Fracturamiento hidráulico - Hydraulic fracturing

Fracturamiento hidráulico inducido
HydroFrac2.svg
Representación esquemática de la fracturación hidráulica para el gas de esquisto
Tipo de proceso Mecánico
Sector (es) industrial (es) Minería
Principales tecnologías o subprocesos Presión de fluido
Producto (s) Gas natural , petróleo
Inventor Floyd Farris, Joseph B. Clark ( Stanolind Oil and Gas Corporation )
Año de invención 1947

La fracturación hidráulica , también llamada fracturación hidráulica , hidrofracturación e hidrofracturación , es una técnica de estimulación de pozos que implica la fractura de formaciones de lecho rocoso mediante un líquido presurizado. El proceso implica la inyección a alta presión de "fluido de fracturación hidráulica" (principalmente agua, que contiene arena u otros apuntalantes suspendidos con la ayuda de agentes espesantes ) en un pozo para crear grietas en las formaciones rocosas profundas a través de las cuales gas natural , petróleo y la salmuera fluirá más libremente. Cuando se elimina la presión hidráulica del pozo, pequeños granos de apuntalantes de fracturamiento hidráulico (ya sea arena u óxido de aluminio ) mantienen abiertas las fracturas.

La fracturación hidráulica comenzó como un experimento en 1947, y la primera aplicación comercialmente exitosa siguió en 1950. En 2012, se habían realizado 2.5 millones de "trabajos de fracturamiento" en todo el mundo en pozos de petróleo y gas, más de un millón de los que se encuentran en los EE. UU. generalmente es necesario para lograr las tasas de flujo adecuadas en el gas de esquisto , gas apretado , aceite de apretado , y de gases de veta de carbón pozos. Algunas fracturas hidráulicas pueden formarse de forma natural en determinadas vetas o diques . La perforación y la fracturación hidráulica han convertido a Estados Unidos en un importante exportador de petróleo crudo a partir de 2019, pero la fuga de metano , un poderoso gas de efecto invernadero , ha aumentado drásticamente. El aumento de la producción de petróleo y gas a raíz del boom de la fracturación hidráulica de una década ha dado lugar a precios más bajos para los consumidores, con mínimos casi récord de la participación de los ingresos de los hogares que se destinan a los gastos de energía.

La fracturación hidráulica es muy controvertida. Sus defensores defienden los beneficios económicos de los hidrocarburos más accesibles , así como la sustitución del carbón por gas natural , que se quema de forma más limpia y emite menos dióxido de carbono (CO 2 ). Los que se oponen al fracking argumentan que estos se ven compensados ​​por los impactos ambientales , que incluyen la contaminación de las aguas subterráneas y superficiales , el ruido y la contaminación del aire , y la activación de terremotos , junto con los peligros resultantes para la salud pública y el medio ambiente. La investigación ha determinado que la salud humana se ve afectada, incluida la confirmación de peligros químicos, físicos y psicosociales como los resultados del embarazo y el parto, migrañas, rinosinusitis crónica , fatiga severa, exacerbaciones del asma y estrés psicológico. Se ha documentado la contaminación de las aguas subterráneas. Se requiere el cumplimiento de la regulación y los procedimientos de seguridad para evitar mayores impactos negativos.

Existe una incertidumbre considerable sobre la escala de las fugas de metano asociadas con la fracturación hidráulica, e incluso alguna evidencia de que las fugas pueden anular los beneficios de las emisiones de gases de efecto invernadero del gas natural en relación con otros combustibles fósiles. Por ejemplo, un informe de Environmental Defense Fund (EDF) destaca este problema, centrándose en la tasa de fugas en Pensilvania durante pruebas y análisis exhaustivos que se encontró que era aproximadamente del 10%, o más de cinco veces las cifras informadas. Esta tasa de fuga se considera representativa de la industria de la fracturación hidráulica en los EE. UU. En general. EDF ha anunciado recientemente una misión satelital para localizar y medir aún más las emisiones de metano .

Los aumentos en la actividad sísmica después de la fracturación hidráulica a lo largo de fallas inactivas o previamente desconocidas a veces son causados ​​por la eliminación por inyección profunda de reflujo de fracturación hidráulica (un subproducto de los pozos fracturados hidráulicamente) y salmuera de formación producida (un subproducto de petróleo y gas fracturados y no fracturados). pozos). Por estas razones, la fracturación hidráulica está bajo escrutinio internacional, restringida en algunos países y prohibida por completo en otros. La Unión Europea está redactando reglamentos que permitirían la aplicación controlada de la fracturación hidráulica.

Geología

Operación de fracturamiento de Halliburton en la Formación Bakken , Dakota del Norte , Estados Unidos
Una operación de fracturamiento en curso

Mecánica

La fractura de rocas a gran profundidad con frecuencia se ve suprimida por la presión debido al peso de los estratos rocosos suprayacentes y la cementación de la formación. Este proceso de supresión es particularmente significativo en fracturas "por tracción" ( Modo 1 ) que requieren que las paredes de la fractura se muevan contra esta presión. La fractura ocurre cuando la tensión efectiva es superada por la presión de los fluidos dentro de la roca. La tensión principal mínima se vuelve extensible y excede la resistencia a la tracción del material. Las fracturas formadas de esta manera generalmente se orientan en un plano perpendicular a la tensión principal mínima y, por esta razón, las fracturas hidráulicas en perforaciones de pozos se pueden utilizar para determinar la orientación de las tensiones. En ejemplos naturales, como diques o fracturas rellenas de venas, las orientaciones se pueden utilizar para inferir estados de tensión pasados.

Venas

La mayoría de los sistemas de vetas minerales son el resultado de fracturas naturales repetidas durante períodos de presión de fluido de poro relativamente alta . El impacto de la alta presión del fluido de poro en el proceso de formación de los sistemas de vetas minerales es particularmente evidente en las vetas de "sellado de grietas", donde el material de la veta es parte de una serie de eventos de fracturación discretos, y el material de la veta extra se deposita en cada ocasión. Un ejemplo de fracturamiento natural repetido a largo plazo está en los efectos de la actividad sísmica. Los niveles de estrés suben y bajan de forma episódica, y los terremotos pueden provocar la expulsión de grandes volúmenes de agua connada de las fracturas llenas de líquido. Este proceso se conoce como "bombeo sísmico".

Diques

Las intrusiones menores en la parte superior de la corteza , como los diques, se propagan en forma de grietas llenas de líquido. En tales casos, el líquido es magma . En rocas sedimentarias con un contenido de agua significativo, el fluido en la punta de la fractura será vapor. .

Historia

Precursores

La fracturación como método para estimular pozos de petróleo de roca dura poco profundos se remonta a la década de 1860. Se utilizaron detonaciones de dinamita o nitroglicerina para aumentar la producción de petróleo y gas natural a partir de formaciones que contienen petróleo. El 24 de abril de 1865, el coronel Edward AL Roberts, veterano de la Guerra Civil estadounidense , recibió una patente para un " torpedo explosivo ". Se empleó en Pensilvania , Nueva York , Kentucky y Virginia Occidental utilizando nitroglicerina líquida y también, más tarde, solidificada . Más tarde, se aplicó el mismo método a los pozos de agua y gas. La estimulación de pozos con ácido, en lugar de fluidos explosivos, se introdujo en la década de 1930. Debido al ataque ácido , las fracturas no se cerrarían completamente, lo que resultaría en un mayor aumento de la productividad.

Aplicaciones del siglo XX

Se considera que Harold Hamm , Aubrey McClendon , Tom Ward y George P. Mitchell han sido pioneros en innovaciones de fracturación hidráulica hacia aplicaciones prácticas.

Pozos de petróleo y gas

Floyd Farris de Stanolind Oil and Gas Corporation estudió la relación entre el rendimiento del pozo y las presiones de tratamiento . Este estudio fue la base del primer experimento de fracturamiento hidráulico, realizado en 1947 en el campo de gas de Hugoton en el condado de Grant en el suroeste de Kansas por Stanolind. Para el tratamiento del pozo, se inyectaron 1,000 galones estadounidenses (3,800 l; 830 imp gal) de gasolina gelificada (esencialmente napalm ) y arena del río Arkansas en la formación de piedra caliza productora de gas a 2,400 pies (730 m). El experimento no tuvo mucho éxito ya que la capacidad de entrega del pozo no cambió de manera apreciable. El proceso fue descrito con más detalle por JB Clark de Stanolind en su artículo publicado en 1948. En 1949 se emitió una patente sobre este proceso y se otorgó una licencia exclusiva a Halliburton Oil Well Cementing Company. El 17 de marzo de 1949, Halliburton realizó los dos primeros tratamientos comerciales de fracturación hidráulica en el condado de Stephens, Oklahoma y el condado de Archer, Texas . Desde entonces, la fracturación hidráulica se ha utilizado para estimular aproximadamente un millón de pozos de petróleo y gas en varios regímenes geológicos con buen éxito.

En contraste con la fracturación hidráulica a gran escala utilizada en formaciones de baja permeabilidad, los tratamientos de fracturación hidráulica pequeña se utilizan comúnmente en formaciones de alta permeabilidad para remediar el "daño de la piel", una zona de baja permeabilidad que a veces se forma en la interfaz roca-pozo. En tales casos, la fractura puede extenderse solo unos pocos pies desde el pozo.

En la Unión Soviética , la primera fracturación de apuntalante hidráulico se llevó a cabo en 1952. Otros países de Europa y África del Norte posteriormente emplearon técnicas de fracturación hidráulica, incluidos Noruega, Polonia, Checoslovaquia (antes de 1989), Yugoslavia (antes de 1991), Hungría, Austria, Francia. , Italia, Bulgaria, Rumania, Turquía, Túnez y Argelia.

Fractura masiva

Boca de pozo donde se inyectan fluidos en el suelo
Boca de pozo después de que todo el equipo de fracturamiento hidráulico se haya retirado de la ubicación

La fracturación hidráulica masiva (también conocida como fracturación hidráulica de alto volumen) es una técnica aplicada por primera vez por Pan American Petroleum en el condado de Stephens, Oklahoma , EE. UU. En 1968. La definición de fracturación hidráulica masiva varía, pero generalmente se refiere a tratamientos que inyectan más de 150 toneladas cortas. , o aproximadamente 300,000 libras (136 toneladas métricas), de apuntalante.

Los geólogos estadounidenses se dieron cuenta gradualmente de que había enormes volúmenes de areniscas saturadas de gas con una permeabilidad demasiado baja (generalmente menos de 0,1 milidarcy ) para recuperar el gas de forma económica. A partir de 1973, la fracturación hidráulica masiva se utilizó en miles de pozos de gas en la cuenca de San Juan , la cuenca de Denver , la cuenca de Piceance y la cuenca del río Green , y en otras formaciones de roca dura del oeste de los EE. UU. Otros pozos estrechos de arenisca en los EE. UU. Que se hicieron económicamente viables mediante la fracturación hidráulica masiva se encontraban en Clinton-Medina Sandstone (Ohio, Pensilvania y Nueva York) y Cotton Valley Sandstone (Texas y Louisiana).

La fracturación hidráulica masiva se extendió rápidamente a fines de la década de 1970 al oeste de Canadá, Rotliegend y areniscas que contienen gas carbonífero en Alemania, Países Bajos (campos de gas en tierra y en alta mar) y el Reino Unido en el Mar del Norte .

Los pozos horizontales de petróleo o gas eran inusuales hasta finales de la década de 1980. Luego, los operadores en Texas comenzaron a completar miles de pozos de petróleo perforando horizontalmente en Austin Chalk y aplicando tratamientos masivos de fracturación hidráulica de agua resbaladiza a los pozos. Los pozos horizontales demostraron ser mucho más efectivos que los pozos verticales en la producción de petróleo a partir de yeso compacto; Los lechos sedimentarios suelen ser casi horizontales, por lo que los pozos horizontales tienen áreas de contacto mucho más grandes con la formación objetivo.

Las operaciones de fracturamiento hidráulico han crecido exponencialmente desde mediados de la década de 1990, cuando los avances tecnológicos y los aumentos en el precio del gas natural hicieron que esta técnica fuera económicamente viable.

Lutitas

La fracturación hidráulica de lutitas se remonta al menos a 1965, cuando algunos operadores en el campo de gas Big Sandy del este de Kentucky y el sur de Virginia Occidental comenzaron a fracturar hidráulicamente la lutita de Ohio y la lutita de Cleveland , utilizando fracturas relativamente pequeñas. Los trabajos de fracturamiento generalmente aumentaron la producción, especialmente en los pozos de menor rendimiento.

En 1976, el gobierno de los Estados Unidos inició el Proyecto Eastern Gas Shales , que incluyó numerosos proyectos de demostración de fracturación hidráulica público-privada. Durante el mismo período, el Gas Research Institute , un consorcio de investigación de la industria del gas, recibió la aprobación para investigación y financiamiento de la Comisión Federal de Regulación de Energía .

En 1997, Nick Steinsberger, un ingeniero de Mitchell Energy (ahora parte de Devon Energy ), aplicó la técnica de fracturamiento de aguas residuales, utilizando más agua y una mayor presión de bombeo que las técnicas de fracturamiento anteriores, que se utilizó en el este de Texas en Barnett Shale en el norte de Texas. . En 1998, la nueva técnica demostró ser exitosa cuando los primeros 90 días de producción de gas del pozo llamado SH Griffin No. 3 excedieron la producción de cualquiera de los pozos anteriores de la compañía. Esta nueva técnica de terminación hizo que la extracción de gas fuera muy económica en Barnett Shale , y luego se aplicó a otras lutitas, incluidas Eagle Ford y Bakken Shale . George P. Mitchell ha sido llamado el "padre del fracking" debido a su papel en su aplicación en las lutitas. El primer pozo horizontal en Barnett Shale se perforó en 1991, pero no se hizo de manera generalizada en Barnett hasta que se demostró que el gas podía extraerse económicamente de los pozos verticales en Barnett.

A partir de 2013, la fracturación hidráulica masiva se está aplicando a escala comercial a las lutitas en los Estados Unidos, Canadá y China. Varios países más están planeando utilizar la fracturación hidráulica .

Proceso

Según la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), la fracturación hidráulica es un proceso para estimular un pozo de gas natural, petróleo o geotérmico para maximizar la extracción. La EPA define el proceso más amplio para incluir la adquisición de fuentes de agua, la construcción de pozos, la estimulación de pozos y la eliminación de desechos.

Método

Una fractura hidráulica se forma bombeando fluido de fracturamiento en un pozo a una velocidad suficiente para aumentar la presión en la profundidad objetivo (determinada por la ubicación de las perforaciones del revestimiento del pozo), para exceder la del gradiente de fractura (gradiente de presión) de la roca. El gradiente de fractura se define como el aumento de presión por unidad de profundidad en relación con la densidad, y generalmente se mide en libras por pulgada cuadrada, por pie cuadrado o en bares. La roca se agrieta y el fluido de fractura penetra en la roca extendiendo la grieta más y más, y así sucesivamente. Las fracturas se localizan cuando la presión desciende con la tasa de pérdida por fricción, que es relativa a la distancia desde el pozo. Por lo general, los operadores intentan mantener el "ancho de la fractura", o ralentizar su declive después del tratamiento, introduciendo un apuntalante en el fluido inyectado, un material como granos de arena, cerámica u otras partículas, evitando así que las fracturas se cierren cuando se detiene la inyección. y la presión eliminada. La consideración de la resistencia del apuntalante y la prevención de fallas del apuntalante se vuelve más importante a mayores profundidades donde la presión y las tensiones en las fracturas son mayores. La fractura apuntalada es lo suficientemente permeable para permitir el flujo de gas, petróleo, agua salada y fluidos de fracturación hidráulica al pozo.

Durante el proceso, se produce una fuga de fluido de fractura (pérdida de fluido de fractura desde el canal de fractura hacia la roca permeable circundante). Si no se controla, puede superar el 70% del volumen inyectado. Esto puede resultar en daño de la matriz de formación, interacción adversa del fluido de formación y geometría de fractura alterada, disminuyendo así la eficiencia.

La ubicación de una o más fracturas a lo largo del pozo se controla estrictamente mediante varios métodos que crean o sellan orificios en el costado del pozo. La fracturación hidráulica se realiza en pozos entubados , y se accede a las zonas a fracturar mediante la perforación del casing en esos lugares.

El equipo de fracturación hidráulica que se utiliza en los campos de petróleo y gas natural generalmente consta de un mezclador de lechada, una o más bombas de fracturación de alto volumen y alta presión (típicamente potentes bombas triplex o quintuplex) y una unidad de monitoreo. El equipo asociado incluye tanques de fracturamiento, una o más unidades para el almacenamiento y manejo de apuntalante, hierro de tratamiento de alta presión, una unidad de aditivos químicos (que se usa para monitorear con precisión la adición de químicos), mangueras flexibles de baja presión y muchos manómetros y medidores para el caudal. , densidad del fluido y presión de tratamiento. Los aditivos químicos son típicamente el 0,5% del volumen total de fluido. El equipo de fracturamiento opera en un rango de presiones y tasas de inyección, y puede alcanzar hasta 100 megapascales (15,000 psi) y 265 litros por segundo (9.4 pies cúbicos / s) (100 barriles por minuto).

Tipos de pozo

Se puede hacer una distinción entre la fracturación hidráulica convencional de bajo volumen, utilizada para estimular los reservorios de alta permeabilidad para un solo pozo, y la fracturación hidráulica de alto volumen no convencional, utilizada en la terminación de pozos de gas compacto y gas de esquisto. La fracturación hidráulica de alto volumen generalmente requiere presiones más altas que la fracturación de bajo volumen; las presiones más altas son necesarias para expulsar mayores volúmenes de fluido y apuntalante que se extienden más lejos del pozo.

La perforación horizontal involucra pozos con un sondaje terminal completado como un "lateral" que se extiende paralelo a la capa de roca que contiene la sustancia a extraer. Por ejemplo, los laterales se extienden de 1,500 a 5,000 pies (460 a 1,520 m) en la cuenca de Barnett Shale en Texas, y hasta 10,000 pies (3,000 m) en la formación Bakken en Dakota del Norte. En contraste, un pozo vertical solo accede al espesor de la capa de roca, típicamente de 50 a 300 pies (15 a 91 m). La perforación horizontal reduce las interrupciones de la superficie ya que se requieren menos pozos para acceder al mismo volumen de roca.

La perforación a menudo tapa los espacios porosos en la pared del pozo, reduciendo la permeabilidad en y cerca del pozo. Esto reduce el flujo hacia el pozo de la formación rocosa circundante y sella parcialmente el pozo de la roca circundante. La fracturación hidráulica de bajo volumen se puede utilizar para restaurar la permeabilidad.

Fracturamiento de fluidos

Tanques de agua que se preparan para la fracturación hidráulica

Los principales propósitos del fluido de fracturamiento son extender las fracturas, agregar lubricación, cambiar la fuerza del gel y llevar apuntalante a la formación. Hay dos métodos para transportar apuntalante en el fluido: alta velocidad y alta viscosidad . La fractura de alta viscosidad tiende a causar grandes fracturas dominantes, mientras que la fractura de alta velocidad (agua resbaladiza) causa pequeñas microfracturas extendidas.

Los agentes gelificantes solubles en agua (como la goma guar ) aumentan la viscosidad y entregan eficazmente apuntalante a la formación.

Ejemplo de colector de alta presión que combina los flujos de la bomba antes de la inyección en el pozo

El fluido es típicamente una suspensión de agua, apuntalante y aditivos químicos . Además, se pueden inyectar geles, espumas y gases comprimidos, incluidos nitrógeno , dióxido de carbono y aire. Normalmente, el 90% del fluido es agua y el 9,5% es arena con aditivos químicos que representan aproximadamente el 0,5%. Sin embargo, los fluidos de fracturamiento se han desarrollado utilizando gas licuado de petróleo (GLP) y propano en los que el agua es innecesaria.

El apuntalante es un material granular que evita que las fracturas creadas se cierren después del tratamiento de fractura. Los tipos de apuntalante incluyen arena de sílice , arena recubierta de resina, bauxita y cerámica artificial. La elección del apuntalante depende del tipo de permeabilidad o resistencia del grano necesaria. En algunas formaciones, donde la presión es lo suficientemente grande como para triturar granos de arena de sílice natural, se pueden usar apuntalantes de mayor resistencia como bauxita o cerámica. El apuntalante más comúnmente utilizado es la arena de sílice, aunque se cree que los apuntalantes de tamaño y forma uniformes, como un apuntalante cerámico, son más efectivos.

Mapa del USGS del uso de agua por fracturación hidráulica entre 2011 y 2014. Un metro cúbico de agua equivale a 264,172 galones.

El fluido de fracturación varía según el tipo de fractura que se desee, las condiciones de los pozos específicos que se fracturan y las características del agua. El fluido puede ser a base de gel, espuma o agua resbaladiza. Las opciones de fluidos son compensaciones: los fluidos más viscosos, como los geles, son mejores para mantener el apuntalante en suspensión; mientras que los fluidos menos viscosos y de menor fricción, como el agua resbaladiza, permiten que el fluido se bombee a velocidades más altas para crear fracturas más alejadas del pozo. Las propiedades importantes del material del fluido incluyen viscosidad , pH , varios factores reológicos y otros.

El agua se mezcla con arena y productos químicos para crear un fluido de fracturamiento hidráulico. Se utilizan aproximadamente 40.000 galones de productos químicos por fractura. Un tratamiento de fractura típico utiliza entre 3 y 12 productos químicos aditivos. Aunque puede haber fluidos de fracturación no convencionales, los aditivos químicos típicos pueden incluir uno o más de los siguientes:

El producto químico más utilizado para la fracturación hidráulica en los Estados Unidos en 2005-2009 fue el metanol , mientras que algunos otros productos químicos más utilizados fueron el alcohol isopropílico , el 2-butoxietanol y el etilenglicol .

Los tipos de fluidos típicos son:

  • Geles lineales convencionales. Estos geles son derivados de celulosa ( carboximetilcelulosa , hidroxietilcelulosa , carboximetil hidroxietilcelulosa , hidroxipropilcelulosa , hidroxietilmetilcelulosa ), guar o sus derivados ( hidroxipropil guar , carboximetil hidroxipropil guar ), mezclados con otras sustancias químicas.
  • Fluidos reticulados con borato. Estos son fluidos a base de guar reticulados con iones de boro (de una solución acuosa de bórax / ácido bórico ). Estos geles tienen mayor viscosidad a pH 9 en adelante y se utilizan para transportar apuntalante. Después del trabajo de fracturamiento, el pH se reduce a 3-4 para que se rompan los enlaces cruzados y el gel sea menos viscoso y pueda bombearse.
  • Los fluidos organometálicos reticulados ( circonio , cromo , antimonio , sales de titanio ) son conocidos por reticular geles a base de guar. El mecanismo de reticulación no es reversible, por lo que una vez que el apuntalante se bombea junto con el gel reticulado, la parte de fractura está lista. Los geles se descomponen con los rompedores adecuados.
  • Geles de aceite de éster de fosfato de aluminio. Los aceites de éster y fosfato de aluminio se suspenden para formar un gel reticulado. Estos son uno de los primeros sistemas de gelificación conocidos.

Para los fluidos de agua resbaladiza, el uso de barridos es común. Los barridos son reducciones temporales en la concentración de apuntalante, que ayudan a asegurar que el pozo no se abrume con apuntalante. A medida que avanza el proceso de fracturamiento, a veces se agregan al fluido de fracturamiento agentes reductores de la viscosidad tales como oxidantes y rompedores de enzimas para desactivar los agentes gelificantes y estimular el reflujo. Dichos oxidantes reaccionan con el gel y lo descomponen, reduciendo la viscosidad del fluido y asegurando que no se extraiga ningún apuntalante de la formación. Una enzima actúa como catalizador para descomponer el gel. A veces, los modificadores de pH se utilizan para romper la reticulación al final de un trabajo de fracturación hidráulica, ya que muchos requieren un sistema tampón de pH para mantenerse viscosos. Al final del trabajo, el pozo normalmente se enjuaga con agua a presión (a veces mezclada con un producto químico que reduce la fricción). Se recupera parte del fluido inyectado (pero no todo). Este fluido se gestiona mediante varios métodos, incluido el control de la inyección subterránea, el tratamiento, la descarga, el reciclaje y el almacenamiento temporal en fosas o contenedores. La nueva tecnología se desarrolla continuamente para manejar mejor las aguas residuales y mejorar la reutilización.

Monitoreo de fracturas

Las mediciones de la presión y la velocidad durante el crecimiento de una fractura hidráulica, con conocimiento de las propiedades del fluido y del apuntalante que se inyecta en el pozo, proporcionan el método más común y simple de monitorear un tratamiento de fractura hidráulica. Estos datos, junto con el conocimiento de la geología subterránea, se pueden utilizar para modelar información como la longitud, el ancho y la conductividad de una fractura apuntalada.

La inyección de trazadores radiactivos junto con el fluido de fractura se usa a veces para determinar el perfil de inyección y la ubicación de las fracturas creadas. Los radiotrazadores se seleccionan para que tengan la radiación fácilmente detectable, las propiedades químicas adecuadas y una vida media y un nivel de toxicidad que minimice la contaminación inicial y residual. También se pueden inyectar isótopos radiactivos unidos químicamente al vidrio (arena) y / o perlas de resina para rastrear fracturas. Por ejemplo, se pueden agregar gránulos de plástico recubiertos con 10 GBq de Ag-110 mm al apuntalante, o se puede etiquetar arena con Ir-192, de modo que se pueda monitorear el progreso del apuntalante. Los radiotrazadores como Tc-99m e I-131 también se utilizan para medir las tasas de flujo. La Comisión Reguladora Nuclear publica directrices que enumeran una amplia gama de materiales radiactivos en formas sólidas, líquidas y gaseosas que pueden usarse como trazadores y limitan la cantidad que puede usarse por inyección y por pocillo de cada radionúclido.

Una nueva técnica en el monitoreo de pozos involucra cables de fibra óptica fuera de la carcasa. Con la fibra óptica, las temperaturas se pueden medir en cada pie a lo largo del pozo, incluso mientras los pozos están siendo fracturados y bombeados. Al monitorear la temperatura del pozo, los ingenieros pueden determinar cuánto fluido de fracturamiento hidráulico usan las diferentes partes del pozo, así como cuánto gas natural o aceite recolectan, durante la operación de fracturamiento hidráulico y cuando el pozo está produciendo.

Monitoreo microsísmico

Para aplicaciones más avanzadas, a veces se usa el monitoreo microsísmico para estimar el tamaño y la orientación de las fracturas inducidas. La actividad microsísmica se mide colocando una serie de geófonos en un pozo cercano. Al mapear la ubicación de cualquier pequeño evento sísmico asociado con la fractura en crecimiento, se infiere la geometría aproximada de la fractura. Las matrices de inclinómetros desplegadas en la superficie o en un pozo proporcionan otra tecnología para monitorear la tensión

El mapeo microsísmico es geofísicamente muy similar a la sismología . En sismología de terremotos, sismógrafos dispersos en o cerca de la superficie de los discos tierra las ondas S y las ondas P que se liberan durante un evento terremoto. Esto permite estimar el movimiento a lo largo del plano de falla y mapear su ubicación en el subsuelo de la Tierra. Fracturamiento hidráulico, un aumento en la tensión de formación proporcional a la presión neta de fracturamiento, así como un aumento en la presión de poro debido a fugas. Los esfuerzos de tracción se generan antes de la punta de la fractura, generando grandes cantidades de esfuerzo cortante . Los aumentos en la presión del agua de los poros y en la tensión de la formación se combinan y afectan las debilidades cercanas a la fractura hidráulica, como fracturas naturales, juntas y planos de estratificación.

Los diferentes métodos tienen diferentes errores de ubicación y ventajas. La precisión del mapeo de eventos microsísmicos depende de la relación señal / ruido y de la distribución de los sensores. La precisión de los eventos localizados por inversión sísmica se mejora mediante sensores colocados en múltiples azimuts desde el pozo monitoreado. En una ubicación de matriz de fondo de pozo, la precisión de los eventos se mejora al estar cerca del pozo monitoreado (alta relación señal / ruido).

El seguimiento de los eventos microsísmicos inducidos por la estimulación del yacimiento se ha convertido en un aspecto clave en la evaluación de las fracturas hidráulicas y su optimización. El objetivo principal del monitoreo de fracturas hidráulicas es caracterizar completamente la estructura de la fractura inducida y la distribución de la conductividad dentro de una formación. El análisis geomecánico, como la comprensión de las propiedades del material de las formaciones, las condiciones in situ y las geometrías, ayuda a monitorear al proporcionar una mejor definición del entorno en el que se propaga la red de fracturas. La siguiente tarea es conocer la ubicación del apuntalante dentro de la fractura y la distribución de la conductividad de la fractura. Esto se puede monitorear usando múltiples tipos de técnicas para finalmente desarrollar un modelo de yacimiento que prediga con precisión el desempeño del pozo.

Terminaciones horizontales

Desde principios de la década de 2000, los avances en la tecnología de perforación y terminación han hecho que los pozos horizontales sean mucho más económicos. Los pozos horizontales permiten una exposición mucho mayor a una formación que los pozos verticales convencionales. Esto es particularmente útil en formaciones de lutitas que no tienen suficiente permeabilidad para producir económicamente con un pozo vertical. Dichos pozos, cuando se perforan en tierra, ahora generalmente se fracturan hidráulicamente en varias etapas, especialmente en América del Norte. El tipo de terminación del pozo se utiliza para determinar cuántas veces se fractura una formación y en qué ubicaciones a lo largo de la sección horizontal.

En América del Norte, los yacimientos de lutitas como Bakken , Barnett , Montney , Haynesville , Marcellus y, más recientemente, las lutitas Eagle Ford , Niobrara y Utica se perforan horizontalmente a través de los intervalos de producción, se completan y fracturan. El método mediante el cual se colocan las fracturas a lo largo del pozo se logra más comúnmente mediante uno de dos métodos, conocidos como "tapón y perforación" y "manguito deslizante".

El pozo para un trabajo de taponar y perforar generalmente se compone de una carcasa de acero estándar, cementada o no cementada, colocada en el pozo perforado. Una vez que se ha retirado la plataforma de perforación, se utiliza un camión con cable para perforar cerca del fondo del pozo y luego se bombea el fluido de fracturación. Luego, el camión con cable coloca un tapón en el pozo para sellar temporalmente esa sección para que se pueda tratar la siguiente sección del pozo. Se bombea otra etapa y el proceso se repite a lo largo de la longitud horizontal del pozo.

El pozo para la técnica de manguito deslizante es diferente en que los manguitos deslizantes se incluyen en espaciamientos establecidos en la carcasa de acero en el momento en que se coloca en su lugar. Las mangas deslizantes suelen estar todas cerradas en este momento. Cuando el pozo debe fracturarse, la manga deslizante inferior se abre mediante una de varias técnicas de activación y se bombea la primera etapa. Una vez terminado, se abre la siguiente manga, aislando simultáneamente la etapa anterior, y el proceso se repite. Para el método de manguito deslizante, generalmente no se requiere cable.

Mangas

Estas técnicas de terminación pueden permitir bombear más de 30 etapas a la sección horizontal de un solo pozo si es necesario, que es mucho más de lo que normalmente se bombearía a un pozo vertical que tuviera muchos menos pies de zona de producción expuesta.

Usos

La fracturación hidráulica se utiliza para aumentar la velocidad a la que se pueden recuperar sustancias como el petróleo o el gas natural de los reservorios naturales subterráneos. Los reservorios son típicamente areniscas porosas , calizas o rocas dolomíticas , pero también incluyen "reservorios no convencionales" como rocas de esquisto o lechos de carbón . La fracturación hidráulica permite la extracción de gas natural y petróleo de formaciones rocosas muy por debajo de la superficie de la tierra (generalmente de 2000 a 6000 m (de 5000 a 20 000 pies)), que está muy por debajo de los niveles típicos de los depósitos de agua subterránea. A tal profundidad, puede haber una permeabilidad o presión del yacimiento insuficiente para permitir que el gas natural y el petróleo fluyan desde la roca hacia el pozo con un alto rendimiento económico. Por lo tanto, la creación de fracturas conductoras en la roca es fundamental en la extracción de yacimientos de lutitas naturalmente impermeables. La permeabilidad se mide en el micro darcy a la gama nanodarcy. Las fracturas son una ruta conductora que conecta un mayor volumen de reservorio al pozo. El llamado "súper fracking" crea grietas más profundas en la formación rocosa para liberar más petróleo y gas, y aumenta la eficiencia. El rendimiento de las perforaciones típicas de esquisto generalmente disminuye después de uno o dos años, pero la vida máxima de producción de un pozo puede extenderse a varias décadas.

Usos distintos del petróleo / gas

Si bien el principal uso industrial de la fracturación hidráulica es estimular la producción de pozos de petróleo y gas, la fracturación hidráulica también se aplica:

Desde finales de la década de 1970, la fracturación hidráulica se ha utilizado, en algunos casos, para aumentar el rendimiento de agua potable de los pozos en varios países, incluidos los Estados Unidos, Australia y Sudáfrica.

Efectos económicos

Los costos de producción de petróleo y gas no convencionales continúan superando las ganancias

La fracturación hidráulica se ha considerado uno de los métodos clave para extraer recursos de petróleo y gas no convencionales . Según la Agencia Internacional de Energía , se estima que los recursos técnicamente recuperables restantes de gas de esquisto ascienden a 208 billones de metros cúbicos (7,300 billones de pies cúbicos), el gas compacto a 76 billones de metros cúbicos (2,700 billones de pies cúbicos) y el metano de capas de carbón a 47 billones de metros cúbicos. billones de metros cúbicos (1,700 billones de pies cúbicos). Como regla general, las formaciones de estos recursos tienen una permeabilidad menor que las formaciones de gas convencionales. Por tanto, dependiendo de las características geológicas de la formación, se requieren tecnologías específicas como la fracturación hidráulica. Aunque también existen otros métodos para extraer estos recursos, como la perforación convencional o la perforación horizontal, la fracturación hidráulica es uno de los métodos clave para hacer económicamente viable su extracción. La técnica de fracturamiento de múltiples etapas ha facilitado el desarrollo de la producción de gas de esquisto y petróleo ligero en los Estados Unidos y se cree que lo hace en otros países con recursos de hidrocarburos no convencionales.

Una gran mayoría de estudios indican que la fracturación hidráulica en los Estados Unidos ha tenido un gran beneficio económico positivo hasta ahora. La Brookings Institution estima que los beneficios de Shale Gas por sí solos han generado un beneficio económico neto de $ 48 mil millones por año. La mayor parte de este beneficio se encuentra dentro de los sectores de consumo e industrial debido a los precios significativamente reducidos del gas natural. Otros estudios han sugerido que los beneficios económicos se ven compensados ​​por las externalidades y que el costo nivelado de la electricidad (LCOE) de fuentes menos intensivas en carbono y agua es menor.

El beneficio principal de la fracturación hidráulica es compensar las importaciones de gas natural y petróleo, donde el costo pagado a los productores sale de la economía nacional. Sin embargo, el petróleo y el gas de esquisto están altamente subsidiados en los EE. UU. Y aún no han cubierto los costos de producción, lo que significa que el costo de la fracturación hidráulica se paga con impuestos sobre la renta y, en muchos casos, es hasta el doble del costo pagado en la bomba.

La investigación sugiere que los pozos de fracturamiento hidráulico tienen un impacto adverso en la productividad agrícola en las cercanías de los pozos. Un artículo encontró "que la productividad de un cultivo de regadío disminuye un 5,7% cuando se perfora un pozo durante los meses de actividad agrícola dentro de un radio de 11 a 20 km de un municipio productor. Este efecto se hace más pequeño y más débil a medida que aumenta la distancia entre el municipio y los pozos". " Los hallazgos implican que la introducción de pozos de fracturamiento hidráulico en Alberta le costó a la provincia 14,8 millones de dólares en 2014 debido a la disminución de la productividad de los cultivos.

La Administración de Información Energética del Departamento de Energía de EE. UU. Estima que el 45% del suministro de gas de EE. UU. Provendrá del gas de esquisto para 2035 (y la gran mayoría de este reemplazará al gas convencional, que tiene una menor huella de gases de efecto invernadero).

Debate publico

Cartel contra la fracturación hidráulica en Vitoria-Gasteiz (España, 2012)
Cartel contra la fracturación hidráulica en Extinction Rebellion (2018)

Política y políticas públicas

Movimiento popular y organizaciones de la sociedad civil

Un movimiento anti-fracking ha surgido tanto a nivel internacional con la participación de los internacionales las organizaciones ecologistas y naciones como Francia y localmente en las zonas afectadas, como Balcombe en Sussex, donde la protesta de perforación Balcombe estaba en progreso durante mediados de 2013. La considerable oposición contra las actividades de fracturamiento hidráulico en los municipios locales de los Estados Unidos ha llevado a las empresas a adoptar una variedad de medidas de relaciones públicas para tranquilizar al público, incluido el empleo de ex militares con capacitación en operaciones de guerra psicológica . Según Matt Pitzarella, director de comunicaciones de Range Resources , los empleados capacitados en el Medio Oriente han sido valiosos para Range Resources en Pensilvania, cuando se trata de reuniones municipales cargadas de emociones y asesoran a los municipios sobre zonificación y ordenanzas locales relacionadas con la fracturación hidráulica.

Ha habido muchas protestas dirigidas a la fracturación hidráulica. Por ejemplo, diez personas fueron arrestadas en 2013 durante una protesta contra el fracking cerca de New Matamoras, Ohio, después de que ingresaron ilegalmente a una zona de desarrollo y se engancharon a equipos de perforación. En el noroeste de Pensilvania, hubo un tiroteo desde un vehículo en el sitio de un pozo, en el que alguien disparó dos rondas de un rifle de pequeño calibre en la dirección de una plataforma de perforación, antes de gritar blasfemias en el sitio y huir del lugar. En el condado de Washington, Pensilvania , un contratista que trabajaba en un gasoducto encontró una bomba de tubería que había sido colocada donde se iba a construir un gasoducto, que según las autoridades locales habría causado una "catástrofe" si no la hubieran descubierto y detonado.

Cabildeo corporativo y del gobierno de EE. UU.

El Departamento de Estado de los Estados Unidos estableció la Iniciativa Global de Gas de Esquisto para persuadir a los gobiernos de todo el mundo para que otorguen concesiones a las principales empresas de petróleo y gas para que establezcan operaciones de fracturación hidráulica. Documentos secretos del gobierno de EE. UU. Expuestos por WikiLeaks documentan que, como parte de este proyecto, los funcionarios de EE. UU. Convocaron conferencias para funcionarios de gobiernos extranjeros que incluyeron presentaciones de representantes de las principales compañías de petróleo y gas y de profesionales de relaciones públicas con experiencia en cómo calmar a las poblaciones de los países objetivo cuyos los ciudadanos a menudo eran bastante hostiles al fracking en sus tierras. El proyecto del gobierno de Estados Unidos tuvo éxito ya que muchos países de varios continentes se adhirieron a la idea de otorgar concesiones para el fracking; Polonia , por ejemplo, acordó permitir el fracking por parte de las principales corporaciones de petróleo y gas en casi un tercio de su territorio. El Export-Import Bank de EE. UU., Una agencia del gobierno de EE. UU., Proporcionó $ 4,7 mil millones en financiamiento para operaciones de fracturamiento hidráulico establecidas desde 2010 en Queensland, Australia .

Presunta defensa del estado ruso

En 2014, varios funcionarios europeos sugirieron que varias protestas europeas importantes contra la fracturación hidráulica (con éxito mixto en Lituania y Ucrania) podrían ser patrocinadas parcialmente por Gazprom , la compañía de gas controlada por el estado de Rusia. El New York Times sugirió que Rusia veía sus exportaciones de gas natural a Europa como un elemento clave de su influencia geopolítica, y que este mercado disminuiría si se adoptara la fracturación hidráulica en Europa del Este, ya que abre importantes reservas de gas de esquisto en la región. En numerosas ocasiones, los funcionarios rusos han hecho declaraciones públicas en el sentido de que la fracturación hidráulica "plantea un enorme problema medioambiental".

Operaciones actuales de fracking

La fracturación hidráulica se está llevando a cabo actualmente en los Estados Unidos en Arkansas, California, Colorado, Luisiana, Dakota del Norte, Oklahoma, Pensilvania, Texas, Virginia, Virginia Occidental y Wyoming. Otros estados, como Alabama, Indiana, Michigan, Mississippi, Nueva Jersey, Nueva York y Ohio, están considerando o preparándose para perforar con este método. Maryland y Vermont han prohibido permanentemente la fracturación hidráulica, y Nueva York y Carolina del Norte han instituido prohibiciones temporales. Actualmente, Nueva Jersey tiene un proyecto de ley ante su legislatura para extender una moratoria de 2012 sobre la fracturación hidráulica que expiró recientemente. Aunque recientemente se levantó una moratoria de fracturación hidráulica en el Reino Unido, el gobierno está procediendo con cautela debido a las preocupaciones sobre los terremotos y el impacto ambiental de la perforación. La fracturación hidráulica está actualmente prohibida en Francia y Bulgaria.

Películas documentales

La película de Josh Fox , nominada al Oscar 2010 , Gasland, se convirtió en un centro de oposición a la fracturación hidráulica del esquisto. La película presentaba problemas con la contaminación del agua subterránea cerca de los pozos en Pensilvania, Wyoming y Colorado. Energy in Depth , un grupo de presión de la industria del petróleo y el gas, cuestionó los hechos de la película. En respuesta, se publicó una refutación de las afirmaciones de inexactitud de Energy in Depth en el sitio web de Gasland . El director de la Comisión de Conservación de Petróleo y Gas de Colorado (COGCC) se ofreció a ser entrevistado como parte de la película si podía revisar lo que se incluyó en la entrevista en la película final, pero Fox rechazó la oferta. Exxon Mobil , Chevron Corporation y ConocoPhillips emitieron anuncios durante 2011 y 2012 que afirmaban describir los beneficios económicos y ambientales del gas natural y argumentaban que la fracturación hidráulica era segura.

La película de 2012 Promised Land , protagonizada por Matt Damon , aborda la fracturación hidráulica. La industria del gas respondió a las críticas de la película sobre la fracturación hidráulica con folletos informativos y publicaciones en Twitter y Facebook .

En enero de 2013, el periodista y cineasta norirlandés Phelim McAleer lanzó un documental financiado por crowdfunding llamado FrackNation como respuesta a las declaraciones hechas por Fox en Gasland , afirmando que "dice la verdad sobre el fracking para gas natural". FrackNation estrenó el cubano de la marca 's AXS TV . El estreno correspondió con el lanzamiento de Promised Land .

En abril de 2013, Josh Fox lanzó Gasland 2 , su "odisea internacional que descubre un rastro de secretos, mentiras y contaminación relacionados con el fracking hidráulico". Desafía la descripción de la industria del gas del gas natural como una alternativa limpia y segura al petróleo como un mito, y que los pozos fracturados hidráulicamente inevitablemente tienen fugas con el tiempo, contaminando el agua y el aire, dañando a las familias y poniendo en peligro el clima de la tierra con el potente gas de efecto invernadero metano. .

En 2014, Scott Cannon de Video Innovations lanzó el documental The Ethics of Fracking . La película cubre los puntos de vista político, espiritual, científico, médico y profesional sobre la fracturación hidráulica. También profundiza en la forma en que la industria del gas retrata la fracturación hidráulica en su publicidad.

En 2015, el documental canadiense Fractured Land tuvo su estreno mundial en el Hot Docs Canadian International Documentary Festival .

Problemas de investigación

Normalmente, la fuente de financiación de los estudios de investigación es un punto focal de controversia. Se han expresado inquietudes acerca de la investigación financiada por fundaciones y corporaciones, o por grupos ambientalistas, que en ocasiones pueden conducir al menos a la aparición de estudios poco confiables. Varias organizaciones, investigadores y medios de comunicación han informado sobre dificultades para realizar e informar los resultados de estudios sobre fracturación hidráulica debido a la presión de la industria y el gobierno, y expresaron su preocupación por la posible censura de informes ambientales. Algunos han argumentado que es necesario realizar más investigaciones sobre los efectos ambientales y de salud de la técnica.

Riesgos de salud

Pancarta anti-fracking en la Clean Energy March (Filadelfia, 2016)

Existe preocupación por las posibles implicaciones adversas para la salud pública de la actividad de fracturación hidráulica. Una revisión de 2013 sobre la producción de gas de esquisto en los Estados Unidos declaró que "con un número creciente de sitios de perforación, más personas están en riesgo de accidentes y exposición a sustancias nocivas utilizadas en pozos fracturados". Una evaluación de peligros de 2011 recomendó la divulgación completa de los productos químicos utilizados para la perforación y fracturación hidráulica, ya que muchos tienen efectos inmediatos sobre la salud y muchos pueden tener efectos sobre la salud a largo plazo.

En junio de 2014, Public Health England publicó una revisión de los posibles impactos en la salud pública de la exposición a contaminantes químicos y radiactivos como resultado de la extracción de gas de esquisto en el Reino Unido, basada en el examen de la literatura y los datos de países donde ya se produce la fracturación hidráulica. El resumen ejecutivo del informe decía: "Una evaluación de la evidencia actualmente disponible indica que los riesgos potenciales para la salud pública de la exposición a las emisiones asociadas con la extracción de gas de esquisto serán bajos si las operaciones se ejecutan y regulan adecuadamente. La mayoría de las pruebas sugieren que La contaminación del agua subterránea , si ocurre, es más probable que sea causada por una fuga a través del pozo vertical. La contaminación del agua subterránea del proceso de fracturación hidráulica subterránea en sí (es decir, la fractura de la lutita) es poco probable. Sin embargo, los derrames superficiales de fluidos de fracturación hidráulica o las aguas residuales pueden afectar las aguas subterráneas, y las emisiones al aire también tienen el potencial de tener un impacto en la salud. Cuando se han identificado riesgos potenciales en la literatura, los problemas reportados suelen ser el resultado de fallas operativas y un entorno regulatorio deficiente ".

Un informe de 2012 preparado para la Dirección General de Medio Ambiente de la Unión Europea identificó los riesgos potenciales para los seres humanos de la contaminación del aire y la contaminación de las aguas subterráneas que plantea la fracturación hidráulica. Esto llevó a una serie de recomendaciones en 2014 para mitigar estas preocupaciones. Una guía de 2012 para enfermeras pediátricas en los EE. UU. Dijo que la fracturación hidráulica tenía un impacto negativo potencial en la salud pública y que las enfermeras pediátricas deberían estar preparadas para recopilar información sobre tales temas a fin de abogar por una mejor salud comunitaria.

Un estudio de 2017 en The American Economic Review encontró que "las plataformas de pozos adicionales perforadas dentro de 1 kilómetro de la toma de un sistema de agua comunitario aumentan los contaminantes relacionados con el gas de esquisto en el agua potable".

Las estadísticas recopiladas por el Departamento de Trabajo de EE. UU. Y analizadas por los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU. Muestran una correlación entre la actividad de perforación y el número de lesiones ocupacionales relacionadas con perforaciones y accidentes de vehículos de motor, explosiones, caídas e incendios. Los trabajadores de la extracción también corren el riesgo de desarrollar enfermedades pulmonares, incluido el cáncer de pulmón y la silicosis (esta última debido a la exposición al polvo de sílice generado por la perforación de rocas y el manejo de arena). El Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional de EE. UU. ( NIOSH ) identificó la exposición a la sílice en el aire como un peligro para la salud de los trabajadores que realizan algunas operaciones de fracturación hidráulica. NIOSH y OSHA emitieron una alerta de peligro conjunta sobre este tema en junio de 2012.

Además, la fuerza laboral de extracción tiene un mayor riesgo de exposición a la radiación. Las actividades de fracturación hidráulica a menudo requieren perforar rocas que contienen material radiactivo natural (NORM), como radón, torio y uranio.

Otro informe realizado por el Canadian Medical Journal informó que después de investigar, identificaron 55 factores que pueden causar cáncer, incluidos 20 que se ha demostrado que aumentan el riesgo de leucemia y linfoma. El análisis de Yale Public Health advierte que millones de personas que viven a una milla de los pozos de fracturación hidráulica pueden haber estado expuestas a estos productos químicos.

Impactos ambientales

Marcha de la energía limpia en Filadelfia
Huelga climática de septiembre de 2019 en Alice Springs, Australia

Los impactos ambientales potenciales de la fracturación hidráulica incluyen emisiones al aire y cambio climático, alto consumo de agua, contaminación del agua subterránea, uso de la tierra, riesgo de terremotos, contaminación acústica y efectos sobre la salud de los seres humanos. Las emisiones al aire son principalmente metano que se escapa de los pozos, junto con las emisiones industriales de los equipos utilizados en el proceso de extracción. La regulación moderna del Reino Unido y la UE requiere cero emisiones de metano, un potente gas de efecto invernadero . El escape de metano es un problema mayor en los pozos más antiguos que en los construidos bajo la legislación más reciente de la UE.

En diciembre de 2016, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) emitió el "Fracturamiento hidráulico para petróleo y gas: Impactos del ciclo del agua de fracturamiento hidráulico en los recursos de agua potable en los Estados Unidos (Informe final)". La EPA encontró evidencia científica de que las actividades de fracturamiento hidráulico pueden afectar los recursos de agua potable.

La fracturación hidráulica utiliza entre 1,2 y 3,5 millones de galones estadounidenses (4,500 y 13,200 m 3 ) de agua por pozo, con grandes proyectos que utilizan hasta 5 millones de galones estadounidenses (19,000 m 3 ). Se usa agua adicional cuando los pozos se refracturan. Un pozo promedio requiere de 3 a 8 millones de galones estadounidenses (11,000 a 30,000 m 3 ) de agua durante su vida útil. De acuerdo con el Instituto de Estudios Energéticos de Oxford , mayores volúmenes de fluidos de fracturación se requieren en Europa, donde la pizarra de la profundidad promedio de 1,5 veces mayor que en los EE.UU. El agua superficial puede ser contaminada por el derrame e indebidamente construido y mantenido piscinas de desechos, y la tierra del agua del bote Estar contaminado si el fluido puede escapar de la formación que se está fracturando (a través, por ejemplo, de pozos abandonados , fracturas y fallas) o por el agua producida (los fluidos que regresan, que también contienen componentes disueltos como minerales y agua salada ). La posibilidad de contaminación del agua subterránea por salmuera y fugas de fluido de fractura a través de pozos viejos abandonados es baja. El agua producida se gestiona mediante inyección subterránea , tratamiento y descarga de aguas residuales municipales y comerciales , sistemas autónomos en sitios o campos de pozos y reciclaje para fracturar pozos futuros. Normalmente se recupera menos de la mitad del agua producida utilizada para fracturar la formación.

Se necesitan aproximadamente 3,6 hectáreas (8,9 acres) de tierra por cada plataforma de perforación para instalaciones de superficie. La construcción de la plataforma de pozo y la estructura de soporte fragmenta significativamente los paisajes, lo que probablemente tenga efectos negativos en la vida silvestre. Estos sitios deben remediarse después de que se agoten los pozos. Las investigaciones indican que los efectos sobre los costos de los servicios de los ecosistemas (es decir, los procesos que el mundo natural proporciona a la humanidad) han alcanzado más de $ 250 millones por año en los EE. UU. 800 a 2500 días de actividad ruidosa, que afectan tanto a los residentes como a la vida silvestre local. Además, el ruido es creado por el tráfico continuo de camiones (arena, etc.) necesario en la fracturación hidráulica. Se están realizando investigaciones para determinar si la salud humana se ha visto afectada por la contaminación del aire y el agua , y se requiere un seguimiento riguroso de los procedimientos y regulaciones de seguridad para evitar daños y gestionar el riesgo de accidentes que podrían causar daños.

En julio de 2013, la Administración Federal de Ferrocarriles de EE. UU. Enumeró la contaminación del aceite por productos químicos de fracturación hidráulica como "una posible causa" de corrosión en los vagones tanque de aceite.

La fracturación hidráulica a veces se ha relacionado con sismicidad inducida o terremotos. La magnitud de estos eventos suele ser demasiado pequeña para ser detectada en la superficie, aunque los temblores atribuidos a la inyección de líquido en los pozos de eliminación han sido lo suficientemente grandes como para que las personas los sintieran a menudo y causaran daños a la propiedad y posiblemente lesiones. Un Servicio Geológico de EE. UU. Informó que hasta 7,9 millones de personas en varios estados tienen un riesgo de terremoto similar al de California, siendo la fracturación hidráulica y prácticas similares un factor contribuyente principal.

Los eventos microsísmicos se utilizan a menudo para mapear la extensión horizontal y vertical de la fractura. Una mejor comprensión de la geología del área que se está fracturando y utilizando para pozos de inyección puede ser útil para mitigar el potencial de eventos sísmicos importantes.

Las personas obtienen agua potable de aguas superficiales, que incluyen ríos y embalses, o de acuíferos subterráneos, a los que se accede mediante pozos públicos o privados. Ya hay una serie de casos documentados en los que el agua subterránea cercana ha sido contaminada por actividades de fracturación hidráulica, lo que requiere que los residentes con pozos privados obtengan fuentes externas de agua para beber y para uso diario.

A pesar de estas preocupaciones sobre la salud y de los esfuerzos por instituir una moratoria sobre el fracking hasta que se comprendan mejor sus efectos sobre la salud y el medio ambiente, Estados Unidos sigue dependiendo en gran medida de la energía de los combustibles fósiles. En 2017, el 37% del consumo anual de energía en EE. UU. Se deriva del petróleo, el 29% del gas natural, el 14% del carbón y el 9% de fuentes nucleares, y solo el 11% proviene de energías renovables, como la eólica y la solar.

Normativas

Los países que usan o consideran el uso de la fracturación hidráulica han implementado diferentes regulaciones, incluido el desarrollo de legislación federal y regional, y limitaciones de zonificación local. En 2011, después de la presión pública, Francia se convirtió en el primer país en prohibir la fracturación hidráulica, sobre la base del principio de precaución , así como el principio de acción preventiva y correctiva de los peligros ambientales. La prohibición fue confirmada por un fallo del Consejo Constitucional de octubre de 2013 . Algunos otros países, como Escocia, han impuesto una moratoria temporal a la práctica debido a preocupaciones de salud pública y una fuerte oposición pública. Países como Inglaterra y Sudáfrica han levantado sus prohibiciones y han optado por centrarse en la regulación en lugar de la prohibición absoluta. Alemania ha anunciado un borrador de regulaciones que permitirían el uso de la fracturación hidráulica para la explotación de depósitos de gas de esquisto con la excepción de áreas de humedales . En China, la regulación del gas de esquisto todavía enfrenta obstáculos, ya que tiene complejas interrelaciones con otros regímenes regulatorios, especialmente el comercio. Muchos estados de Australia han prohibido de forma permanente o temporal la fracturación de hidrocarburos. En 2019, se prohibió la fracturación hidráulica en el Reino Unido.

La Unión Europea ha adoptado una recomendación de principios mínimos para el uso de la fracturación hidráulica de alto volumen. Su régimen reglamentario requiere la divulgación completa de todos los aditivos. En los Estados Unidos, el Ground Water Protection Council lanzó FracFocus.org, una base de datos de divulgación voluntaria en línea para fluidos de fracturación hidráulica financiada por grupos comerciales de petróleo y gas y el Departamento de Energía de EE. UU. La fracturación hidráulica está excluida de la regulación de control de inyección subterránea de la Ley de Agua Potable Segura , excepto cuando se usa combustible diesel . La EPA asegura la vigilancia de la emisión de permisos de perforación cuando se emplea combustible diesel.

En 2012, Vermont se convirtió en el primer estado de los Estados Unidos en prohibir la fracturación hidráulica. El 17 de diciembre de 2014, Nueva York se convirtió en el segundo estado en emitir una prohibición total de cualquier fracturación hidráulica debido a los posibles riesgos para la salud humana y el medio ambiente.

Ver también

Referencias

Otras lecturas

enlaces externos