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Sismicidad inducida por fracturación hidráulica
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Autor:
Fernando Recreo Jímenez Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) |
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| Otros autores: Antonio Hurtado Bezos (CIEMAT); Sonsoles Eguilior Diaz (CIEMAT) | |
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Tipo:
Comunicación técnica escrita |
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| Temática: Energía | |
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| Documentos asociados: Doc. Escrito | |
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Resumen: |
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Las formaciones que contienen los denominados hidrocarburos 'no convencionales' y que en la literatura se conocen como tight gas formations o shale gas formations, se clasifican petrológicamente como esquistos o pizarras atendiendo al tamaño de las partículas o granos que componen la roca, si bien en realidad son areniscas o grauvacas de grano muy fino, generalmente con propiedades mecánicas similares a las areniscas que dan lugar a yacimientos convencionales de gas o petróleo. La diferencia radica en que las areniscas convencionales pueden tener permeabilidades del orden de 0,5 a 20 milidarcies (mD), mientras que las pizarras y/o esquistos de gas no convencional pueden tener permeabilidades en el intervalo de 0,000001 (10-6) a más de 0,0001 (10-4) mD (o 1 a más de 100 nanodarcies). En los yacimientos no convencionales de gas o petróleo, es absolutamente necesario utilizar la fracturación hidráulica del pozo o fracking, para obtener niveles económicos de producción. Este proceso industrial de fracturación hidráulica consiste en la inyección controlada de fluidos a presión para crear una red de fracturas abiertas conectadas con el sondeo de inyección que permita aumentar la permeabilidad inicial de las formaciones geológicas fértiles. La perforación horizontal, a favor del buzamiento, se extiende varios kilómetros dentro de la formación de esquisto y se somete a una serie de etapas de fractura hidráulica. Durante la estimulación de la producción en estas formaciones, o durante la posterior eliminación de las aguas residuales asociadas con la estimulación y producción (aguas de retorno/ backwaters) pueden provocarse terremotos inducidos. Esta sismicidad inducida por la propagación no controlada de la fractura producida durante la estimulación hidráulica es un riesgo potencial en la producción de gas de esquisto: las fracturas creadas de esta forma pueden extenderse hasta varios cientos de metros en la roca, de dónde el que sea necesario evaluar la potencialidad y los efectos de la sismicidad inducida en los estudios previos de evaluación del riesgo. Por sismicidad inducida se entiende la sismicidad provocada por la actividad humana por encima de los niveles de fondo naturales en un medio tectónico dado y se distingue de la sismicidad provocada en que la actividad humana afecta a los intervalos de recurrencia del terremoto, a su magnitud o a otros atributos. Es importante entender las condiciones en las que se puede inducir la sismicidad de manera que estas operaciones se puedan realizar de forma segura. Sin embargo, no siempre es así: en algunos lugares, la extracción de líquidos es la que induce sismicidad; en otros, la actividad sísmica está inducida por la inyección y las relaciones de los parámetros operacionales tales como la velocidad de inyección con la aparición de los sismos provocados tampoco se conocen con exactitud. La fracturación hidráulica o fracking induce numerosos micro-terremotos, la gran mayoría con magnitud M <1. Eventos de menos de M2 se consideran micro-sismicidad y sólo pueden ser detectados utilizando equipos sismológicos adecuados, mientras que los eventos mayores de M2 se pueden llegar a sentir por el público en la superficie. La magnitud máxima de los terremotos inducidos es generalmente ≤ M4.5, y sólo en muy raras ocasiones puede exceder M6. Tanto el seguimiento de la sismicidad inducida como su mitigación son componentes importantes en la minimización de los riesgos asociados a los proyectos a escala comercial de explotación gas de esquisto. La predicción del potencial de sismicidad antes del inicio de la inyección permitirá la identificación de las medidas de reducción de riesgos que deberán llevarse a cabo para mantener los niveles de sismicidad inducida dentro de los límites aceptables, algo que ya está siendo utilizado por algunas empresas. Es por tanto necesario establecer con antelación protocolos de actuación así como desarrollar un modelo de sismicidad de la zona de inyección y, mientras no se llegue a disponer de dicho modelo, adoptar las mejores prácticas a nivel mundial para gestionar la sismicidad provocada por la fractura hidráulica y la inyección de fluido, tal como el valor 0,5 ML utilizado en el Reino Unido. Un terremoto de magnitud de 0.5 ML se encuentra dentro del rango del ruido sísmico causado por vehículos, trenes y menor que el movimiento máximo del terreno regulado para otras actividades industriales y de construcción. |
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