Incluso los campos petrolíferos no son inmunes a los estragos del tiempo:un nuevo estudio encuentra que a medida que envejecen algunos de los yacimientos petrolíferos más grandes del mundo, la energía requerida para mantenerlos en funcionamiento puede aumentar drásticamente incluso cuando la cantidad de petróleo que producen disminuye.

No tener en cuenta los requisitos energéticos cambiantes de los campos petrolíferos puede hacer que los administradores de los campos petrolíferos o los formuladores de políticas subestimen los verdaderos impactos climáticos. Los científicos de Stanford advierten.

Los nuevos hallazgos, publicado en la revista Naturaleza Cambio Climático , tienen implicaciones para las emisiones a largo plazo y la modelización del clima, así como la política climática. "Los modelos actuales de sistemas de energía y clima generalmente no exploran los impactos del agotamiento de las reservas de petróleo en detalle, "dijo el coautor del estudio Adam Brandt, profesor asistente de ingeniería de recursos energéticos en la Escuela de la Tierra de Stanford, Ciencias Energéticas y Ambientales. "A medida que los campos petrolíferos se agotan, aumento de las emisiones por unidad de aceite. Esto debería tenerse en cuenta en futuros esfuerzos de modelado ".

Una estimación precisa

En el nuevo estudio, El investigador postdoctoral de Stanford, Mohammad Masnadi, trabajó con Brandt para aplicar una nueva herramienta de software desarrollada en Stanford para calcular las emisiones de gases de efecto invernadero en los campos petrolíferos de todo el mundo que han producido más de mil millones de barriles de petróleo a lo largo de su vida. a veces llamados yacimientos petrolíferos "supergigantes".

Las estimaciones convencionales de gases de efecto invernadero calculan las emisiones a través de una especie de ingeniería inversa económica, mediante el cual se utiliza un índice económico para convertir el valor monetario de los productos finales de un campo petrolífero, ya sea petróleo procesado, gas natural o productos derivados del petróleo - en emisiones de gases de efecto invernadero. "Este enfoque de arriba hacia abajo para convertir los valores económicos en costos ambientales y energéticos pierde mucha información subyacente, ", Dijo Masnadi.

Y lo que es más, muchos estudios analizan datos de un solo punto en el tiempo, y como resultado, capture solo una instantánea de las emisiones de gases de efecto invernadero de un campo petrolífero. Pero los científicos de Stanford argumentan que para pintar la imagen más precisa de los verdaderos impactos climáticos de un campo petrolífero, y también tener la mejor oportunidad de reducir esos impactos, es necesario evaluar los costos de energía asociados con cada etapa del proceso de producción de petróleo. y hacerlo durante toda la vida útil del campo petrolífero.

Desarrollado en el laboratorio de Brandt en Stanford, una herramienta de software llamada Estimador de emisiones de gases de efecto invernadero de producción de petróleo (OPGEE) está diseñada para hacer precisamente eso. Para cualquier campo petrolífero, OPGEE realiza lo que se conoce como evaluación del ciclo de vida, analizar cada fase del proceso de producción de aceite - extracción, refinamiento y transporte. Luego utiliza modelos de computadora para calcular cuánta energía se consume durante cada paso. De esto, los científicos pueden calcular con precisión la cantidad de gases de efecto invernadero que emite cada campo petrolífero.

"Este tipo de análisis de abajo hacia arriba no se ha realizado antes porque es difícil, "Masnadi dijo." Para este estudio, necesitábamos más de 50 datos diferentes para cada campo petrolífero para cada año. Cuando intentas analizar un campo petrolífero a lo largo de décadas, eso es una gran cantidad de datos ".

Desafortunadamente, la mayoría de las empresas petroleras se muestran reacias a publicar este tipo de datos temporales sobre sus campos petrolíferos. Los investigadores de Stanford desarrollaron dos soluciones para este problema. Primero, recopilaron datos de lugares donde las leyes de transparencia exigen que los datos sobre la producción de petróleo se pongan a disposición del público. Estos incluyeron Canadá, Noruega y el Reino Unido, y el estado de California en los EE. UU. En segundo lugar, la pareja realizó una profunda mina de datos de la literatura científica para buscar pistas sobre los niveles de producción de los campos petrolíferos en estudios publicados.

Rendimientos decrecientes

En el final, el par terminó con datos que se remontan a décadas para 25 yacimientos petrolíferos supergigantes de importancia mundial. Aplicando OPGEE a este grupo, los científicos descubrieron que para muchos de los yacimientos petrolíferos supergigantes, la producción de petróleo disminuyó con el tiempo a medida que los pozos se agotaron, pero la energía gastada para capturar el petróleo restante aumentó.

"Cuanto más aceite se extrae, cuanto más difícil se vuelve extraer el aceite que queda, por lo que las empresas tienen que recurrir a métodos de recuperación cada vez más intensivos en energía, como el agua, inundación de vapor o gas, ", Dijo Masnadi.

Para empeorar las cosas el aceite recuperado mediante tales métodos tiene que someterse a un procesamiento superficial más intenso para filtrar el exceso de agua y gas. En este último caso, esto puede resultar en un exceso de dióxido de carbono y gas metano que generalmente se elimina mediante la combustión, un proceso llamado "quemado", o ventilación a la atmósfera.

"Podemos mostrar con estos resultados que un campo petrolífero grande típico tendrá una duplicación de las emisiones por barril de petróleo durante un período operativo de 25 años, "Dijo Brandt.

Ganar-ganar

¿Cómo detener este ciclo dañino? Una forma es a través de regulaciones gubernamentales más estrictas que obligan a las empresas a reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero o se arriesgan a tener que reducir la producción. Se ha demostrado que esto funciona en dos campos costa afuera canadienses, Hibernia y Terra Nova, donde las regulaciones han reducido drásticamente las emisiones de gases de efecto invernadero al limitar la producción de petróleo en campos donde el gas se desperdicia mediante quema y ventilación.

"Una mejor regulación es sin duda parte de la respuesta, pero una solución más progresiva es alentar a las empresas de energía a extraer la energía que necesitan para operar sus yacimientos petrolíferos envejecidos de fuentes renovables como la solar, viento o geotermia, ", Dijo Masnadi.

Cita el ejemplo de la empresa GlassPoint Solar, con sede en California, que utiliza generadores de vapor de energía solar para reducir el consumo de gas y las emisiones de carbono de sus campos petrolíferos hasta en un 80 por ciento.

Bien hecho, tales soluciones podrían resultar beneficiosas para la industria y el medio ambiente, los científicos de Stanford dijeron, ayudando a las compañías petroleras a reducir los costos de energía y al mismo tiempo reducir sus impactos climáticos.

La herramienta OPGEE que desarrolló el equipo de Brandt ya ha sido adoptada por la Junta de Recursos del Aire de California para ayudar a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de los combustibles para el transporte. pero Brandt cree que también podría resultar útil para la industria.

"Esto puede servir como un trampolín hacia la gestión del ciclo de vida de las emisiones de campo, Brandt dijo:"Las empresas podrían planificar las operaciones para maximizar la producción y minimizar las emisiones".