Los científicos de la Universidad de Texas en Austin descubrieron que los altos niveles de metano en el agua de los pozos de dos condados cercanos a Fort Worth probablemente provienen de depósitos de gas natural poco profundos, no de fugas de gas natural causadas por operaciones de fracturación hidráulica en el subsuelo de Barnett Shale.
La investigación, publicada en la revista agua subterránea , se basa en estudios previos sobre la calidad del agua de pozos en Barnett Shale y utiliza evidencia química y geográfica para vincular el nivel elevado de metano en ciertos pozos de agua con metano en depósitos poco profundos naturales. JP Nicot, científico investigador de la Oficina de Geología Económica, una unidad de la UT Jackson School of Geosciences, dirigió la investigación. Entre los colaboradores se incluyen investigadores del Departamento de Ciencias Geológicas de la Jackson School y de la Universidad de Michigan.
El metano es el componente principal del gas natural. La fractura hidráulica, o fractura hidráulica, es un método para producir fracturas artificiales en pozos de miles de pies de profundidad para alcanzar depósitos de gas natural en la roca de esquisto. El metano también se encuentra en depósitos mucho menos profundos y más pequeños ubicadoscientos de pies debajo del suelo. Estos depósitos se formaron cuando el metano de fuentes más profundas se movió hacia la superficie durante millones de años. Los depósitos poco profundos en el área de estudio se encuentran en una formación geológica llamada Strawn Group.
"Con el tiempo geológico, el metano se ha acumulado en estos depósitos menos profundos", explicó Nicot. "Estos pozos de agua dulce están muy cerca de estos depósitos menos profundos y pueden ser la fuente del metano".
El esquisto de Barnett, ubicado en la región de Fort Worth, es uno de los campos de gas natural más grandes y productivos de los Estados Unidos. A fines de 2015, había alrededor de 20,000 pozos en la región. A medida que la producción ha crecido, las preguntasse han planteado sobre la conexión entre la fractura hidráulica y los niveles potencialmente peligrosos de metano en algunos pozos de agua, especialmente los pozos en el vecindario de Silverado en el condado de Parker en las afueras de Fort Worth.
Para examinar la fuente y el alcance del metano en los pozos de agua, los investigadores analizaron muestras de más de 450 pozos en 12 condados en el oeste de Barnett Shale. La gran mayoría de las muestras, 85 por ciento, mostraron niveles muy bajos de metano enagua subterránea de menos de 0.1 miligramos de metano por litro de agua. Sin embargo, un grupo de 11 pozos en el Condado de Parker y el Condado de Hood tenían niveles de metano por encima de 10 miligramos por litro de agua, un nivel que puede provocar la ventilación de los sistemas de agua de pozo para garantizarel gas inflamable no se vuelve peligroso.
El vecindario de Silverado se encontraba en el epicentro del grupo de pozos que contienen altos niveles de metano. Se encuentran en un área de aproximadamente 6 por 8 millas que también incluye pozos con bajos niveles de metano.
Este hallazgo llevó a los investigadores a observar más de cerca el grupo. Comenzando en el centro del grupo y trabajando hacia afuera hasta que no se detectó metano en el agua, tomaron muestras de 58 ubicaciones y las analizaron para ver dónde se originó el gas.
"Lo que queríamos hacer era comprender cuánto metano hay y determinar el tamaño de la zona activa con alto contenido de metano", dijo Nicot.
El metano se produce de dos maneras: termogénicamente, a partir de la descomposición del material orgánico a temperatura y presión elevadas; y biogénicamente, por actividad microbiana. El metano biogénico generalmente se genera a poca profundidad. El metano termogénico siempre se produce en profundidad, aunque a veces el gaspuede migrar con el tiempo geológico a áreas menos profundas.
Los investigadores utilizaron el análisis de isótopos de carbono para determinar que el metano era termogénico, lo que descartó las fuentes biogénicas, pero no determinó si el gas provenía del Barnett más profundo o del Strawn más superficial. Análisis adicional de los gases nobles de las muestras realizados por miembros deEl mismo equipo de investigación y dirigido por investigadores de la Universidad de Michigan vinculó el metano con los depósitos de gas natural poco profundos del Strawn. Los resultados se complementaron con otro de los estudios del equipo en 2015 que encontraron isótopos de nitrógeno asociados con el Strawn.
"La combinación de las composiciones de alcanos, gases nobles y nitrógeno y las relaciones de isótopos nos permitió distinguir el gas natural procedente de la profunda Barnett Shale del Shallow Strawn Group", explicó Toti Larson, investigadora del Departamento de Ciencias Geológicas de la Escuela Jackson.
Además de la evidencia química, los investigadores encontraron una fuerte correlación entre la proximidad de los pozos de agua al Grupo Strawn y los altos niveles de metano. No existe una correlación entre los pozos de alto metano y la distancia a los pozos fracturados hidráulicamente más cercanos. Los investigadores también señalanque los condados de Parker y Hood tienen un número relativamente bajo de pozos de fracturación hidráulica en comparación con otros condados en Barnett Shale, como Denton, que tienen pozos de agua con bajos niveles de metano.
Aunque los hallazgos sugieren que el metano del Grupo Strawn es la fuente más probable de metano en los pozos de agua en los condados de Parker y Hood, los investigadores dijeron que no pueden descartar por completo que parte del metano pueda provenir de fugas causadaspor operaciones de fracturación hidráulica. De hecho, los investigadores sugieren que las fugas de los depósitos profundos podrían ayudar a explicar ciertos casos registrados por otros estudios donde los niveles de metano en los pozos de agua aumentan con el tiempo y los casos en que el metano está presente en los pozos de agua donde solía estar ausente.
Para los pozos donde los orígenes del metano todavía son cuestionables, los investigadores sugieren una campaña más amplia de muestreo y análisis.
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Materiales proporcionado por Universidad de Texas en Austin . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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