La profundidad de la capa de roca que sirve como sitio de eliminación de aguas residuales producidas durante la extracción de petróleo no convencional juega un papel importante para determinar si esa eliminación desencadena terremotos en los EE. UU., Según un nuevo estudio que analiza el tema de manera amplia.
La investigación publicada en Cartas de investigación sismológica revisó datos sobre la disposición de aguas residuales para sitios petroleros en Oklahoma, este de Montana, oeste de Dakota del Norte, Texas y Nuevo México.
Los niveles de sismicidad son más altos en Oklahoma en comparación con los otros estados en parte porque las aguas residuales se inyectan más profundamente en el suelo en Oklahoma, más cerca de la roca del sótano subyacente, según la autora del estudio Bridget Scanlon de la Universidad de Texas en Austin y sus colegas.
El volumen acumulado de aguas residuales inyectadas en la tierra en Oklahoma también es más alto que en otras áreas productoras de petróleo, y también puede estar relacionado con mayores tasas de sismicidad en el estado, concluyeron los investigadores.
Los hallazgos difieren de un estudio anterior basado en datos en el continente medio, que no encontró una correlación significativa entre el volumen total de aguas residuales desechadas, o entre la profundidad de la inyección, y el aumento de la sismicidad. El nuevo estudio contiene 3.5 años adicionales 'Sin embargo, el valor de los datos sobre el volumen de inyección y la sismicidad en Oklahoma, y también utiliza un nuevo mapa de profundidad de roca en el sótano, dijo Scanlon.
La producción no convencional de petróleo de EE. UU., Que extrae petróleo de lutitas y rocas apretadas mediante fracturación hidráulica y pozos horizontales, se ha relacionado con un aumento de los terremotos inducidos por el hombre en todo el continente de los Estados Unidos durante casi una década. El principal impulsorde este aumento en la sismicidad es la inyección de aguas residuales producidas por extracción, que aumenta la presión de poro dentro de las rocas y puede afectar el estrés a lo largo de las fallas en las capas de roca seleccionadas para su eliminación.
La "estanqueidad" de las capas de roca productoras de petróleo en estos sitios significa que las aguas residuales no se pueden inyectar nuevamente en las mismas capas, por lo que las empresas han encontrado capas de roca "más sueltas" y más permeables para perforar pozos de eliminación.
El estudio de Scanlon y sus colegas examinaron las tasas de inyección de aguas residuales, los volúmenes de inyección regionales acumulativos y la proximidad de la inyección a la roca del sótano para las obras petroleras apretadas en Oklahoma, la obra Bakken Montana y Dakota del Norte, la obra Eagle Ford Texas y el Pérmicojugar Texas y Nuevo México.
Muchos de los pozos de eliminación de aguas residuales en Oklahoma se perforan en una capa de roca llamada Formación Arbuckle, que se encuentra adyacente al sótano y es mucho más profunda que las capas de roca utilizadas para la eliminación en los juegos de Bakken, Eagle Ford y Pérmico.
Los pozos perforados en el Arbuckle drenan el agua en la formación sin la necesidad de presión en la boca del pozo, y la zona de roca es altamente permeable, lo que lo convierte en un sitio de disposición atractivo, dijo Kyle Murray, coautor del estudio delEstudio Geológico de Oklahoma. El Arbuckle también tiene pozos de extracción solo "en unas pocas áreas pequeñas, por lo que la eliminación no disminuye los pozos productores".
La facilidad de usar el Arbuckle como un sitio de disposición podría ser una de las razones por las cuales los productores de petróleo han elegido sitios de disposición más profundos en Oklahoma en comparación con otras regiones ", pero la perforación de pozos menos profundos y la disposición en zonas menos profundas en otras obras pueden estar relacionados con la economía"Los pozos más profundos son mucho más caros y no siempre tienen éxito", agregó.
Murray dijo que los operadores de campos petroleros en estas otras regiones también pueden conocer los estudios que vinculan el aumento de la sismicidad en Oklahoma con la proximidad de la inyección a la roca del sótano, lo que hace que eviten la eliminación profunda en sus sitios.
Los investigadores notaron que sus hallazgos son consistentes con la sismicidad reducida documentada en Oklahoma después de las directivas de la Comisión de Corporaciones de Oklahoma en 2014 y 2016 para reducir las tasas de inyección y los volúmenes de inyección regionales, así como para tapar los pozos de eliminación perforados en el sótano.Las directivas han llevado a una reducción del 70 por ciento en el número de terremotos de magnitud 3.0 o más grandes en el estado en 2017, en relación con 2015.
Los investigadores señalan que existen compensaciones entre la inyección de aguas residuales en capas de roca poco profundas frente a profundas. Los pozos menos profundos, que a menudo cuestan de dos a tres veces menos que los pozos más profundos y parecen provocar niveles más bajos de sismicidad, podrían contaminar los acuíferos con agua salada o interferircon pozos de producción de petróleo.
Scanlon y sus colegas dicen que una forma de reducir la cantidad total de inyección de aguas residuales podría ser reutilizar las aguas residuales para la fracturación hidráulica. "El valor de reutilizar el agua producida para la fracturación hidráulica es similar a la reinyección de agua producida para inundaciones de agua en petróleo convencionalreservorios, para mantener la presión ", dijo Scanlon." La reutilización del agua producida para la fracturación hidráulica reduciría los problemas de abastecimiento de agua y el agotamiento del agua relacionados con eso, y también reduciría la eliminación de aguas residuales y la sismicidad potencial relacionada ".
Sin embargo, esta estrategia podría funcionar mejor en lugares donde las aguas residuales producidas son más o menos similares a las cantidades necesarias para la fracturación hidráulica. En Oklahoma, por ejemplo, las operaciones de fracturación hidráulica usarían solo el 10 por ciento de la cantidad de aguas residuales producidas.
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Materiales proporcionado por Sociedad Sismológica de América . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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