Effects of water based drilling muds on recolonization of sandy soft bottom communities

Abstract

Dette studiet er en del av et større forskningsprosjekt, Parameterisation of the Environmental Impacts on Bottom Fauna of Water-based Drilling Fluids and Cuttings - Field and Mesocosm Experiments (PEIOFF-FAME). Målet med studiet var å undersøke påvirkningen fra vannbasert borekaks på rekolonisering bentiske økosystem. Borekaks fra olje- og gassinnstallasjoner inneholder oljebasert, syntetisk eller vannbasert boreslam. I dag er kun vannbasert tillatt å slippe ut. Det er forventet at borekaks fra vannbasert boreslam gir minimalt med skade på livet rundt oljeplattformene, men dette har ikke blitt testa ved eksperiment i felt. Min tilnærming til problemstillingen var et felteksperiment hvor sandholdig sediment ble behandlet for å være uten dyr og vannbasert borekaks ble tilsatt som substrat bunnslående bentiske larver og deretter plassert på havbunnen. Innsamling av sediment til eksperimentet ble foretatt in Oslofjorden i mars 2007. Borekaksen ble tilsatt i 0, 6 og 24 mm tykkelse som et topplag i de eksperimentelle boksene. Fire eksperimentelle rammer ble satt ut på 60 m dybde den 21. mars og tatt opp 6 måneders senere, den 24. september samme år. Dataene ble undersøkt ved univariate og multivariate statistiske metoder. Polychaeten Ophelina acuminata viste en signifikant nedgang i abundans som en funksjon av tykkelse av tilsatt borekaks, og det var en gjennomgående negativ trend i rekolonosering som funksjon av behandling. Echiura-arten Echiurus echiurrus viste en svak positiv trend som funksjon av behandling, noe som var nær signifikant. Det var også en svak positiv trend for antall taxa og for Hurlberts rarefaction diversitetsindeks. Det var ingen gruppering av boksene med testsedinment som en funksjon av behandling, men det var en klar gruppering som funksjon av ramme. Testsedimentet hadde en klart større kornstørrelse enn borekaksen, mens kornstørrelsen i det fine materialet var mer lik borekaksen. Analyse av oksygenpenetrasjondsdypet viste en svak negativ trend som funksjon av tilsatt borekaks. Det er mulig at samfunn under etablering ikke er så sensitiv som etablerte samfunn. Siden det likevel var en negativ trend som funksjon av tilsatt borekaks er det ikke umulig at naturlig variasjon dekker over påvirkning fra borekaksen i felt.

t This study is part of a larger research project, Parameterisation of the Environmental Impacts on Bottom Fauna of Water-based Drilling Fluids and Cuttings – Field and Meso- cosm Experiments (PEIOFF-FAME). The goal was to investigate the impact of drill cut- tings when drilling with water-based drilling fluids on recolonization of a benthic ecosys- tem. Drill cuttings from oil and gas installations contain either oil-based, synthetic or water-based muds. Today only cuttings from water-based muds are allowed to be dis- charged. Drill cuttings from water-based muds are expected to cause only minimal dam- age to the biota surrounding the installations offshore, but this statement has not been tested experimentally in the field. My approach was a field experiment where defaunated sandy sediment treated with water-based cuttings was deployed at the seafloor as substrate for settling benthic larvae. Test sediment was sampled in the Oslofjord in March 2007. Drill cuttings were added in a pattern of 0, 6 and 24 mm top layer in the boxes. Four experimental frames were de- ployed at 60 m depth on 21st of March and recaptured 6 months later on 24th of septem- ber. The data were investigated by univariate and multivariate statistical techniques. The polychaet Ophelina acuminata showed a significant decline in abundance as a function of layer thickness of drill cuttings, and there was an overall negative trend in recolonization with treatment. The echuiuran Echiurus echiurus showed a weak positive trend which was close to significant. A weak positive trend was also found for number of taxa and for the Hurlbert’s rarefaction diversity index. There was no grouping of the boxes of test sediment as function of treatment, but there was a clear grouping as a function of frame. The test sediment had a markedly larger grain size than the drill cuttings, while the grain size in the fine material was similar to the drill cuttings. Analysis of the oxygen penetration depth showed a weak negative trend as a function of added drill cuttings. Settling communities may not be as sensitive as established communities. However, since there was a negative trend as a function of added drill cuttings it is not impossible that natural variation covers an effect of the drill cuttings in the field.