Para encontrar un antiguo pozo de fugas de metano, los investigadores miran hacia atrás en la historia

Natalie Pekney y Jim Sams están recorriendo los Estados Unidos en busca de tesoros que preferirían que no existieran: pozos de petróleo y gas sin documentar, algunos tan viejos que las hojas los han cubierto y ocultan el daño ambiental que representan. Como cualquier buen explorador, el equipo necesitaba mapas confiables, mapas que estaban construyendo, en parte con documentos históricos.

Fotos y dibujos antiguos combinados con nuevos datos recopilados mediante sensores remotos ayudan a Pekney, ingeniero del Laboratorio Nacional de Tecnología Energética (NETL) de EE. UU., y a Sams, geólogo de la empresa de tecnología de la información Leidos, a navegar como si fueran algunos de los primeros del país. petróleo y gas Los propios exploradores de gas natural. «Cuando vas a un campo y tratas de encontrar un pozo, puede ser realmente abrumador», dijo Peckney. Cuanto mejor sea su mapa, más fácil será buscar. «Agrega confianza de que si voy a las coordenadas aquí, puedo encontrar un pozo».

Puede haber cientos de miles de pozos que no están conectados ni registrados con el gobierno, según datos de 21 agencias estatales que respondieron a la encuesta de la Comisión del Pacto Interestatal de Petróleo y Gas de 2023. Los pozos sin sellar que ellos y su equipo descubrieron en NETL aún podrían emitir el potente gas de efecto invernadero metano o amenazar con contaminar las aguas subterráneas, lo que podría ayudar a crear un conjunto de datos más completo para que las agencias ambientales estatales decidan qué pozos están causando el mayor daño, qué pozos necesitan ser sellado primero.

Pekney y Sams se encuentran entre varios equipos de investigación gubernamentales y universitarios que ayudan a excavar estos pozos abandonados. Las fugas de metano a la atmósfera son peligrosas con el tiempo, y la EPA estima que cada pozo destapado libera más de 100 kilogramos de gas por año. Una preocupación de salud más inmediata son los líquidos y gases que pueden migrar a los sedimentos de las aguas subterráneas, dice Mary Kang, ingeniera civil de la Universidad McGill. Por ejemplo, de 1983 a 2007, el Departamento de Recursos Minerales de Ohio identificó 41 incidentes de contaminación de aguas subterráneas por fugas de pozos huérfanos, mientras que la Comisión de Ferrocarriles de Texas identificó 30 incidentes similares entre 1993 y 2008. pregunta.

«Yo diría que el agua subterránea es probablemente mi mayor preocupación», dijo Kang. «No sabemos absolutamente nada sobre el alcance de las emisiones de metano de estos pozos, pero sabemos muy poco sobre el impacto en las aguas subterráneas».

Los pozos olvidados captaron la atención nacional a principios de este año cuando el proyecto de ley de infraestructura del presidente Joe Biden reservó $ 1.150 millones para que los estados los sellaran adecuadamente.

Cómo encontrar el pozo escondido

En el primer siglo de la perforación de petróleo y gas en los EE. UU., la práctica de tapar pozos era prácticamente inexistente. «Estados Unidos no tiene ningún tipo de estructura reguladora ambiental. No es lo mismo en absoluto», dijo Ron Bishop, experto en materiales peligrosos de la Universidad Estatal de Nueva York en Oneonta. Por ejemplo, Nueva York aprobó su primera legislación que requería el bloqueo de pozos en 1879, pero la ley no se hizo cumplir, excepto por una enmienda tres años después que otorgó a los ciudadanos denunciantes una parte de las multas impuestas. Si el equipo de perforación cumplió, una gran suposición, podrían haber empujado troncos de árboles o bolas de boliche por el pozo, lejos de una forma efectiva de sellar la fuga de gas.

No fue sino hasta la década de 1950 que los tapones de cemento para pozos se volvieron comunes. No fue sino hasta principios de la década de 1970 que Nueva York trabajó con el Departamento de Protección Ambiental de Nueva York para otorgar a cualquier agencia estatal los poderes, las personas y los fondos necesarios para seguir el crecimiento de la industria, dijo Bishop.

Trabajadores de la fundación sin fines de lucro Well Done Foundation tapan un pozo de petróleo abandonado que pierde metano en Bradford, Pensilvania. El pozo fue perforado a fines del siglo XIX y abandonado hace 50 años.

Foto de Jim West, Alamy

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La investigación aún tiene que concluir sobre cómo la edad de un pozo afecta la cantidad de metano que libera. Los datos limitados disponibles mostraron resultados contradictorios, dijo Kang, quien evaluó qué calidades de pozo conducirían a más emisiones de metano. Además, «un pozo puede tener altas emisiones de metano, pero eso no te dice qué le está haciendo al agua subterránea. Un pozo que no emite metano es realmente malo para el agua subterránea», dijo Kang. Pero, en promedio, los pozos bloqueados emitieron menos gases de efecto invernadero a la atmósfera, dijo.

Si los estados quieren saber qué pozos representan la mayor amenaza para el medio ambiente, primero deben saber cuántos se están perforando. Para determinar esto, Pekney y Sams crearon y armaron un mapa del área de estudio. El objetivo del proceso de varios pasos es encontrar tantas pistas como sea posible sobre dónde podrían estar los pozos olvidados y desconectados. Primero, el equipo recopiló mapas actuales del área de estudio disponibles para las agencias federales y estatales. Por ejemplo, los mapas topográficos del Servicio Geológico de EE. UU. marcan el terreno, las carreteras y los caminos, mientras que los condados o municipios pueden proporcionar mapas de la línea de propiedad más cercana.

Luego, el equipo de NETL voló drones equipados con equipos de medición especiales para hacer sus propios mapas del área sobre el área de estudio. Los detectores de campo electromagnético identifican restos de pozos metálicos, que aparecen como bultos en el paisaje. Para encontrar pozos con tubos de madera, utilizados en los primeros días de la industria del petróleo y el gas a principios del siglo XIX, o aquellos que carecían de brocas de metal, el equipo de NETL exploró las depresiones en busca de señales. Una encuesta LiDAR, que iluminó el suelo con un haz de luz y registró el tiempo que tardó cada disparo en reflejarse en el dispositivo, resaltó cada césped debajo de la vegetación. Una hendidura en forma de piruleta puede indicar un pozo de colapso circular y una almohadilla de pozo larga y angosta al lado.

Finalmente, Sams busca mapas antiguos, fotos e ilustraciones relacionadas con el área.

Sams descubrió que algunas fuentes confiables de material más antiguo eran archivos recopilados por el Programa Federal de Documentos. Por ejemplo, el Servicio Geológico de EE. UU. ha digitalizado los atlas topográficos que ha creado desde 1884. En la década de 1930, el USDA comenzó a construir su propia biblioteca de fotografías aéreas de propiedades, a veces capturando infraestructura de pozos y caminos de servicio. Una simple búsqueda en Internet también puede ayudar. Así fue como Sams descubrió la colección de mapas de David Rumsey y varios mapas en la Biblioteca del Congreso que también muestran líneas de propiedad, edificios, caminos y más de diferentes épocas.

Una vez recopilados y medidos, Peckney y Sams conectaron todos los mapas que habían acumulado en un programa de software que intercalaba todo para que los datos pareciera que provenían de arriba. Todos los elementos del mapa que el equipo muestra en el software aparecen uno encima del otro o uno al lado del otro, como si se transpusieran en un solo documento.

Dado que parte del tesoro de datos incluye fotos que capturan la infraestructura terrestre, Sams se basará en las características hechas por el hombre en las imágenes, como las intersecciones de carreteras, para orientar correctamente las fotos en el paisaje actual. A partir de ahí, puede asignar coordenadas geográficas modernas a elementos de interés que quizás no vea en una caminata. Por ejemplo, los viejos caminos de servicio pueden mapearse e incluso vislumbrarse en fotografías tomadas cuando el bosque aún no estaba cubierto de surcos. Con la ayuda de los estudios LiDAR que detectaron zanjas de transporte cubiertas de maleza, Pekney y Sams a menudo siguieron viejos caminos directamente hacia las tuberías de los pozos oxidados.

El pozo de petróleo abandonado de un siglo de antigüedad en Tunungwant Creek en Bradford tiene fugas de metano. The Well Done Foundation se ha comprometido a abordar este problema.

Foto de Jim West, Alamy

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foto rara

En ninguna parte el registro histórico ha guiado mejor al dúo que en Oil Creek State Park. En 1859, Edwin Drake se convirtió en el primer explorador en esa tierra en el noroeste de Pensilvania, excavando tuberías lo suficientemente profundas en el suelo para liberar grandes cantidades de petróleo. Su éxito provocó un frenesí de imitadores. La historia local en ese momento dice que en cuatro meses en 1861, los buscadores excavaron 665 nuevos pozos de petróleo en el área.

Aquellos que quieren enriquecerse están desesperados por desarrollar nuevas bolsas de petróleo, sacando troncos de árboles de la tierra y enterrándolos entre plataformas de perforación y viviendas temporales. Gracias a John Mather, hoy cualquiera puede ver la devastación. En 1860, el fotógrafo remolcó su equipo a las prósperas ciudades del noroeste de Pensilvania, capturando trabajadores y cambiando paisajes. «En Oil Creek, John Mather estaba filmando todo», dijo Sams. «El trabajo que hace es increíble».

En un proyecto para identificar pozos en el área, Sams se puso en contacto con el Museo Drake Well, que compartió sus archivos con el equipo, incluidas las fotos de Mather. «Me pregunto si se da cuenta de lo útil que será en 100 años”, dijo Sams. “De hecho, podemos ver la torre de perforación de petróleo en la ladera y buscarla en su foto”.

Caminar a través de antiguos puntos críticos de perforación y ver los restos por sí mismos es la forma en que Peckney y Sams verifican la existencia de pozos sospechosos. Usando sus mapas en capas y las fotos de Mather, el equipo de NETL identificó 245 pozos dentro y alrededor del Parque Estatal Oil Creek. Una prueba de metano de 210 de ellos mostró que 21 estaban liberando el gas. Todos menos uno no tienen tapón de hormigón.

Pekney y Sams sabían que la riqueza de información disponible en el sitio del primer auge petrolero del país era rara. Pero la búsqueda de otros documentos históricos útiles es parte de su despliegue a nivel nacional. El equipo está realizando o realizará pronto investigaciones similares en Kentucky y Nueva York. Los colegas de otros laboratorios nacionales buscarán pozos en otras partes del país, ya que la Ley de Infraestructura Bipartidista asigna $30 millones para consorcios de investigación dedicados al trabajo.

Algunos pueden optar por implementar fondos de taponamiento limitados de manera diferente, con menos énfasis en identificar cada pozo en el paisaje. «Podría tratar de hacer algo con los pozos donde sabemos dónde están», dijo Bishop. Pero si los equipos de laboratorio nacionales pueden simplificar sus protocolos, entonces quizás las agencias ambientales estatales puedan adoptar el proceso para identificar pozos más rápidamente y crear una lista de los pozos más importantes, dijo Pekney.

No importa qué estrategia de gestión se emplee, es imposible tapar un pozo que nadie conoce. Esa es parte de la razón por la cual el equipo de NETL acepta todo tipo de sugerencias sobre pozos potenciales. El laboratorio mantiene un portal de presentación para recibir sugerencias del público y también está abierto a otras fuentes de información. A principios de este año, los propietarios de la propiedad de Nueva York que el equipo estaba inspeccionando descubrieron mapas del área, más antiguos que los registros que tenía el equipo, mientras limpiaban, dijo Peckney.

“Tal vez los mapas se entregaron a varias agencias estatales”, dijo Peckney, “pero creo que los propietarios tienen propiedades muy antiguas que se remontan a 100 años, tal vez tengan algo de esa información”.