La profundidad de un pozo de fracturación hidráulica en Oklahoma, entre otros factores, aumenta la probabilidad de que el fracturamiento conduzca a la actividad sísmica, según un nuevo informe en el Boletín de la Sociedad Sismológica de América .
Los investigadores esperan que sus hallazgos, publicados como parte de un próximo número especial de BSSA sobre observaciones, mecanismos y riesgos de sismicidad inducida, ayuden a los operadores y reguladores de petróleo y gas en el estado a refinar las estrategias de perforación para evitar daños por terremotos.
Durante la fracturación hidráulica, los operadores de pozos inyectan un líquido presurizado en una capa de roca después de perforar vertical y, a menudo, horizontalmente a través de la roca. El líquido rompe, fractura, la capa de roca y permite que el gas natural o el petróleo fluyan más libremente.Un número creciente de estudios sugiere que este proceso puede inducir una actividad sísmica lo suficientemente grande como para que las personas la sientan, posiblemente aumentando la presión de los fluidos dentro de la roca que alivia el estrés de las fallas y les permite deslizarse.
En una capa de roca examinada en el estudio BSSA, la probabilidad de que la fractura hidráulica desencadenara la actividad sísmica aumentó del 5 al 50 por ciento, ya que las operaciones se movieron de 1.5 a 5.5 kilómetros 0.9 a 3.4 millas de profundidad, encontraron los investigadores.
Aunque todavía se están examinando los mecanismos exactos que vinculan la profundidad del pozo y la probabilidad sísmica, Michael Brudzinski y sus colegas sugieren que la sobrepresión de fluidos atrapados dentro de la roca puede ser importante.
"Cuanto más profundas son las capas de roca, más roca se asienta en la parte superior de un pozo y eso aumentará potencialmente la presión de los fluidos en profundidad", dijo Brudzinski, autor correspondiente del estudio de la Universidad de Miami en Ohio.
Oklahoma ha estado en el centro de un aumento dramático en la actividad de terremotos en la última década, principalmente causado por compañías de petróleo y gas que inyectan aguas residuales producidas por la perforación en capas de rocas más profundas. Sin embargo, un estudio de 2018 identificó lugares en el estado donde son significativoscantidades de actividad sísmica se vincularon a casi 300 pozos de fractura hidráulica.
La fractura hidráulica está asociada con un terremoto de magnitud 4.6 en Canadá y un terremoto de magnitud 5.7 en China, aunque los terremotos inducidos por fractura tienden a ser de menor magnitud que los causados por la eliminación de aguas residuales. Como resultado, los operadores y reguladores de petróleo y gas lo haríanquisiera saber más sobre por qué algunos pozos desencadenan actividad sísmica y cómo ajustar sus operaciones para evitar terremotos dañinos.
Brudzinski y sus colegas encontraron el vínculo entre la profundidad y la probabilidad sísmica en su examen de los datos de 929 pozos de fractura hidráulica horizontales y 463 verticales en Oklahoma. Los científicos utilizaron datos disponibles públicamente sobre el volumen inyectado en los sitios de pozos, el número de pozos en una perforaciónalmohadilla, qué tipo de fluido se inyectó y la profundidad vertical del pozo, entre otras características.
El volumen total de líquido inyectado en los pozos de Oklahoma no afectó la probabilidad de actividad sísmica cerca de los pozos, un hallazgo sorprendente que difiere de otros estudios de sismicidad inducida. Algunos estudios previos de fractura hidráulica y eliminación de aguas residuales muestran un aumentoen actividad sísmica con volumen creciente.
Sin embargo, la mayoría de los pozos en el estudio actual son pozos individuales, y no pozos múltiples agrupados en una plataforma de perforación, señaló Brudzinski. En algunos lugares en el oeste de Canadá y Texas, donde hay un vínculo entre el volumen inyectado y la sismicidad,los pozos múltiples en una plataforma son más comunes.
"Entonces, ahí es donde comenzamos a pensar que tal vez esa es la diferencia entre lo que estamos viendo en nuestro estudio y otros estudios", dijo Brudzinski. "Estamos proponiendo que la inyección de múltiples pozos uno al lado del otro sea la razón por la cual el volumen lo haceimporta en esos casos, aunque necesitamos estudiarlo más ".
"Podría ser que el volumen aún importa, pero más de manera acumulativa que para cualquier pozo", agregó. "Un pozo aislado con un gran volumen puede no tener tanto riesgo [sísmico] como".un pozo de gran volumen que está muy cerca de otros pozos de gran volumen "
Los investigadores también compararon la probabilidad de actividad sísmica en pozos donde el líquido inyectado era un gel versus "agua resbaladiza" - agua con productos químicos añadidos para aumentar el flujo. Encontraron un menor nivel de sismicidad en las operaciones de gel en comparación con el agua resbaladiza, aunque ella diferencia no fue tan estadísticamente significativa como las otras tendencias.
Los estudios de simulación sugieren que el gel más viscoso puede no fluir tan lejos como el agua resbaladiza, lo que limita sus efectos sobre las fallas, dijo Brudzinski.
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Materiales proporcionado por Sociedad Sismológica de América . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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