Energy Report

Forajul după petrol și gaze amplifică riscul de cutremur, soluțiile sunt în lucru

Cercetătorii americani de la University of Oklahoma, Columbia University și US Geological Survey au publicat, recent, un studiu care concluzionează că există o legătură între cutremurul de magnitudine 5,6 survenit în 2011 în statul Oklahoma și avântul fără precedent în regiune, în anii de dinaintea sinistrului, al activităților de exploatare a zăcămintelor de hidrocarburi, atât prin procedee clasice, cât și prin metoda fracturării hidraulice. Marea problemă este legată de felul în care sunt evacuate apele reziduale rezultate în urma lucrărilor de foraj, fie el convențional sau prin fracturare.

Cutremurul din 2011 s-a produs după ce, în anii anteriori, activitatea seismică în zonă a cunoscut o intensificare exponențială, care a coincis cu un adevărat boom al extracției de petrol și gaze, inclusiv din șisturi bituminoase, prin așa-numita metodă a forajului prin fracturare hidraulică.

Metoda fracturării hidraulice presupune pomparea la mare adâncime și cu mare presiune a milioane de litri de apă sărată, amestecată cu un „cocktail” de substanțe chimice, ce are ca efect sfărâmarea rocilor subterane și eliberarea hidrocarburilor. În urma procesului, apa reziduală trebuie evacuată, întrucât este plină de substanțe novice contaminante, iar acest lucru se face prin „depozitarea” ei în așa-numite puțuri de evacuare, săpate la mare adâncime. În fracturarea hidraulică sunt necesari 4.000 până la 22.000 de metri cubi de apă pentru fiecare sondă.

Ape reziduale rezultă și din forajul petrolier clasic, unde apa este folosită pentru a forța recuperarea resturilor de țiței din zăcăminte mature, aproape de epuizare.

Cercetătorii americani susțin că aceste puțuri de evacuare umplute cu apă reziduală amplifică, pe termen lung, riscul de producere a cutremurelor. Cu cât activitatea de extracție este mai intensă, cu atât este nevoie de săparea mai multor puțuri de evacuare și de depozitarea unor cantități din ce în ce mai mari de apă reziduală. De cele mai multe ori, pe post de puțuri de evacuare sunt utilizate sonde petroliere sau gazeifere vechi, dezafectate.

Presiune prea mare

Marea problemă este că, atunci când este pompată prea multă apă reziduală în aceste puțuri de evacuare, presiunea pusă pe plăcile subterane devine mult prea mare, acestea nu mai au nici un fel de spațiu de „relaxare”, iar singurul mod în care mai poate fi eliberată presiunea acumulată este cutremurul. 

Potrivit studiului, este interesant că, anterior cutremurului, în regiune, ape reziduale rezultate din foraj fuseseră pompate în puțuri petroliere abandonate timp de 17 ani, fără nici un incident. Ipoteza cercetătorilor este că, pe măsură ce apa reziduală umple tot mai multe compartimente subterane care anterior au fost ocupate de petrol, presiunea necesară pentru a menține mișcarea în jos a lichidului trebuie amplificată. De la un moment dat încolo, cantitatea de apă din puț este mai mare decât cea de petrol care fusese anterior acolo.

Astfel, din cauza presiunii, o falie subterană din regiune, cunoscută sub numele de falia Wilzetta, a cunoscut o deformare.

„Atunci când este pusă prea multă presiune asupra unei falii, echilibrul care ține falia în loc se rupe și atunci se produce cutremurul”, explică unul dintre co-autorii studiului, Heather Savage, geofizician la Columbia University.

Creșterea exponențială a numărului de cutremure din zona centrală a Statelor Unite este „aproape cu certitudine” legată de activitățile umane și poate fi pusă pe seama evacuării apelor reziduale rezultate din forajul petrolier, susțin și cei de la US Geological Survey. În ultimele trei decenii dinainte de anul 2000, în regiune se consemnau, în medie, 21 de evenimente seismice pe an. Numărul lor a avansat la 50 în 2009, 87 în 2010 și 134 în 2011.

În plus, polițele uzuale de asigurare a locuințelor și a altor construcții și proprietăți nu acoperă riscul de cutremur provocat în urma activităților de foraj petrolier.

Soluțiile vin prin inovație

Îngrijorările legate de amplificarea activității seismice au dus, de altfel, la interzicerea temporară în Marea Britanie a fracturării hidraulice. Moratoriul a luat sfârșit anul trecut, după adoptarea unor standarde de foraj, inclusiv a unei reguli potrivit căreia orice operațiune urmează să fie suspendată deîndată ce sunt consemnate evoluții seismice neobișnuite.

Din același motiv, industria americană de petrol și gaze caută soluții alternative de evacuare a apelor reziduale, care să nu prezinte riscuri seismice. Printre opțiunile posibile se numără reciclarea apelor reziduale, prin tratamente de purificare, astfel încât acestea să nu mai fie îngropate în puțuri petroliere dezafectate.

Potrivit unui studiu de anul trecut, necesitatea de a recicla apele reziduale rezultate din forajul prin fracturare hidraulică ar putea crea o industrie specializată în tratamentul acestor ape cu afaceri de 9 miliarde de dolari până în 2020, în Statele Unite. Aceste ape reziduale tratate ar urma să fie reutilizate tot în industria extractivă, nu și pentru alte destinații. 

O metodă de tratare de ultimă generație se află în prezent în studiu la University of Minnesota. Aceasta presupune purificarea apelor reziduale rezultate din fracturarea hidraulică cu ajutorul unor bacterii.

Cercetătorii din Minnesota au în vedere confecționarea de „mărgele” de silicon, de câțiva centimetri, care să aibă în interior bacterii care au capacitatea de a asimila substanțele chimice periculoase conținute în apele reziduale provenite de la forajul prin fracturare hidraulică. Aceste obiecte ar urma să fie montate în instalațiile de filtrare ale stațiilor de tratare a apei.