UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO LAMBAYEQUE
FACULTAD DE INGENIERA QUMICA E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
RELACION SISMOS Y EXTRACCION DE GAS
ASIGNATURA: TECNOLOGIA DEL PETROLEO
DOCENTE : HERNANDEZ ORE JOSE
ESTUDIANTE :LOPEZ NEIRA LESLI
Lambayeque, Octubre 2014.
RELACION EXTRACCION DE GAS SISMOS
Introduccin:
Las actividades humanas pueden inducir sismos de cierta
consideracin en lugares donde la estructura geolgica del suelo es
propensa a ello, es decir, aquellas zonas ya fracturadas y
sometidas a tensiones que facilitan una nueva rotura. Adems las
tensiones provocadas por la actividad humana deben ser suficientes
para desencadenar la rotura. La simultaneidad de estos factores es
relativamente complicada y slo se da en los casos particulares como
son en la extraccin de gas .
Sismicidad inducidaLa sismicidad inducida ocurre cuando las
actividades humanas causan movimientos en una falla latente. Puede
ser producida por numerosas actividades como la remocin de
material, por ejemplo en la minera, o por la adicin de fluidos que
lubrican la zona de falla, como la construccin de diques y llenado
de embalses o la inyeccin de agua en yacimientos de petrleo o de
gas.
Por la naturaleza del proceso de fracturacin de la roca de
esquisto, la fracturacin hidrulica tambin puede producir sismicidad
inducida, aunque en una escala muy inferior a otras actividades,
como la minera o el llenado de embalses.
El gas natural es una mezcla de gases orgnicos, que se explota
desde hace siglos. Tradicionalmente se han venido explotando las
reservas de ms fcil acceso y mayor rendimiento (explotaciones
convencionales). Sin embargo, en los ltimos aos estn cobrando
relevancia en trminos productivos yacimientos que suponen un reto
cada vez mayor por su elevada dificultad tcnica y escasa
rentabilidad. Esto es debido a un contexto econmico favorable que
ha disparado el precio de los hidrocarburos, a la irreversible
declinacin de las reservas tradicionales y a avances en las tcnicas
de perforacin horizontal (o dirigida) y fractura hidrulica.
Asimismo Algunas operaciones de extraccin de gas que implican la
inyeccin de agua subterrnea pueden causar terremotos, aunque el
riesgo de la tcnica de fractura hidrulica es generalmente bajo,
pero existe una tcnica llamada Captura y Almacenamiento de Carbono
(CCS, por sus siglas en ingls), que tiene como objetivo reducir las
emisiones de dixido de carbono a la atmsfera mediante la captura,
licuefaccin e inyeccin subterrnea de grandes volmenes de carbono,
puede potencialmente inducir grandes eventos ssmicos.
Actualmente se tiene certeza de que si como consecuencia de
eliminacin de desechos en solucin, o en suspensin, stos se inyectan
en el subsuelo, o por inyeccin de CO2 o gases y extraccin de
hidrocarburos, en las regiones ya sometidas a fuertes tensiones se
provoca un brusco aumento de la presin intersticial y una
intensificacin de la actividad ssmica. Esta sismicidad se puede
prever con antelacin en algunos casos en otros es de difcil
previsin porqu aunque las decisiones sean basadas en la ciencia,
siempre deben tratar con incertidumbres, y los errores pueden ser
costosos o incluso letales.
Qu es la magnitud e intensidad de un sesmoLa sismicidad inducida
ocurre cuando las actividades humanas causan movimientos en una
falla latente. Puede ser producida por numerosas actividades como
la remocin de material, por ejemplo en la minera, o por la adicin
de fluidos que lubrican la zona de falla, como la construccin de
diques y llenado de embalses o la inyeccin de agua en yacimientos
de petrleo o de gas. Por la naturaleza del proceso de fracturacin
de la roca de esquisto, la fracturacin hidrulica tambin puede
producir sismicidad inducida, aunque en una escala muy inferior a
otras actividades, como la minera o el llenado de embalses.
Casos de sismicidad inducida:
Sismicidad inducida por extraccin de gas convencional y
forzada
Este caso es otra fuente de sismicidad, aunque de escasa
relevancia. Teniendo en cuenta la cantidad de pozos de petrleo y
gas que se explotan a lo largo y ancho del mundo, y son una nfima
parte aquellos que generan alguna sismicidad. En EE.UU. donde
existen miles de campos petrolferos y de extraccin de gas, el
National Research Council, contaba en 2012 con tan slo 38 campos
que haban registrado sismicidad, y nunca superior a M4.
Por otra parte tambin existe el caso de una alta sismicidad
asociada a la extraccin de petrleo y gas. En Gazli, Uzbekistn,
donde la sismicidad natural es baja, se han llegado a medir sismos
de M7 asociados a dicha extraccin en varias ocasiones. Teniendo en
cuenta la extraccin forzada, es decir, la inclusin de fluidos en
los yacimientos para aumentar su presin y as obtener un mayor
porcentaje de aprovechamiento, tan slo se ha llegado a constatar la
induccin de un sismo de magnitud 4.6. Datos de EE.UU. , donde slo
en Texas existen ms de 108.000 licencias de pozos de extraccin
forzada, (NRC, 2012).
Sismicidad por inyeccin de agua sobrantes
De la misma forma que la inyeccin de otros fluidos, las aguas
procedentes de las labores de extraccin de gas y petrleo que se
inyectan en el subsuelo pueden producir sismos de magnitud similar
a otras operaciones de inyeccin. En EE.UU. existen ms de 10.000
pozos con licencia para inyectar aguas sobrantes de la industria
petrolfera. La cantidad de sismos generados con M3 es elevada y la
magnitud del sismo mayor alcanz M4.3
La tcnica de la reinyeccin de aguas residuales se utiliza desde
hace dcadas en todo el mundo, en zonas de tradicin petrolera, para
eliminar aguas residuales, especialmente enormes cantidad desde
agua no potable que salen a la superficie asociada a la extraccin
de petrleo convencional. Tambin, en muchos lugares, se inyectan
fluidos de otras industrias que utilizan agua en sus procesos de
produccin, entre ellas, las de la fracturacin hidrulica.
La eliminacin de agua residual en pozos profundos diseados para
ello tiene el potencial de inducir terremotos lo suficientemente
potentes como para preocupar a la sociedad, asegura William
Ellsworth, especialista en sismologa del Servicio Geolgico de
Estados Unidos (USGS). Es muy comn eliminar los lquidos residuales,
no solo procedentes de fracking, sino de muchas otras fuentes,
mediante este tipo de pozos en Estados Unidos, donde hay ms de
30.000. Solo unos cuantos se han asociado con terremotos,
explica.
Sismicidad inducida por Fracturacin Hidrulica
La tcnica para extraer gas natural de yacimientos no
convencionales se denomina fracking. Se trata de explotar el gas
acumulado en los poros y fisuras de ciertas rocas sedimentarias
estratificadas de grano fino o muy fino, generalmente arcillosas o
margosas, cuya poca permeabilidad impide la migracin del metano a
grandes bolsas de hidrocarburos. Para ello es necesario realizar
cientos de pozos ocupando amplias reas (la separacin entre ellos
ronda entre0,6 a 2 km) e inyectar en ellos millones de litros de
agua cargados con un cctel qumico y txico para extraerlo.
La fracturacin hidrulica se usa para extraer los ltimos recursos
de gas almacenados en pizarras impermeables y tambin para favorecer
la extraccin de calor en instalaciones geotrmicas. Se trata de
fracturar las rocas en profundidad mediante inyecciones de agua a
presin.
Este proceso conlleva una serie de impactos ambientales, algunos
de los cuales an no estn plenamente caracterizados o comprendidos,
entre ellos contaminacin de las aguas subterrneas, contaminacin
atmosfrica, emisin de gases de efecto invernadero (metano),
terremotos (sismicidad inducida), contaminacin acstica e impactos
paisajsticos. Adems de estos impactos, tambin se debe tener en
cuenta los relacionados con el trfico de camiones para transportar
el gas extrado, el consumo de agua y la ocupacin del
territorio.
La fracturacin hidrulica produce habitualmente microsesmos que
son demasiado pequeos para ser detectados excepto por aparatos de
medida de precisin, pero a veces desencadena sesmos mayores que
pueden ser sentidos por la poblacin local. Estos eventos a veces se
utilizan incluso para obtener un registro vertical y horizontal de
la extensin de la fractura.
Hasta finales de 2012, se haban producido 4 ejemplos de
sismicidad inducida por la fractura hidrulica, desencadenando
sesmos capaces de ser sentidos por la poblacin: uno en Estados
Unidos, otro en Canad, y dos en Reino Unido.8 53 54 La inyeccin de
agua de deshecho proveniente de las operaciones de fracking en
pozos de agua salada puede causar mayores temblores, habindose
registrado hasta de magnitud 3,3 (Mw).55
Varios terremotos en 2011 en Youngstown (Ohio) (incluyendo uno
de magnitud 4,0) estuvieron probablemente relacionados con la
inyeccin de agua de deshecho procedente de prcticas de fracking,8
de acuerdo a sismlogos de la Universidad de Columbia. Aunque las
magnitudes de estos sesmos han sido por lo general pequeas, el
Servicio Geolgico de los Estados Unidos ha informado de que no est
garantizado que terremotos mayores no puedan tener lugar.
Un informe del Reino Unido concluy que la fracturacin hidrulica
era muy probablemente la causa de dos pequeos temblores (de
magnitudes 2,3 y 1,4 en la escala Richter) que tuvieron lugar
durante prcticas de fracturacin hidrulica en abril y mayo de 2011.
Estos temblores fueron sentidos por la poblacin local. Debido a
estos dos eventos, la sismicidad se encuentra entre los impactos ms
asociados a la fractura hidrulica por la opinin pblica en Reino
Unido.
Adems, la frecuencia de los sesmos se ha ido incrementando. En
2009, hubo 50 terremotos por encima de magnitud 3,0 en el rea de
los estados de Alabama y Montana, mientras que en 2010 se
produjeron 87. En 2011 hubo 134 sesmos en la misma rea, un
incremento de 6 veces respecto a los niveles del siglo XX.
Sismicidad inducida por la Geotermia
La explotacin del calor de la tierra, extrayndolo de zonas
profundas es un procedimiento novedoso y de gran potencial. Una de
las mayores instalaciones se encuentra en Carolina del Norte, y
viene operando desde 1965 con una capacidad generadora de 735 Mw y
420 pozos.La extraccin de vapor ha generado sismicidad inducida con
sismos de magnitud M>4,siendo el mayor de M=4.67 en 2008. Un
acuerdo con las comunidades de vecinos prximas permite la
continuidad de la explotacin. No es el caso de Basilea, Suiza,
donde una central de este tipo cerr tras crear un sismo de M=3.4
por la fuerte presin social.
Casos ms conocidos de sismos causados por extraccin de gas:
El caso del proyecto Castor
El 8/09/2013 comenz una secuencia de terremotos que tienen el
hipocentro al Sur del delta del Ebro frente a la costa de
Castelln-Tarragona. Durante las operaciones, desde el 9 de
septiembre, empezaron a registrarse microsismo, contabilizndose
cerca de 300 en todo este periodo desde entonces. Posteriormente a
la paralizacin de las operaciones, desde el da 17 de septiembre los
sismos empezaron a subir de M1.5 a M2.5, siguiendo as todos los das
hasta la madrugada del da 24 en que se registr un temblor de M3.6,
el da 25 otro de M3.0, pero el que alarm a toda la poblacin fue el
que se produjo el martes 1 de octubre, que alcanz ya la M4.2,
seguido por otro de M4.1 em la madrugada del da 3 del mismo
mes.
Estos terremotos, con epicentro en las islas Columbretes, son
los de mayor magnitud en el rea desde el ao 1975, lo que revela que
la zona es muy poco ssmica. Lo interesante de la cuestin es que,
fue durante las dos semanas despus de terminar las operaciones de
inyeccin, cuando se produjeron los terremotos de mayor magnitud, lo
que nos indica que hay un desfase entre el llenado y los sismos que
revela que los cambios no son inmediatos, y por tanto no
predecibles como para adoptar medidas preventivas.
Segn el catedrtico de geologa Jos Luis Simn, la asociacin
temporal entre la inyeccin de gas en el subsuelo y la ocurrencia de
terremotos parece demostrar una relacin causa-efecto. En su opinin,
la inyeccin de gas provoc un cambio en el estado de tensiones del
terreno, contrarrestando (haciendo de colchn o amortiguador) una
parte de la presin confinante producida por el peso de las rocas.
La tensin cortante o de cizalla, la que tiende a mover las fallas,
se mantena sin embargo constante. As, dichas fallas, sometidas a
las tensiones naturales pero habitualmente bloqueadas en su
movimiento mientras la presin perpendicular las mantiene sujetas,
han podido sufrir un movimiento brusco al liberarse esta ltima. Los
terremotos no seran causados realmente por la inyeccin del fluido,
pero s inducidos o detonados. Son terremotos que, tarde o temprano,
se habran producido en la zona, pero la inyeccin los adelanta y los
concentra en el tiempo.
Los hechos acontecen en un contexto en el que se mezcla el
conocimiento geolgico de unas cosas (que aconsejaran tomar medidas
de prevencin) con el desconocimiento geolgico de otras (que
aconsejaran aplicar el principio de cautela). Por ejemplo, los
gelogos saben que la inyeccin de sustancias en el subsuelo (agua,
gases) provoca movimientos ssmicos de pequea magnitud, pero que
potencialmente pueden provocar otros de mayor magnitud.
Tambin se sabe que en la corteza terrestre sumergida de la zona
de Castor hay numerosas fallas tectnicas sometidas a tensin
permanente debido a un proceso que ocurre en esta zona desde hace
millones de aos, causadas por un estiramiento o extensin de la
corteza terrestre en la horizontal, consecuencia del cual es el
propio hundimiento del golfo. Muchas de esas fallas estn tambin
tierra adentro; se conoce su evolucin y tienen abundantes
evidencias de actividad cuaternaria reciente, por lo que pueden
considerarse como fallas activas, conocidas por la ciencia desde
hace veinte aos.
La explotacin petrolfera (hoy de almacenamiento de gas) Castor,
est precisamente encima de una de estas fallas, la falla de
Amposta, de 51 km de longitud (a unos 10-12 km del punto de
inyeccin), y otras dos de 18 y 31 km, que de haberse activado
habran producido terremotos de mayor magnitud, por lo que
seguramente esta operacin afortunadamente solo ha provocado o
activado una falla de menor dimensin. En efecto, el mencionado
profesor Simn dice al respecto que Si la sobrepresin del gas
llegase a afectar a una de las fallas importantes, podra
desencadenarse en ella un movimiento y, en consecuencia, un
terremoto de magnitud mayor que la registrada hasta ahora.
Por ejemplo, una falla de 10-15 kilmetros de longitud puede
producir terremotos de magnitud Richter de 6 a 6,5 en ciclos de
varios miles de aos. Cada vez que se produce uno, la tensin se
relaja, pero empieza otro periodo de miles de aos en que se va
recargando. Si se diese la circunstancia de que el ltimo terremoto
se produjo hace 10.000 aos y, en condiciones naturales, el
siguiente habra de producirse dentro de otros mil, la inyeccin de
gas podra hacer que ocurriese ahora, y sera casi tan fuerte como el
mximo que la falla es capaz de provocar.
Sismo en OklahomaEl terremoto de magnitud 5,6 que sacudi
Oklahoma en 2011 fue causado por procedimiento conocido como
fracturacin hidrulica, segn cientficos en Estados Unidos.El sismo,
de magnitud 5,6 en la escala de Richter, fue el principal
registrado en la historia del estado y sera mayor vinculado hasta
ahora a la polmica tecnologa de extraccin de gas.En un estudio
publicado en la revista Geology, cientficos de la Universidad de
Oklahoma, el Servicio Geolgico de Estados Unidos y la Universidad
de Columbia advierten sobre los potenciales de miles de sitios de
fracturacin hidrulica en el pas, y llaman a un mayor monitoreo por
parte de las autoridades. Sin embargo, el servicio geolgico del
estado sostiene que el sismo se debi a causas natural.El terremoto
del 6 de noviembre de 2011 dej dos heridos y detruy 14 hogares.La
fracturacin hidrulica, denominada en ingls hydraulic fracturing o,
es un tcnica para extraer gas y crudo del subsuelo. Consiste en
inyectar a alta presin principalemente eagua, arena y productos
qumicos para ampliar las fracturas en el sustrato rocoso que
encierra el gas y permitir su salida.
Terremotos en Lancashire.En junio de 2011, dos terremotos
ocurridos en Reino Unido obligaron a parar las actividades de
exploracin que se haban iniciado en Lancashire. El Servicio
Geolgico Britnico dijo que las correlaciones entre los terremotos,
el momento delas operaciones de fractura hidrulica y la proximidad
delos terremotos al yacimiento, sealan a los terremotos como
resultado del proceso de fractura hidrulica. Generacin de
Terremotos. El Ejrcito de los EE.UU. y el Servicio Geolgico de
EE.UU., tras ms de cincuenta aos de investigacin han confirmado a
nivel federal que la inyeccin de fluido" de fracking introduce
inestabilidad a niveles subterrneos y es un factor que induce una
mayor actividad ssmica. El 5 de noviembre de 2011 un terremoto de
magnitud 5,6sacudi Oklahoma. Hasta hace dos aos Oklahoma
normalmente tena unos 50terremotos al ao, pero en2010, hubo 1.047
terremotos.
Los terremotos de Ohio relacionados con el Fracking
Gelogos en Ohio han relacionado por primera vez terremotos en
una formacin geolgica situada bajo los Apalaches con la fractura
hidrulica, y esto llev al estado el viernes a fijar nuevas
condiciones, que estn entre las ms estrictas a nivel nacional, para
otorgar permisos en reas determinadas.
Una investigacin estatal sobre cinco temblores menores ocurridos
en la zona de Youngstown, al pie de los Apalaches, determin el mes
pasado que la tarea de inyectar arena y agua que acompaa la
fractura hidrulica o fracking, en el yacimiento de gas de esquisto
de Utica puede haber incrementado la presin en una pequea falla
desconocida, afirm el director de State Oil & Gas, Rick
Simmers. Simmers se refiri a la relacin como "probable."
Aunque estudios previos haban relacionado los terremotos con los
pozos de inyeccin profunda de disposicin de aguas residuales, esta
es la primera vez que se vinculan directamente los temblores en la
regin con fracking, sostuvo Simmers. Los cincos eventos de
actividad ssmica de marzo no pudieron ser percibidos fcilmente por
la poblacin.El boom de las perforaciones de gas y petrleo tiene
como objetivo general diferentes formaciones rocosas en toda la
nacin, por lo que los hallazgos de Ohio pueden no tener demasiada
relevancia para otras reas, salvo quizs pueda influir en la
percepcin pblica acerca de la seguridad de la fractura hidrulica.
Las clases de terremotos conectados con la industria son
generalmente de pequea escala y no son percibidos fcilmente, pero
la idea de que la actividad humana est ocasionando que la tierra
tiemble a menudo, no es bien recibida. El estado afirma que la
empresa que desencaden los terremotos en Ohio estaba siguiendo las
reglas y pareca estar empleando las prcticas habituales. Solamente
tuvo mala suerte, sostuvo Simmers.
Gerry Baker, director ejecutivo adjunto de la Interstate Oil and
Gas Commission, afirm que los entes reguladores estatales en toda
la nacin estudiarn el caso de Ohio en busca de consecuencias para
la industria de las perforaciones. Un consorcio de estados ya ha
iniciado las discusiones.
La fractura hidrulica conlleva inyectar grandes volmenes de
agua, arena y sustancias qumicas en el subsuelo para abrir
formaciones rocosas permitiendo la salida de gas y petrleo. Las
mejoras teconolgicas han permitido a las empresas ganar acceso a
grandes depsitos de gas natural pero han hecho surgir la inquietud
generalizada de que podra ocasionar contaminacin del agua
subterrnea-y, es cierto, terremotos.
Un informe realizado con fondos gubernamentales difundido en
2012 descubri que dos casos de temblores a nivel mundial se pueden
atribuir a la verdadera extraccin de gas y petrleo, ms que a la
disposicin de aguas residuales en el subsuelo se trata de un
terremoto de magnitud 2.8 en Oklahoma y uno de magnitud 2.3, en
Inglaterra. Ambos tuvieron lugar en 2011.
Ms tarde el gobierno canadiense vincul los terremotos de 2009 y
2011,en la cuenca de Horn River en British Columbia, al fracking.
Estos eventos llevaron a adoptar regulaciones ms estrictas que,
segn informes periodsticos, tuvieron muy poco efecto en el ritmo o
en el nmero de las perforaciones.
Pero para la regin comprendida entre Ohio, Pennsylvania y West
Virginia, donde las empresas de energa han perforado miles de pozos
de gas no convencional en recientes aos, es una prioridad.
El yacimiento de combustible no convencional de Utica se
encuentra debajo del muy nombrado Marcellus Shale, que es mucho ms
fcilmente accesible y es considerado una de las reservas de gas ms
importantes del mundo.
Glenda Besana-Ostman, una ex sismloga del Departmento de
Recursos Naturales de Ohio, confirm los hallazgos y es la primera
en el rea en sugerir la existencia de una conexin entre los
terremotos y el fracking. Un pozo de inyeccin profunda de aguas
residuales en la misma regin de Ohio se determin como la causa
probable de una serie de terremotos que ocurrieron en 2012.
Segn las nuevas condiciones para el otorgamiento de permisos,
todos los nuevos sitios de perforacin dentro de las 3 millas de una
falla conocida o de sismos de magnitud 20 mayor deben instalar
equipo de monitoreo sensible a la actividad ssmica. Los resultados
estarn directamente disponibles para los entes reguladores, sostuvo
Simmers, lo que demuestra que el estado no confa en que quienes
operan las perforaciones provean esta informacin
voluntariamente.
Si se percibe actividad ssmica de magnitud 1.0 o superior, las
perforaciones debern detenerse para evaluacin. Si se encuentra un
vnculo, la operacin se detendr."Aunque no podemos estar nunca 100
por ciento seguros de que las actividades de perforacin estn
conectadas a un evento ssmico, la precaucin indica que debemos
adoptar estos nuevos pasos para proteger la salud humana, la
seguridad y el ambiente, afirm James Zehringer, director del
departamento de recursos naturales de Ohio.
Ohio tambin ha impuesto una moratoria indefinida a las
perforaciones en el sitio de los terremotos de marzo. El estado est
permitiendo que la extraccin de gas y petrleo contine en los cinco
pozos ya existentes en el sitio.
Tales eventos relacionados con fracking son "extremadamente
raros," afirm Shawn Bennett, un portavoz del grupo industrial
Energy In Depth, que describi las nuevas reglas como salvaguardas
que van a prevenir que se produzcan terremotos similares en el
futuro en Ohio.
Anexos:
http://www.bbc.co.uk/mundo/ultimas_noticias/2013/03/130327_terremoto_oklahoma_am.shtmlhttp://geologicas.ucm.es/data/cont/docs/19-2014-02-05-Tribuna%20Complutense%20139%20Castor20.pdf
Conclusiones:
La Fractura Hidrulica, combinada con la perforacin horizontal a
grandes profundidades, es una tcnica agresiva usada para explotar
las ltimas reservas de gas natural. Son tecnologas complejas y
costosas y la extraccin es menos rentable que en las reservas que
se explotan convencionalmente, y adems provocan sismos e incluso
terremotos.
Se debe evaluar tcnicamente el proyecto para no tener problemas
en un futuro ya sea por la ubicacin u otros problemas
susitados.
Expertos y mediadores en la materia deben poder ir al territorio
a explicar y recoger la demanda social hacia el proyecto, actuando
con transparencia, conocimiento y compromiso.
En cuanto a la gestin poltica: despus de cumplir estas
condiciones previas y teniendo en cuenta todas las variables debe
tomar una decisin poltica junto con la ciudadana.
BIBLIOGRAFIA
http://www.bbc.co.uk/mundo/noticias/2014/09/140916_ciencia_fracking_mas_sismos_estados_unidos_evidencias_np
http://es.wikipedia.org/wiki/Fracturaci%C3%B3n_hidr%C3%A1ulica
http://www.excelsior.com.mx/nacional/2014/08/24/977860#imagen-1
http://www.eluniversal.com.mx/el-mundo/2014/cientificos-vinculan-extraccion-petrolera-sismos-eu-1023280.html
http://laverdadconspiranoica.com/2014/07/05/wwf-europa-esta-bajo-la-amenaza-de-sismos-por-la-extraccion-de-gas-mediante-fracking/
http://fractura-hidraulica.blogspot.com/2014/04/los-terremotos-de-ohio-relacionados-con.html
