Анализ потенциальных экологических рисков при применении способа гидроразрыва пласта

Гидравлический разрыв пласта широко применяется для добычи нефти и сланцевого газа, однако имеет серьезные экологические риски. В работе выполнен обзор актуальных научных данных об экологических последствиях гидроразрывов пластов и методах их снижения. Выявлено, что основные риски включают загрязнение подземных и поверхностных вод химическими реагентами и метаном, индуцированную сейсмичность, выбросы парниковых газов и токсичных веществ в атмосферу, а также нарушения экосистем. Приводятся задокументированные случаи миграции метана в питьевые водоносные горизонты рядом со скважинами, загрязнения рек сточными водами от гидроразрыва пласта, накопления радионуклидов на местах хранения отходов и возникновения землетрясений, спровоцированных закачкой жидкостей. Обсуждаются лучшие практики и технологии минимизации последствий: обеспечение целостности скважин, очистка и повторное использование сточных вод, мониторинг сейсмической активности и системы «светофора» для остановки работ при толчках, использование менее токсичных реагентов и строгие экологические нормы. Сделан вывод, что при надлежащем контроле и внедрении указанных мер можно существенно снизить экологические риски гидроразрыва пласта, обеспечивая более устойчивое освоение углеводородных ресурсов.

Маслов А. М., Орлов А. С. Анализ потенциальных экологических рисков при применении способа гидроразрыва пласта // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2026. – № 1. – С. 59–70. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_1_0_59.

Маслов Андрей Михайлович — аспирант, НИТУ МИСИС, e-mail: maslov99-99@yandex.ru, ORCID ID: 0009-0003-0323-4072,
Орлов Алексей Станиславович — аспирант, НИТУ МИСИС, e-mail: alorlov13@gmail.com, ORCID ID: 0009-0008-4037-4249.

Орлов А.С., e-mail: alorlov13@gmail.com.

1. Portnov V., Mindubayev A., Golik A., Suleimenov N., Zakharov A., Madisheva R., Kolikov K., Imanbaeva S. Risk assessment of sudden coal and gas outbursts based on 3D modeling of coal seams and integration of gas-dynamic and tectonic parameters // Fire. 2025, vol. 8, no. 6, article 234. DOI: 10.3390/fire8060234.

2. Zhai L., Xun Y., Liu H., Qi Bo, Wu J., Wang Ya., Chen Ch. An investigation of hydraulic fracturing initiation and location of hydraulic fracture in perforated oil shale formations // Scientific Reports. 2025, vol. 15, article 4196. DOI: 10.1038/s41598-025-88774-y.

3. Zeng F., Du X., Guo J., Zhang Yu., Chen Zh. Fracturing pressure prediction model based on temporal and spatial feature fusion in hydraulic fracturing // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2025. DOI: 10.1007/s00603-025-04783-3.

4. Batugin A., Kobylkin A., Kolikov K., Ivannikov A., Musina V., Khotchenkov E., Zunduijamts B., Ertuganova E., Krasnoshtanov D. Study of the migrating mine gas piston effect during reactivation of tectonic faults // Applied Sciences. 2023, vol. 13, no. 21, article 12041. DOI: 10.3390/app132112041.

5. Chen F., Wei D., Shi B., Gao Ch., Liu Y., Li B., Wang Zh. Fracture initiation and propagation in hydraulic fracturing of tight reservoirs // Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 2025. DOI: 10.1007/s10553-025-01942-8.

6. Yan J., Song X. Experimental analysis of hydraulic fracturing for fracture network formation in coal beds // Scientific Reports. 2025, vol. 15, article 21440. DOI: 10.1038/s41598-025-06745-9.

7. Faisal Ur Rahman Awan, Alireza Keshavarz, Hamed Akhondzadeh, Sarmad Al-Anssari, Ahmed Al-Yaseri, Ataollah Nosrati, Muhammad Ali, Stefan Iglauer Stable dispersion of coal fines during hydraulic fracturing flowback in coal seam gas reservoirs — An experimental study // Energy & Fuels. 2020, vol. 34, no. 5, pp. 5566−5577. DOI: 10.1021/acs.energyfuels.0c00045.

8. Wu J., Zhang Sh., Cao H., Zheng M., Qu F., Peng C. Experimental investigation of crack dynamic evolution induced by pulsating hydraulic fracturing in coalbed methane reservoir // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2020, vol. 75, article 103159. DOI: 10.1016/j.jngse.2020.103159.

9. Lu S., Wang S., Liu H., Li R., Dong Q., Xiao Y., Shen P. Analysis of the influence of natural fracture system on hydraulic fracture propagation morphology in coal reservoir // Journal of the China Coal Society. 2020, vol. 45, no. 7, pp. 2590—2601. DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.DZ20.0859.

10. Tong L., Liu D. A review of environmental issues caused by hydraulic fracturing of shale gas // Discover Applied Sciences. 2025, vol. 7, article 588. DOI: 10.1007/s42452-025-07122-x.

11. Zhao K., Liu C., Hua Y., Feng Ya., Sun X., Zhang C. Permeability enhancement simulation of hydraulic fracturing in underlying coal seams in goaf // Geomechanics and Geophysics for Geo-Energy and Geo-Resources. 2025, vol. 11, article 86. DOI: 10.1007/s40948-025-01016-3.

12. Вознесенский А. С., Кидима-Мбомби Л. К. Формирование синтетических структур и текстур горных пород при их моделировании в среде COMSOL Multiphysics // Горные науки и технологии. — 2021. — Т. 6. — № 2. — С. 65—72. DOI: 10.17073/2500-0632-2021-2-65-72.

13. Akbari A., Karami A., Kazemzadeh Y., Ranjbar A. Evaluation of hydraulic fracturing using machine learning // Scientific Reports. 2025, vol. 15, article 26926. DOI: 10.1038/s41598-025-12392-x.

14. Kang H., Xia Y., Feng M., Lu Ch., Gao F. Case study of hydraulic fracturing for coal burst risk mitigation // International Journal of Coal Science & Technology. 2025, vol. 12, article 61. DOI: 10.1007/s40789-025-00812-2.

15. Куликова Е. Ю., Сергеева Ю. А. Концептуальная модель минимизации риска загрязнения водных ресурсов Кемеровской области // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 6-1. — С. 107—118. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-61-0-107-118.

16. Liu J., Yang Z., Yi L., Yi D., Li X. Coupled thermo-hydro-mechanical cohesive phase-field model for hydraulic fracturing in deep coal seams // Applied Mathematics and Mechanics. 2025, vol. 46, pp. 663—682 DOI: 10.1007/s10483-025-3236-7.

17. Li Z., Luo Z. Environmental impact of hydraulic fracturing on groundwater by isotope composition and hydrochemistry // Environmental Earth Sciences. 2024, vol. 83, article 580 DOI: 10.1007/s12665-024-11868-9.

18. Куликова Е. Ю., Баловцев С. В., Скопинцева О. В. Управление геотехническими рисками в шахтном и подземном строительстве // Устойчивое развитие горных территорий. — 2025. — Т. 17. — № 1. — С. 556—563. DOI: 10.21177/1998-4502-2025-17-1-556-563.

19. Куликова Е. Ю., Баловцев С. В., Скопинцева О. В. Комплексная оценка геоэкологических рисков при ведении открытых и подземных горных работ // Устойчивое развитие горных территорий. — 2024. — Т. 16. — № 1. — С. 205—216. DOI: 10.21177/1998-4502-2024-16-1-205-216.

20. Wang H., Li J., Wen M., Zhang Y. Influence of hydraulic fracturing and stress unloading on fracture propagation in deep seam excavation // Geotechnical and Geological Engineering. 2025, vol. 43, article 148. DOI: 10.1007/s10706-025-03112-3.

21. Куликова А. А. Новый подход к оценке выбросов от горных предприятий с учетом углеродного следа // Устойчивое развитие горных территорий. — 2023. — Т. 15. — № 4. — С. 825—832. DOI: 10.21177/1998-4502-2023-15-4-825-832.

22. Ren S., Li X., Liang S., Li Zh., Li Ch., Luo H. Three-dimensional collaborative hydraulic fracturing control for thick hard roofs: mechanism, simulation, and field application in Yadian Coal Mine // Geomechanics and Geophysics for Geo-Energy and Geo-Resources. 2025, vol. 11, article 114. DOI: 10.1007/s40948-025-01033-2.