Distribución de metano disuelto en el juego Barnett Shale. Cada pequeño punto rojo representa un pozo de gas de Barnett Shale. Los otros puntos de colores representan ubicaciones de muestras de agua subterránea. El mapa incluye 18, 022 pozos de gas y 457 ubicaciones de muestreo, con algunas superposiciones a esta escala. La clave en la parte inferior derecha muestra la concentración de metano, Si alguna, que se encuentran en cada muestra de agua. El cuadrado negro rodea un área con alto contenido de metano donde los investigadores realizaron análisis en profundidad de muestras de agua subterránea. Crédito:J.P. Nicot La Universidad de Texas en Austin
Científicos de la Universidad de Texas en Austin han descubierto que los altos niveles de metano en el agua de pozo de dos condados cerca de Fort Worth probablemente provienen de depósitos de gas natural poco profundos. no las fugas de gas natural causadas por operaciones de fracturamiento hidráulico en el Barnett Shale subyacente.
La investigación, publicado en la revista Agua subterránea , se basa en estudios previos sobre la calidad del agua de pozo en Barnett Shale y utiliza evidencia química y geográfica para vincular el nivel elevado de metano en ciertos pozos de agua con el metano en depósitos naturales poco profundos. J.P. Nicot, un científico investigador de la Oficina de Geología Económica, una unidad de la Escuela de Geociencias de UT Jackson, dirigió la investigación. Los colaboradores incluyen investigadores del Departamento de Ciencias Geológicas de la Escuela Jackson y la Universidad de Michigan.
El metano es el componente principal del gas natural. Fracturamiento hidráulico, o fracking, es un método para producir artificialmente fracturas en pozos de miles de pies de profundidad para alcanzar depósitos de gas natural en rocas de esquisto. El metano también se encuentra en depósitos mucho más superficiales y pequeños ubicados a cientos de pies por debajo del suelo. Estos depósitos se formaron cuando el metano de fuentes más profundas se movió hacia la superficie durante millones de años. Los reservorios poco profundos en el área de estudio se encuentran en una formación geológica llamada Strawn Group.
"A lo largo del tiempo geológico, el metano se ha acumulado en estos reservorios menos profundos, "Explicó Nicot." Estos pozos de agua dulce están muy cerca de estos reservorios menos profundos y pueden ser la fuente del metano ".
El Barnett Shale, ubicado en la región de Fort Worth, es uno de los campos de gas natural más grandes y productivos de los Estados Unidos. A finales de 2015, había alrededor de 20, 000 pozos en la región. A medida que la producción se ha disparado, Se han planteado preguntas sobre la conexión entre la fracturación hidráulica y los niveles potencialmente peligrosos de metano en algunos pozos de agua. más notablemente pozos en el vecindario de Silverado en el condado de Parker en las afueras de Fort Worth.
Para examinar la fuente y la extensión 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, el 85 por ciento, mostró niveles de metano muy bajos en el agua subterránea de menos de 0.1 miligramos de metano por litro de agua. Sin embargo, un grupo de 11 pozos en los condados de Parker y Hood tenían niveles de metano superiores a 10 miligramos por litro de agua, un nivel que puede activar la ventilación de los sistemas de agua de pozo para garantizar que el gas inflamable no se vuelva peligroso.
El vecindario de Silverado estaba en el epicentro del grupo de pozos que contenían 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 lugares y las analizaron para ver dónde se originaba el gas.
"Lo que queríamos hacer era comprender la cantidad de metano que hay y determinar el tamaño del punto de alta concentración de metano, "Dijo Nicot.
El metano se produce de dos formas:termogénicamente, de la descomposición de 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 gas puede migrar durante el tiempo geológico a áreas menos profundas.
Los investigadores utilizaron análisis de isótopos de carbono para determinar que el metano era termogénico, que descartó fuentes biogénicas pero no precisó si el gas provenía del Barnett más profundo o del Strawn menos profundo. El análisis adicional de los gases nobles de las muestras realizado por miembros del mismo equipo de investigación y dirigido por investigadores de la Universidad de Michigan relacionó el metano con los depósitos poco profundos de gas natural del Strawn. Los resultados se complementaron con otro de los estudios del equipo en 2015 que encontraron isótopos de nitrógeno asociados con el Strawn.
"Combinando alcano, Las composiciones de gases nobles y nitrógeno y las proporciones de isótopos nos permitieron distinguir el gas natural procedente del profundo Barnett Shale del poco profundo Strawn Group, "explicó Toti Larson, investigador 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 correlación entre los pozos con alto contenido de metano y la distancia a los pozos fracturados hidráulicamente más cercanos. Los investigadores también señalan que los condados de Parker y Hood tienen un número relativamente bajo de pozos de fracturamiento hidráulico 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 de Strawn Group 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 causadas por operaciones de fracturamiento hidráulico. De hecho, Los investigadores sugieren que las fugas de depósitos profundos podrían ayudar a explicar ciertos casos registrados por otros estudios en los que los niveles de metano en los pozos de agua están aumentando con el tiempo y los casos en los que el metano está presente en los pozos de agua donde solía estar ausente.
Para pozos donde los orígenes del metano aún son cuestionables, los investigadores sugieren una campaña de muestreo y análisis más extensa.
