertai hal-hal memabukkan seperti itu. Tetapi penelitian sedang dilakukan, yang memberikan lebih banyak nuansa pada kedua sisi masalah. Satu klaim yang baru-baru ini muncul adalah bahwa fracking menyebabkan volatilitas di bawah tanah sehingga gempa bumi muncul dari tekanan besar air yang dipompa masuk. Dewan Riset Nasional tidak dapat menemukan bukti untuk mendukung klaim tersebut, tetapi jangan keluar bor belum: Kelompok itu menemukan bahwa air yang ditembakkan dari sumur ke tangki penyimpanan terkait dengan gempa bumi kecil [sumber: Associated Press ]. Jadi gempa bumi terjadi, tetapi penyebabnya berbeda dari yang diperkirakan.

Sulit untuk menyangkal -- baik atau buruk -- bahwa fracking telah merevolusi industri pertambangan. Karena fracking, AS telah melihat produksi minyaknya melonjak. Pada 2013, AS akan memproduksi 11,4 juta barel minyak per hari - menyaingi 11,6 juta barel terkemuka Arab Saudi [sumber: Associated Press ]. Exxon Mobil Corp. dan Chesapeake Energy berharap untuk mengebor puluhan ribu sumur lagi pada tahun 2020, dan implikasi nasional telah menyebabkan Departemen Energi AS menjadi lebih terlibat dalam penyelidikan praktik dan keselamatan [sumber: Kirkland dan ClimateWire].

Juga sulit untuk tidak setuju? Memastikan senyawa kimia dan praktik yang digunakan dalam fracking aman bagi mereka yang bekerja dan tinggal di sekitar area yang terkena dampak. Eksekutif di Halliburton menjadi berita utama pada tahun 2011 ketika salah satu dari mereka meminum cairan fracking untuk membuktikan keamanannya. Dan meskipun kedengarannya konyol, Anda dapat memberikan pujian kepada perusahaan karena telah menyatakan bahwa sebenarnya telah mengubah komposisi cairan fracking sehingga bahan-bahan di dalamnya bersumber dari industri makanan [sumber: Tsai ]. Cairan fracking CleanStim barunya menjanjikan pengurangan risiko paparan bahan kimia dan - bersama dengan pengolahan air baru dan sumber daya mitigasi bakteri - membentuk teknologi CleanSuite baru yang Halliburton harapkan akan meringankan masalah kesehatan dan lingkungan tentang fracking [sumber: Halliburton ].

Kedengarannya bagus dan bagus, tetapi tidak dapat disangkal bahwa dibutuhkan lebih banyak studi untuk meyakinkan semua orang bahwa fracking itu aman.

Catatan Penulis: Cara Kerja Fracking

Sulit untuk tidak mengatakan, "Ya, tapi ..." ke setiap sisi debat yang kacau. Apakah ini akan membantu ketergantungan AS pada minyak asing? Ya, tetapi belum memiliki rekam jejak untuk berwawasan lingkungan. Apakah berton-ton bahan kimia tambahan yang didorong ke dalam tanah memiliki potensi kontaminasi? Ya, tapi perusahaan energi seharusnya berdedikasi untuk membuat aditif itu aman. Tampaknya bagi saya bahwa siapa pun yang yakin dengan posisi garis kerasnya dalam fracking mungkin tidak mengakui betapa bernuansa subjeknya. Hal terbaik yang dapat Anda lakukan adalah tetap mengikuti perkembangan dengan membaca dan meneliti perkembangan baru saat fracking diperkenalkan di komunitas kami.

Artikel Terkait