A profundidade da camada de rocha que serve como local de descarte de águas residuais produzidas durante a extração de petróleo não convencional desempenha um papel significativo em se esse descarte desencadeia terremotos nos EUA. de acordo com um novo estudo que aborda o assunto de forma ampla.

A pesquisa publicada em Cartas de pesquisa sismológica revisou dados sobre descarte de águas residuais para locais de petróleo em Oklahoma, Montana oriental, oeste da Dakota do Norte, Texas e Novo México.

Os níveis de sismicidade são mais altos em Oklahoma em comparação com os outros estados, em parte porque as águas residuais são injetadas mais profundamente no solo em Oklahoma, mais perto da rocha do porão subjacente, de acordo com a autora do estudo, Bridget Scanlon, da Universidade do Texas em Austin e seus colegas.

O volume cumulativo de águas residuais injetadas na terra em Oklahoma também é maior do que em outras áreas produtoras de petróleo, e também pode estar ligada ao aumento das taxas de sismicidade no estado, concluíram os pesquisadores.

As descobertas diferem de um estudo anterior baseado em dados no meio do continente, que não encontrou uma correlação significativa entre o volume total de águas residuais descartadas, ou entre a profundidade da injeção, e aumento da sismicidade. O novo estudo contém 3,5 anos adicionais de dados sobre o volume de injeção e sismicidade em Oklahoma, Contudo, e também usa um novo mapa de profundidade da rocha do embasamento, disse Scanlon.

Produção não convencional de petróleo nos EUA, que extrai petróleo de xistos e rochas compactas usando fraturamento hidráulico e poços horizontais, tem sido associada a um aumento de terremotos induzidos por humanos em todo o continente dos Estados Unidos por quase uma década. O principal impulsionador desse aumento na sismicidade é a injeção de água residual produzida por extração, o que aumenta a pressão dos poros dentro das rochas e pode afetar a tensão ao longo das falhas nas camadas de rocha selecionadas para disposição.

O "aperto" das camadas de rocha produtora de petróleo nesses locais significa que as águas residuais não podem ser injetadas de volta nas mesmas camadas, então, as empresas acharam "mais flexível, "camadas de rocha mais permeáveis ​​para perfurar poços de eliminação.

O estudo de Scanlon e colegas examinou as taxas de injeção de águas residuais, volumes de injeção regional cumulativos e proximidade de injeção de rocha de embasamento para reservas de petróleo restrito em Oklahoma, a peça de Bakken (Montana e Dakota do Norte), a peça Eagle Ford (Texas) e a peça Permian (Texas e Novo México).

Muitos dos poços de eliminação de águas residuais em Oklahoma são perfurados em uma camada de rocha chamada Formação Arbuckle, que fica ao lado do porão e é muito mais profundo do que as camadas de rocha usadas para disposição no Bakken, Eagle Ford e Permian jogam.

Poços perfurados na drenagem de água de Arbuckle para a formação sem a necessidade de pressão na cabeça do poço, e a zona rochosa é altamente permeável, o que o torna um local de descarte atraente, disse Kyle Murray, co-autor do estudo do Oklahoma Geological Survey. O Arbuckle também possui poços de extração apenas "em algumas pequenas áreas, portanto, o descarte não diminui os poços produtores. "

A facilidade de usar o Arbuckle como local de descarte pode ser uma razão pela qual os produtores de petróleo escolheram locais de descarte mais profundos em Oklahoma em comparação com as outras regiões, "mas a perfuração de poços mais rasos e o descarte em zonas mais rasas em outras áreas podem estar relacionados à economia. Poços mais profundos são muito mais caros e nem sempre bem-sucedidos, " ele adicionou.

Murray disse que os operadores de campos de petróleo nessas outras regiões também podem saber sobre os estudos que ligam o aumento da sismicidade em Oklahoma à proximidade da injeção à rocha do embasamento, fazendo com que evitem o descarte profundo em seus locais.

Os pesquisadores observaram que suas descobertas são consistentes com a sismicidade reduzida documentada em Oklahoma após as diretivas da Oklahoma Corporation Commission em 2014 e 2016 para reduzir as taxas de injeção e os volumes de injeção regionais, bem como para tampar poços de eliminação perfurados na cave. Essas diretrizes levaram a uma redução de 70 por cento no número de terremotos de magnitude 3,0 ou maiores no estado em 2017, em relação a 2015.

Existem compensações entre injetar águas residuais em camadas de rocha rasas e profundas, observam os pesquisadores. Poços mais rasos, que muitas vezes custam duas a três vezes menos do que poços mais profundos e parecem desencadear níveis mais baixos de sismicidade, pode contaminar aquíferos com água salgada ou interferir nos poços de produção de petróleo.

Scanlon e colegas dizem que uma maneira de reduzir a quantidade total de injeção de águas residuais pode ser redirecionar as águas residuais para o fraturamento hidráulico. “O valor de reutilizar a água produzida para o fraturamento hidráulico é semelhante a reinjetar a água produzida para inundação em reservatórios de petróleo convencionais, para manter a pressão, "Scanlon disse." Reutilizar a água produzida para fraturamento hidráulico reduziria os problemas de abastecimento de água e esgotamento de água relacionado a isso, e também reduziria o descarte de águas residuais e a sismicidade potencial relacionada. "

Esta estratégia pode funcionar melhor em locais onde a água residual produzida é aproximadamente semelhante às quantidades necessárias para o fraturamento hidráulico, Contudo. Em Oklahoma, por exemplo, as operações de fraturamento hidráulico usariam apenas 10% da quantidade de água residual produzida.