La profundidad de la capa de roca que sirve como sitio de disposición de las aguas residuales producidas durante la extracción de petróleo no convencional juega un papel importante en si esa disposición desencadena terremotos en los EE. UU. según un nuevo estudio que analiza de forma amplia el tema.
La investigación publicada en Cartas de investigación sismológica revisó los datos sobre la eliminación de aguas residuales para sitios petroleros en Oklahoma, este de montana, Dakota del Norte occidental 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 acumulativo de aguas residuales inyectadas en la tierra en Oklahoma también es más alto que en las 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 dispuestas, o entre la profundidad de la inyección, y aumento de la sismicidad. El nuevo estudio contiene datos adicionales de 3,5 años sobre el volumen de inyección y la sismicidad en Oklahoma, sin embargo, y también utiliza un nuevo mapa de la profundidad de la roca del sótano, dijo Scanlon.
Producción de petróleo estadounidense no convencional, que extrae petróleo de lutitas y rocas compactas mediante fracturación hidráulica y pozos horizontales, se ha relacionado con un aumento de los terremotos inducidos por el hombre en el continente medio de los Estados Unidos durante casi una década. El principal impulsor de este aumento de la sismicidad es la inyección de aguas residuales producidas por extracción, lo que aumenta la presión de los poros dentro de las rocas y puede afectar la tensión a lo largo de las fallas en las capas de roca seleccionadas para su eliminación.
La "estanqueidad" de las capas de rocas productoras de petróleo en estos sitios significa que las aguas residuales no pueden inyectarse nuevamente en las mismas capas, por lo que las empresas han encontrado "más flexible, "Capas de roca más permeables en las que perforar pozos de eliminación.
El estudio de Scanlon y sus colegas examinó las tasas de inyección de aguas residuales, Volúmenes acumulativos de inyección regional y proximidad de la inyección a la roca del sótano para los campos de petróleo reducidos en Oklahoma, la obra de Bakken (Montana y Dakota del Norte), la obra Eagle Ford (Texas) y la obra Permian (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 profundo que las capas de roca utilizadas para la eliminación en el Bakken, Eagle Ford y Permian juegan.
Los pozos perforados en el Arbuckle drenan agua a la formación sin necesidad de presión en la boca del pozo, y la zona rocosa es muy permeable, lo que lo convierte en un atractivo lugar de eliminación, dijo Kyle Murray, coautor del estudio del Servicio Geológico de Oklahoma. El Arbuckle también tiene pozos de extracción solo "en algunas áreas pequeñas, por lo que la eliminación no disminuye los pozos productores ".
La facilidad de uso de Arbuckle como sitio de disposición final podría ser una de las razones por las que los productores de petróleo han elegido sitios de disposición más profundos en Oklahoma en comparación con las otras regiones. "pero la perforación de pozos menos profundos y la disposición en zonas menos profundas en otros juegos pueden estar relacionados con la economía. Los pozos más profundos son mucho más costosos y no siempre exitosos, "añadió.
Murray dijo que los operadores de campos petroleros en estas otras regiones también pueden conocer los estudios que relacionan el aumento de la sismicidad en Oklahoma con la proximidad de la inyección a la roca del sótano. provocando 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 taponar pozos de eliminación perforados en el sótano. Estas 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.
Existen compensaciones entre la inyección de aguas residuales en capas de roca poco profundas o profundas, señalan los investigadores. Pozos menos profundos, que a menudo cuestan de dos a tres veces menos que los pozos más profundos y parecerían desencadenar niveles más bajos de sismicidad, podría contaminar los acuíferos con agua salada o interferir con los 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 al de reinyectar el agua producida para la inundación de agua en depósitos de petróleo convencionales, para mantener la presión, "Scanlon dijo." Reutilizar el agua producida para la fracturación hidráulica reduciría los problemas de abastecimiento de agua y el agotamiento del agua relacionado con eso, y también reduciría la eliminación de aguas residuales y la sismicidad potencial relacionada ".
Esta estrategia podría funcionar mejor en lugares donde las aguas residuales producidas son aproximadamente similares a las cantidades necesarias para la fracturación hidráulica. sin embargo. En Oklahoma por ejemplo, Las operaciones de fracturamiento hidráulico consumirían solo el 10 por ciento de la cantidad de aguas residuales producidas.
