التحديات التي تواجه تنظيم استخدام المياه في التعقب والتدخيل النفطي

الدور الأساسي للمياه في التكتلات الهيدروليكية وإخراج النفط

إن الكسور الهيدروليكي، المعروف عادة بالكسر، قد أحدث تحولاً هائلاً في قطاع الطاقة من خلال التمكين من استخراج النفط والغاز الطبيعي من تشكيلات الشلالات المنخفضة القدرة على الدوام، وهذه العملية تعتمد اعتماداً كبيراً على المياه، وعادة ما يتم حقن مزيج من المياه والرمل والمضافات الكيميائية بضغوط عالية للغاية لخلق كسور في الصخرة، مما يسمح لشركات الهيدروكربون المحصور بالتدفق إلى المفاعل.

إن استخدام المياه في صناعة النفط والغاز يتجاوز مرحلة الكسور الأولية، ومن الضروري أيضاً تعزيز تقنيات استعادة النفط، وقطع الطين، وإغلاق الغبار على الرصيفات، كما أن دورة حياة المياه في هذه العمليات تطرح تحديات تنظيمية متمايزة في كل مرحلة، من المصادر الأولية إلى التخلص النهائي، وتختلف المواد الكيميائية المضافة المستخدمة في كسر السوائل المثبطة اختلافاً واسعاً، ولكنها كثيراً ما تشمل الودائع البيولوجية لمنع النمو البكتيري.

The Regulatory Landscape: A Fragmented Approach

وفي الولايات المتحدة، يشتت النهج التنظيمي لاستخدام المياه في النفط والغاز بشكل كبير عبر المستويات الاتحادية والولايات والمحلية، ويخلق هذا التجزؤ تناقضات، وثغرات تنظيمية، وارتباكاً لكل من المشغلين والجمهور.

الرقابة الاتحادية في الولايات المتحدة

على المستوى الاتحادي، وكالة حماية البيئة تملك السلطة بموجب عدة قوانين بيئية، قانون مياه الشرب المأمونة ينظم أنشطة الحقن تحت الأرض من خلال برنامج مراقبة الحقن تحت الأرض، لكن هناك فجوة ملحوظة في وجودها، قانون سياسة الطاقة لعام 2005 يستبعد صراحةً من حقن سوائل الكسور الهيدروليكية من لائحة إدارة المياه،

الولاية

وتسمح نتائج الإدارة بتحديد الأولويات في مجال حقوق التعدين وترشيد المياه لأغراض تطوير الطاقة، على عكس ذلك، فرض حظر على إنتاج المياه السطحية على نطاق الولاية على نطاق واسع في عام 2015 بعد إجراء استعراضات صحية وبيئية واسعة النطاق.

الآفاق الدولية بشأن تنظيم المياه في مسارها

وتختلف النُهج التنظيمية على الصعيد العالمي اختلافا كبيرا، وتعتمد كندا على منظمي المقاطعات، حيث توجد في ألبرتا وبريطانيا كولومبيا أطر قوية لإدارة المياه، وقد سمحت المملكة المتحدة في البداية بكسرها ولكنها حظرتها فعليا في عام 2019 بسبب الشواغل المتعلقة بالسيزمية المستحثة وعدم القدرة على التنبؤ الدقيق بالغاز، وتبرز هذه الممارسات العالمية غير المتسقة في مجال الغازات المائية أفضل ضوابط على استخدام المياه والإفصاح عنها في قطاع الغازات البحرية.

التحديات الحاسمة في تنظيم المياه

إن تنظيم مصادر المياه من أجل التعبئة يمثل بعض أكثر النزاعات المباشرة والواضحة بين تنمية الطاقة وغيرها من مستخدمي المياه.

منافسة الموارد المائية في سكارس

وفي المناطق القاحلة وشبه القاحلة مثل حوض الفارميين )تيكساس ونيو مكسيكو(، يتنافس القطاع الزراعي والبلديات المتنامية على نفس مصادر المياه، ويضاعف التتبع هذه المنافسة، وفي ظروف الجفاف، تواجه منظمو المياه الحكومية ضغطاً هائلاً من أجل تحقيق التوازن بين القيمة الاقتصادية لإنتاج الطاقة وبين الحاجة الأساسية إلى مياه الشرب والأمن الغذائي، ويكمن التحدي في تطوير نظم توزيع المياه التي تعطي الأولوية للاحتياجات البشرية الأساسية مع السماح بالاستخدامات الصناعية المسؤولة.

الشفافية وثغرات البيانات في الإبلاغ عن استخدام المياه

أما البيانات الدقيقة عن سحب المياه فهي أساس للتنظيم الفعال، غير أن هناك ثغرات كبيرة في البيانات، وقد انتُقد فراكوس، وهو السجل الوطني لاستخدام المواد الكيميائية والمياه، لعدم اتساق الإبلاغ، وعدم الإنفاذ، ومحدودية القدرة على البحث، وتحتاج بعض الدول إلى تقارير شهرية مفصلة عن استخدام المياه، بينما تعتمد دول أخرى على العروض الطوعية، ويصعب على الجهات التنظيمية والباحثة رصد البيانات ذات الصلة بتحسين مستوى الطلب على المياه.

حماية نوعية المياه الجوفية أثناء الحرق

ويمكن أن يحدث تلوث مباشر للمياه الجوفية إذا ما أُصيبت السوائل أو الميثان من مهبط آبار المياه الجوفية المحيط بها، وهذا الخطر أشد حدة عندما ينتقل البئر من طبقة مياه الشرب إلى تكوين أعمق، ولا تعد أنظمة البناء الجيدة أساسية، بما في ذلك متطلبات الطبقات المتعددة من غلاف الفولاذ والاسمنت، إلى جانب اختبار الضغط الصارم وسجلات سندات الإسمنت، ولا يؤدي الإعفاء الاتحادي من أماكن الحفر المرهقة إلى الإحاف.

تحدي مياه النفايات: التخلص والنزعة السيزمية والقطعان

إن إدارة المياه التي تعود إلى السطح المعروف بالتدفقات المائية والتي تنتجها هي أكثر التحديات البيئية تعقيداً المرتبطة بالكسر الهيدروليكي العالي الحجم، وغالباً ما تكون المياه المنتجة ملوحة جداً (برين)، تحتوي على مواد صلبة مفصولة تماماً في كثير من الأحيان عن المياه البحرية، وكذلك المعادن الثقيلة والمواد المشعة التي تحدث بصورة طبيعية، والمواد الكيميائية المكسورة.

Induced Seismicity from Deep Well Injection

الطريقة الرئيسية للتخلص من المياه المستعملة هي الحقن في آبار التخلص من الدرجة الثانية، حتى وقت قريب، كان هذا يعتبر حلاً آمناً ودائماً، لكن الزيادة الحادة في نشاط الزلازل، خصوصاً في أوكلاهوما وأجزاء من كانساس وتكساس، كانت مرتبطة علمياً بضخ المياه المستعملة إلى صخور قاعية كبيرة،

الطوابع السطحية ومقاطعة الليغاتي

وتشكل تسرب مياه الصرف من خزانات التخزين أو حوادث الشاحنات أو تسربات الأنابيب خطرا مباشرا على المياه السطحية والتربة، ويمكن أن تؤدي الملوحة الشديدة ومكونات السمية من الصخور إلى قتل النبات ومصادر مياه الشرب الملوثة، وتتطلب تنظيفا باهظا الثمن، وتنظم آلاف الأميال من طرق الشاحنات وخطوط الأنابيب، فضلا عن عشرات الآلاف من صهاريج التخزين، تشكل تحديا لوجستيا.

نقل المياه المستعملة

ويعتمد نقل المياه المستعملة من مواقع جيدة إلى مرافق العلاج أو التخلص منها اعتماداً كبيراً على الشاحنات، مما يخلق سلسلة من الآثار الثانوية: زيادة حركة المرور، والضرر على الطرق، والضوضاء، وتلوث الهواء (عادم الديزل)، وخطر وقوع الحوادث، فالخطوط الإلكترونية بديل أكثر أماناً، ولكنها تتطلب استثمارات كبيرة في رأس المال والموافقة التنظيمية، كما أن تطوير الهياكل الأساسية الإقليمية للمياه المستعملة هدف تنظيمي هام للتقليل إلى أدنى حد من المخاطر المرتبطة بالنقل.

الحدود التكنولوجية في إدارة المياه

وتتطلب مواجهة التحديات التنظيمية والبيئية استمرار الابتكار في تكنولوجيات إدارة المياه.

نظم إعادة تدوير المياه وإعادة استخدامها

وقد أصبح تناول التدفق وإعادة استخدام المياه في عمليات الكسور اللاحقة أمراً شائعاً، مما يقلل من الطلب على المياه العذبة وحجم المياه التي تتطلب التخلص منها، فالتكنولوجيات مثل التحلل الحراري، والارتداد بالأوسموم، والتدفق المتطور يمكن أن تعالج مياه عالية التقلبات، وإن كانت متغيرات كثيفة التكلفة، فاللوائح التي تسمح بعمليات إعادة التدوير أو توفر حوافز لإعادة الاستخدام يمكن أن تعجل باعتماد هذه التكنولوجيات.

استخدام مصادر المياه غير العذبة

ويتزايد استكشاف المشغلين لاستخدام مصادر المياه البديلة، مثل المياه الجوفية البراكية (طبقات المياه الجوفية غير الصالحة للشرب أو الزراعة) أو المياه المستعملة البلدية المعالجة، إذ أن استخدام هذه المصادر يقلل من الضغط على إمدادات المياه العذبة، ويجب أن تحدد اللوائح الفعالة بوضوح معايير جودة المياه لاستخدامات مختلفة، وأن توفر سبلا تسمح بها هذه المصادر الجديدة للإمداد.

تكنولوجيات التفريغ غير المائي والخفيف

ويجري تطوير ونشر تكنولوجيات التفريغ التي تستخدم مياها أقل بكثير أو لا مياه على الإطلاق في بعض المناطق، ومن الأمثلة على ذلك استخدام الجيل البروباني أو رغوة ثاني أكسيد الكربون أو النيتروجين كسائل مسبب للكسر، وهذه التكنولوجيات تتعدى على مصادر المياه وتحديات المياه المستعملة كليا، ولكن لها حدود اقتصادية وتشغيلية خاصة بها، ويمكن أن يشجع اليقين التنظيمي الاستثمار في هذه التكنولوجيات المبتكرة.

الأبعاد الصحية البشرية والبيئية

إن تنظيم استخدام المياه في التعبئة ليس مجرد مسألة تقنية؛ بل له آثار عميقة على صحة الإنسان والبيئة.

الأثر على المجتمعات المحلية والصحة العامة

وكثيرا ما تُبلغ المجتمعات المحلية التي تعيش بالقرب من النفط والغاز العاليي عن شواغلها بشأن نوعية المياه ونوعية الهواء والضوضاء، وقد وجدت الدراسات رابطات بين تكسير النشاط والمسائل الصحية مثل الربو، والمشاكل التنفسية، ونتائج الولادة الضارة، كما أن شواغل العدالة البيئية بعد هام، حيث أن المجتمعات المهمشة والضعيفة الدخل غالبا ما تكون غير متناسبة في أماكن قريبة من حقول النفط والغاز، ويجب أن ينظر التنظيم الفعال في الآثار التراكمية لأرباب متعددة على المجتمع المحلي.

Ecosystem Stress and Stream Flow Depletion

ويمكن أن تقل مستويات المياه السطحية من أجل الكسر، ولا سيما في المجاري المائية الصغيرة التي تتسم بأهمية حاسمة بالنسبة للنظم الإيكولوجية المائية، وتعتمد الأسماك وغيرها من الحياة المائية على تدفقات متسقة من المياه من أجل التسرب والتغذية والهجرة، وتعد تقييمات التدفق البيئي أداة تنظيمية حاسمة ولكنها كثيرا ما تغفلها، وبالمثل، يمكن لسحب المياه الجوفية أن يقلل من جداول المياه، مما يؤثر على الينابيع والأراضي الرطبة، وتدفقات القاعدة التي تحافظ على النظم الإيكولوجية خلال فترات الجفاف.

الطريق إلى الأمام: بناء نظام تنظيم القرن الحادي والعشرين

وتتطلب معالجة التحدي المعقد المتمثل في تنظيم استخدام المياه في استخراج النفط والغاز تحولا نحو إدارة أكثر شمولا وتكيفا وشفافية، ولن تكفي سياسة واحدة، ولكن مجموعة من النهج يمكن أن تحدث فرقا كبيرا.

تخطيط إدارة المياه على مدار الحياة

وينبغي أن يطلب من الجهات التنظيمية من الجهات الفاعلة تقديم خطط شاملة لإدارة المياه قبل الموافقة على تصاريح الحفر، وينبغي أن تغطي هذه الخطط دورة حياة المياه بأكملها: المصادر (الكمية ونوع المصدر)، والاستخدام (الإضافات الكيميائية)، والإدارة (خطط إعادة التدوير)، والتخلص (القدرات الجيدة أو خيارات العلاج) وهذا يتجاوز التصاريح الجزئية للتقييم الكلي لآثار استخدام المياه.

الإدارة التكيفية والرصد المستمر

ويجب أن تكون اللوائح قادرة على التكيف مع المعلومات العلمية الجديدة والمخاطر الناشئة، إذ أن تجربة السيزمية المستحثة هي حالة من الكتب المدرسية للإدارة التكييفية، حيث أن تكنولوجيا الرصد تتحسن (مثل أجهزة الاستشعار الكيميائية في الوقت الحقيقي، والرصد الساتلي لمستودعات التخزين والخزانات)، ينبغي أن تتطور الأنظمة لتشمل هذه الأدوات الجديدة، ومن الضروري إجراء اختبارات مرجعية لنوعية المياه والرصد المستمر بالقرب من مواقع الحفر.

تعزيز الشفافية والوصول العام إلى البيانات

وتعزز الثقة العامة عندما تكون البيانات متاحة، وينبغي للدول أن تستثمر في تحديث نظمها لجمع البيانات لضمان الإبلاغ عن كميات استخدام المياه، وكميات التخلص من المياه المستعملة، والكشف عن المواد الكيميائية في شكل موحد قابل للقراءة آلياً، وإتاحتها على الإنترنت في وقت قريب من الوقت الحقيقي، كما أن الاستعراض العلمي المستقل للبيانات الصناعية حيوي أيضاً لتنظيم موثوق به.

إدماج سياسة الطاقة والمياه

وقد وضعت سياسة الطاقة وسياسة المياه في الماضي في عزلة، فالصلة بين الطاقة المائية تتطلب نهجا أكثر تكاملا، وهذا يعني أن خطط تنمية الطاقة ينبغي أن تفسر بوضوح مدى توافر المياه واستدامتها، وعلى العكس من ذلك، يجب أن تُحسب خطط إدارة المياه لتصورات تنمية الطاقة في المستقبل، وأن الانتقال إلى ما بعد الحكم الحريري أمر أساسي.

إن تنظيم استخدام المياه في التعبئة هو تحد معقد ومتطور، ويتطلب تحقيق التوازن بين أمن الطاقة والتنمية الاقتصادية والإدارة البيئية والحاجة الأساسية إلى المياه النظيفة والوفيرة، وفي حين أن العقبات الهامة لا تزال قائمة، فإن بناء نظام تنظيمي قوي وقائم على العلم وشفاف أمر ضروري ويمكن تحقيقه على حد سواء.