Actividad en el campo petrolero San Ardo cerca de Salinas, California, se ha relacionado con terremotos. Crédito:Eugene Zelenko / Wikimedia, CC BY
La forma en que las empresas perforan en busca de petróleo y gas y eliminan las aguas residuales puede provocar terremotos, a veces en lugares inesperados.
En el oeste de Texas, Las tasas de terremotos son ahora 30 veces más altas que en 2013. Los estudios también han relacionado los terremotos con las operaciones de los campos petroleros en Oklahoma, Kansas, Colorado y Ohio.
Se pensaba que California era una excepción, un lugar donde las operaciones de los campos petroleros y las fallas tectónicas aparentemente coexistieron sin muchos problemas. Ahora, Una nueva investigación muestra que la actividad sísmica natural del estado puede estar ocultando los terremotos inducidos por la industria.
Como sismólogo, He estado investigando terremotos inducidos en los EE. UU., Europa y Australia. Nuestro último estudio, lanzado el 10 de noviembre, muestra cómo las operaciones de los campos petroleros de California están ejerciendo presión sobre las fallas tectónicas en un área a pocas millas de la falla de San Andrés.
Crédito:La conversación
Oleada sísmica
Los terremotos inducidos por la industria han sido una preocupación creciente en el centro y este de los Estados Unidos durante más de una década.
La mayoría de estos terremotos son demasiado pequeños para sentirse Pero no todos ellos. En 2016, un terremoto de magnitud 5,8 dañó edificios en Pawnee, Oklahoma, y llevó a los reguladores estatales y federales a cerrar 32 pozos de eliminación de aguas residuales cerca de una falla recién descubierta. Los grandes terremotos son raros lejos de los límites de las placas tectónicas, y Oklahoma experimentando tres terremotos de magnitud 5 o más en un año, como sucedió en 2016, era inaudito.
La frecuencia de los terremotos de Oklahoma cayó con los precios del petróleo más bajos y la decisión de los reguladores de exigir a las empresas que reduzcan el volumen de inyección de sus pozos. pero todavía hay más terremotos allí hoy que en 2010.
Un patrón familiar ha estado surgiendo en el oeste de Texas en los últimos años:tasas de terremotos en aumento drástico mucho más allá de la tasa natural. Un terremoto de magnitud 5 sacudió el oeste de Texas en marzo.
Cómo funciona
En la raíz del problema del terremoto inducido hay dos tipos diferentes de operaciones de inyección de fluidos:fracturación hidráulica y eliminación de aguas residuales.
La fracturación hidráulica implica inyectar agua, arena y productos químicos a presiones muy altas para crear vías de flujo para los hidrocarburos atrapados en formaciones rocosas compactas. La eliminación de aguas residuales implica la inyección de fluidos en formaciones geológicas profundas. Aunque las aguas residuales se bombean a bajas presiones, este tipo de operación puede alterar las presiones y tensiones naturales en grandes áreas, a varias millas de los pozos de inyección.
Las fallas tectónicas debajo de los reservorios geotérmicos y de petróleo a menudo están precariamente equilibradas. Incluso una pequeña perturbación del sistema tectónico natural, debido a la inyección profunda de fluidos, por ejemplo, puede hacer que las fallas se deslicen y provoquen terremotos. Las consecuencias de las inyecciones de líquido se ven fácilmente en Oklahoma y Texas. Pero, ¿cuáles son las implicaciones para otros lugares? como California, ¿Dónde se encuentran las fallas propensas a terremotos y los campos petrolíferos en las proximidades?
Crédito:Servicio Geológico de EE. UU.
El riesgo oculto de los campos petroleros de California
California brinda una oportunidad particularmente interesante para estudiar los efectos de la inyección de fluidos.
El estado tiene una gran cantidad de campos petroleros, terremotos y muchos instrumentos que detectan incluso pequeños eventos, y se pensaba que en gran parte estaba libre de terremotos antinaturales.
Mi colega Manoo Shirzaei de Virginia Tech y yo nos preguntamos si los terremotos inducidos podrían ser enmascarados por terremotos naturales cercanos y, por lo tanto, se pasaron por alto en estudios anteriores. Realizamos un estudio sismológico detallado de la cuenca de Salinas en el centro de California. El área de estudio se destaca por su proximidad a la falla de San Andrés y porque los fluidos de desecho se inyectan a altas tasas cerca de las fallas sísmicamente activas.
Utilizando imágenes de radar satelital de 2016 a 2020, Shirzaei hizo una observación sorprendente:algunas regiones de la cuenca de Salinas se elevaban a aproximadamente 1,5 centímetros por año, un poco más de media pulgada. Este aumento fue un primer indicio de que las presiones de los fluidos están desequilibradas en partes del campo petrolífero de San Ardo. El aumento de la presión del fluido en los poros de la roca estira la matriz de la roca circundante como una esponja que se llena de agua. La expansión del yacimiento resultante eleva las fuerzas que actúan sobre las fallas tectónicas circundantes.
Los datos satelitales muestran que el suelo se eleva hasta 1,5 centímetros por año en partes del campo petrolífero de San Ardo. La velocidad de la línea de visión (LOS-VEL), visto desde el satélite, muestra la rapidez con la que se eleva la superficie del suelo. Crédito:Thomas Goebel / Universidad de Memphis
El estrés de la inyección de agua puede desencadenar terremotos a varias millas del pozo mismo. Los triángulos azules se escalan con la tasa de inyección de cada pozo. Crédito:Thomas Goebel / Universidad de Memphis, CC BY-ND
Próximo, Examinamos los datos sísmicos y encontramos que la inyección de fluidos y los terremotos estuvieron altamente correlacionados durante más de 40 años. Asombrosamente, esto se extendía a 15 millas del campo petrolero. Estas distancias son similares a la gran huella espacial de los pozos de inyección en Oklahoma. Analizamos el patrón espacial de 1, 735 eventos sísmicos dentro del área de estudio y agrupación de eventos encontrados cerca de los pozos de inyección.
Otras áreas de California pueden tener una historia similar, y se necesitan estudios más detallados para diferenciar los eventos naturales de los inducidos allí.
Cómo reducir el riesgo de terremotos
La mayoría de los pozos de eliminación de aguas residuales y de fracturación hidráulica no provocan terremotos que se puedan sentir, pero los pozos que causan problemas tienen tres cosas en común:
Aunque el primer problema puede ser difícil de resolver porque reducir el volumen de los fluidos residuales requeriría reducir la cantidad de aceite producido, las ubicaciones de los pozos de inyección se pueden planificar con más cuidado. La seguridad sísmica de las operaciones de petróleo y gas puede aumentarse seleccionando formaciones geológicas que estén desconectadas de fallas profundas.
Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original. 
