Las fuentes radiactivas se utilizan para registrar 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]
Uso de fuentes radiactivas para la tala
Las fuentes radiactivas selladas se utilizan habitualmente en la evaluación de formaciones de pozos fracturados hidráulicamente y no fracturados. Las fuentes se introducen en el pozo como parte de las herramientas de registro de pozos y se extraen 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 . Esto bombardea la formación con rayos gamma de alta energía . La atenuación de estos rayos gamma da una medida precisa de la densidad de formación; Esta ha sido una herramienta estándar para campos petrolíferos desde 1965. Otra fuente es la fuente de neutrones de americio berilio (Am-Be) que se utiliza 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 directrices de la Agencia Internacional de Energía Atómica (OIEA), 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' significa que los problemas de seguridad se consideran importantes. No hay riesgo para el público ni para los suministros de agua en condiciones normales de uso. Se transportan a un pozo en contenedores blindados, lo que significa que la exposición al público es muy baja, mucho más baja que la dosis de radiación de fondo en un día.
Radiotrazadores y marcadores
La industria del petróleo y el gas en general utiliza sólidos radiactivos no sellados (polvo y formas 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 la medición del caudal para diversos fines. Un estudio de 1995 encontró que los trazadores radiactivos se utilizaron 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 se elija para que tenga una radiación fácilmente detectable, propiedades químicas apropiadas y una vida media y un nivel de toxicidad que minimice la contaminación inicial y residual. [3] Los operadores deben asegurarse de 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 El área no restringida no excederá de 0.02 mSv (2 mrem) en una hora. Están obligados a proteger el material con licencia almacenado del acceso, eliminación o uso por parte de personal no autorizado y controlar y mantener una vigilancia constante del material con licencia cuando esté en uso y no en almacenamiento. [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 El xenón-133 fue el más utilizado por 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]
Nucleido | Formulario | Actividad |
---|---|---|
Yodo-131 | Gas | 100 milicurios (3,7 GBq) en total, sin superar los 20 mCi (0,74 GBq) por inyección |
Yodo-131 | Líquido | 50 milicurios (1,9 GBq) en total, sin superar los 10 mCi (0,37 GBq) por inyección |
Iridio-192 | Arena frac "etiquetada" | 200 milicurios (7,4 GBq) en total, sin superar los 15 mCi (0,56 GBq) por inyección |
Plata-110m | Líquido | 200 milicurios (7,4 GBq) en total, sin superar los 10 mCi (0,37 GBq) por inyección |
En la fracturación hidráulica, se pueden agregar gránulos de plástico recubiertos con Silver-110m o arena marcada con Iridium-192with a un apuntalante cuando sea necesario para evaluar si un proceso de fracturación ha penetrado rocas en la zona productiva. [4] Es posible que se lleve algo de radiactividad a la superficie en la boca del pozo durante la prueba para determinar el perfil de inyección y la ubicación de las fracturas. Normalmente, 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 superficie. [3]
Regulación en los EE. UU.
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 EE. UU. Establece estándares de radiactividad para el agua potable. [6] Los reguladores federales y estatales no requieren que las plantas de tratamiento de aguas residuales que aceptan aguas residuales de pozos de gas realicen pruebas de radiactividad. En Pensilvania, donde comenzó el auge de perforación de fracturación hidráulica 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 determinados lugares e instalaciones centralizadas de tratamiento de aguas residuales para realizar pruebas de radionucleidos. [7] [8] [9]
Ver también
Referencias
- ^ Reis, John C. (1976). Control Ambiental en Ingeniería del Petróleo. Editores Profesionales del Golfo.
- ^ K. Fisher y otros, "Un estudio completo del análisis y los beneficios económicos de los procedimientos de estimulación diseñados con trazador radiactivo", Sociedad de ingenieros del petróleo , documento 30794-MS, octubre de 1995.
- ^ a b c d Protección radiológica y gestión de residuos radiactivos en la industria del petróleo y el gas (PDF) (Informe). Agencia Internacional de Energía Atómica. 2003. págs. 38–40 . Consultado el 20 de mayo de 2012 .
Se pueden utilizar
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 se puedan utilizar 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 ser identificado y medido. ... Para ayudar a la detección de cualquier derrame de soluciones de los emisores beta 'suaves', a veces se les añade un emisor gamma de vida media corta como 82 Br ...
- ^ a b c d e f Jack E. Whitten, Steven R. Courtemanche, Andrea R. Jones, Richard E. Penrod y David B. Fogl (División de Seguridad Nuclear Médica e Industrial, Oficina de Seguridad y Salvaguardias de Materiales Nucleares) (junio de 2000). "Orientación consolidada sobre licencias de materiales: orientación específica del programa sobre licencias de estudios de registro de pozos, trazadores e inundaciones de campo (NUREG-1556, volumen 14)" . Comisión Reguladora Nuclear de EE . UU . Consultado el 19 de abril de 2012 .
etiquetado Frac Sand ... Sc-46, Br-82, Ag-110m, Sb-124, Ir-192
CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace ) - ^ Dina Murphy y Larry Huskins (8 de septiembre de 2006). "carta presentada en el Departamento de Medio Ambiente, New Brunswick, CA" (PDF) . Penobsquis, gobierno de CA: 3 . Consultado el 29 de julio de 2012 .
El 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|journal=
( ayuda ) - ^ US EPA, ¿ son las regulaciones de la EPA para el agua potable para los radionúclidos? ¿Cuáles son las regulaciones de la EPA sobre el agua potable para los radionúclidos? , consultado el 15 de septiembre de 2013.
- ^ a b Urbina, Ian (26 de febrero de 2011). "Regulación laxa como el agua contaminada de los pozos de gas golpea los ríos" . The New York Times . Consultado el 22 de febrero de 2012 .
El nivel de radiactividad en las aguas residuales a veces ha sido cientos o incluso miles de veces el máximo permitido por la norma federal para el agua potable.
- ^ Shawn M. Garvin (7 de marzo de 2011). "Carta a PADEP re: Marcellus Shale 030711" (PDF) . EPA . Consultado el 11 de mayo de 2012 .
... varias fuentes de datos, incluidos los informes requeridos por 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 en los pozos de producción de gas) contienen concentraciones variables y, a veces, altas de materiales que pueden presentar una amenaza para la salud humana y el medio ambiente acuático, incluidos los radionúclidos ... 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 la calidad del agua potable deficiente para los usuarios aguas abajo, o dañar la vida acuática ... Al mismo tiempo, es igualmente fundamental 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|journal=
( ayuda )Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace ) - ^ Ian Urbina (7 de marzo de 2011). "EPA intensifica el escrutinio de la contaminación en los ríos de Pensilvania" . The New York Times . Consultado el 23 de febrero de 2012 .