La fracturación hidráulica para la producción de petróleo y gas puede desencadenar terremotos, grandes y pequeños. Un nuevo enfoque para controlar el riesgo de estos terremotos podría ayudar a los operadores y reguladores a frenar lo suficientemente temprano como para evitar molestias y reducir la posibilidad de daños a la propiedad y lesiones.
El enfoque, desarrollado por cuatro investigadores de la Universidad de Stanford y publicado el 28 de abril en el Boletín de la Sociedad Sismológica de América , se centra en un cálculo del riesgo de que los temblores provocados por un proyecto dado se sientan en las comunidades vecinas, mucho antes de que los terremotos crezcan lo suficiente como para causar daño.
La fracturación hidráulica, o fractura hidráulica, implica bombear fluidos a alta presión a los pozos perforados dentro y a través de formaciones rocosas a miles de pies bajo tierra. La presión crea pequeños terremotos que rompen la roca, forzando la apertura de fracturas existentes o creando otras nuevas. Luego, el petróleo fluye"El objetivo es hacer muchos pequeños terremotos, pero a veces son más grandes de lo planeado", dijo el coautor del estudio William Ellsworth, profesor de geofísica en la Escuela de Tierra, Energía y Energía de Stanford.Ciencias Ambientales Stanford Earth.
Al tomar el riesgo local de sacudidas a nivel de molestia como su punto de partida, la nueva estrategia contrasta con la práctica común actual para gestionar los terremotos relacionados con el fracking según el tamaño. Bajo un sistema conocido como protocolo de semáforo, los operadores tienen unla luz verde continuará mientras los terremotos sigan siendo relativamente pequeños. Los terremotos más grandes pueden requerir que un operador ajuste o detenga el trabajo. El sistema se usa ampliamente para manejar los riesgos de fracking para petróleo y gas en los Estados Unidos, Canadá, China y Europa, ytambién para el desarrollo de energía geotérmica en Corea del Sur, Europa y Estados Unidos.
"Implícitamente, creo que los reguladores han tenido el riesgo en el fondo de su mente", dijo el coautor del estudio Greg Beroza, profesor de geofísica en Stanford. "Pero los marcos basados en el riesgo no se han utilizado previamente, tal vez porque requiereun poco de análisis extra "
El tamaño del terremoto ofrece una aproximación aproximada de cuánto daño puede esperarse, y es una medida que los reguladores y operadores pueden monitorear en tiempo real. El problema es que los terremotos del mismo tamaño pueden presentar riesgos muy diferentes de un lugar a otro debido adiferencias en la densidad de población. "Un proyecto ubicado en un área prácticamente deshabitada del oeste de Texas representaría un riesgo mucho menor que un proyecto similar ubicado cerca de una ciudad", explicó Ellsworth.
Además, los factores geológicos que incluyen la profundidad del terremoto, la geometría de la falla y las condiciones locales del suelo pueden influir en cómo la energía de un terremoto, y el potencial de hacer daño, se amplifica o desaparece a medida que viaja bajo tierra. Todo este contexto es clave para perfeccionaren una sacudida tolerable y establecer umbrales de semáforo en consecuencia.
"Áreas como Oklahoma, con edificios que no fueron diseñados para resistir sacudidas fuertes, o áreas que anticipan sacudidas amplificadas debido a suelos blandos, pueden dar cuenta de las necesidades de su comunidad con este enfoque", dijo el coautor del estudio Jack Baker, unprofesor de ingeniería civil y ambiental que dirige el Centro de Stanford para la sismicidad inducida y activada con Beroza, Ellsworth y el geofísico de Stanford Mark Zoback.
Los investigadores de Stanford desarrollaron técnicas matemáticas para dar cuenta de la red de factores de riesgo que configuran la probabilidad de que un terremoto genere sacudidas notables o dañinas en un lugar específico. Se basaron en estas técnicas para hacer una traducción a la magnitud del terremoto. Esto les permitiócree pautas para diseñar nuevos protocolos de semáforos que aún utilicen el tamaño del terremoto para delinear claramente entre las zonas verde, amarilla y roja, pero con una mayor adaptación a las preocupaciones y geología locales.
"Si me dice qué exposición tiene en un área determinada densidad de población, amplificación del sitio, distancia a ciudades o infraestructura crítica, nuestro análisis puede escupir números para umbrales de luz verde, amarilla y roja que sonbastante bien informado por los riesgos del mundo real ", dijo el autor principal del estudio Ryan Schultz, estudiante de doctorado en geofísica.
El análisis también hace posible, agregó, comenzar con un cierto nivel de riesgo considerado tolerable, por ejemplo, una probabilidad del 50 por ciento de sacudidas de nivel molesto en el hogar más cercano y calcular la magnitud máxima del terremoto que se mantendríariesgo en o por debajo de ese nivel. "Se trata de aclarar qué opciones se están haciendo", dijo Schultz, "y facilitar una conversación entre operadores, reguladores y el público".
En general, los autores recomiendan establecer umbrales de luz amarilla aproximadamente dos unidades de magnitud por debajo de la luz roja. Según su análisis, esto daría como resultado que el 1 por ciento de los casos salte de la zona verde directamente a rojo ". Si detiene la operaciónjusto en el umbral de daño o antes, está asumiendo que tiene el control perfecto y, a menudo, esa no es la realidad ", dijo Schultz." A menudo, los terremotos más grandes ocurren después de apagar las bombas ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente de Stanford . Original escrito por Josie Garthwaite. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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