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Fracking

Fracking

Fraturamento hidráulico ou fraturamento geotécnico é a exploração da pressão de um fluido, tipicamente água, para criar e depois propagar uma fratura em uma camada de rocha no subsolo. O fracking é realizado após uma perfuração em uma formação rochosa contendo hidrocarbonetos (óleo ou gás natural). O objetivo é aumentar a permeabilidade. Melhorar a permeabilidade melhora a produção de petróleo ou gás contido no subsolo e aumenta sua taxa de recuperação.

As fraturas hidráulicas nas rochas podem ser naturais e criadas por humanos; eles são criados e aumentados pela pressão do fluido contido na fratura. As fraturas hidráulicas naturais mais comuns são diques e camadas de cordões, além de rachaduras causadas pelo gelo em áreas com climas frios. As fraturas provocadas pelo homem são profundamente induzidas em níveis precisos de rocha dentro dos campos de petróleo e gás. Eles são espalhados pelo bombeamento de fluido sob pressão e, em seguida, mantidos abertos pela introdução de microesferas de areia, cascalho e cerâmica como um material de preenchimento permeável. Desta forma, as fraturas criadas não podem ser fechadas quando a pressão da água falha.

Pedidos de simulação

A técnica de fraturamento hidráulico é usada para aumentar ou restaurar a velocidade de extração de fluidos como petróleo, gás e água, incluindo depósitos não convencionais, como carvão ou rochas betuminosas. O fraturamento permite a extração de hidrocarbonetos a partir de rochas permeáveis (por exemplo, calcário compacto, como arenito cimentado e argila), do qual poderia fluir em quantidades que permitissem a extração a uma taxa economicamente viável.

Por exemplo, a fratura permite a extração de gás natural de rochas betuminosas, um material extremamente impermeável.

As fraturas induzidas aumentam a permeabilidade da rocha ao redor do poço, aumentando o fluxo de extração.

Embora o principal uso industrial de fraturamento hidráulico seja estimular a extração de combustíveis fósseis, petróleo e gás natural, também é utilizado:

  • na construção de poços de água.
  • para preparar as rochas para perfuração de mineração
  • faz processos para reduzir perdas (geralmente vazamentos de hidrocarbonetos)
  • Descartar vazamentos injetando-os em formações rochosas adequadas
  • como um método para medir as tensões na crosta terrestre.

Metodologia da fratura hidráulica

Uma fratura hidráulica é criada bombeando-se o fluido de fraturamento no poço, com pressão suficiente para superar o gradiente de fratura da rocha. Isso causa uma ou mais rachaduras nas quais o fluido entra, causando uma extensão adicional. Para manter a fenda aberta após a interrupção do fluido de bombeamento, é adicionado um material sólido. Este material é chamado de agente de suporte. Normalmente este material é composto por grânulos selecionados de areia de quartzo ou microesferas cerâmicas. Esse material adicionado nas fraturas causadas pelo fraturamento impede o fechamento total da perda de pressão, preservando uma passagem de alta permeabilidade para o fluido combustível fóssil que será extraído.

Perfurar um buraco produz fragmentos de rocha e detritos que podem escorregar em rachaduras e poros na parede do poço, parcialmente vedando o poço e reduzindo a permeabilidade: o fraturamento hidráulico pode restaurar um Fluxo adequado de extração do depósito. Por essa razão, é uma medida padrão adotada em todos os poços perfurados em rochas de baixa permeabilidade, e aproximadamente 90% de todos os poços de gás natural nos Estados Unidos usam fraturamento hidráulico para produzir gás a um preço competitivo.

O fluido injetado nos poços de fraturamento pode ser água, gel, espuma ou gás comprimido, como nitrogênio, dióxido de carbono ou ar simples. Vários tipos de materiais sólidos de manutenção também são usados: geralmente areia, mas também areia com revestimentos de resina ou esférulas de cerâmica.

Para detectar o tamanho e a orientação de fracturas provocadas, é realizada uma monitorização microseismic durante a bombagem da fractura, a instalação de matrizes geofone em poços adjacentes. Ao mapear os microssistemas devido a fraturas crescentes, podemos deduzir a geometria aproximada das fraturas. Outras informações importantes sobre as tensões induzidas nas rochas são obtidas pela colocação de matrizes inclinométricas.

O equipamento de fratura padrão usado em campos de petróleo inclui um misturador dinâmico, uma ou mais bombas de alta pressão e alto fluxo (geralmente bombas triplas ou quíntuplos) e uma unidade de monitoramento sísmico. Outros materiais necessários são tanques, tubos de alta pressão, unidades aditivas e manômetros para controlar a pressão, fluxo e densidade do fluido durante a injeção. A pressão e os valores de fluxo do fluido variam muito nas várias fases: a injeção começa com baixa pressão e fluxo também de 265 litros por minuto. Na fase de estresse, a pressão aumenta para 100 MPa e o fluxo diminui gradualmente.

Vantagens e desvantagens do fracking

Aspectos económicos

Uma das grandes vantagens dessa técnica é que ela permite a exploração de reservas de gás antes consideradas inatingíveis. Esses sites oferecem grandes benefícios para países, comunidades locais e indústrias. Além disso, diferentes países ajudam a alcançar maior independência energética com sucessivos benefícios geoestratégicos.

Luta contra as alterações climáticas

Inicialmente, essa técnica recebeu apoio de diferentes setores, incluindo grupos ambientais. Isto deveu-se ao facto de a queima de gás emitir menos CO2 do que a queima de carvão ou petróleo. No entanto, pesquisas posteriores questionaram as vantagens dessa técnica na luta contra a mudança climática. Por um lado, o gás natural próprio (CH4) é um potente gás de efeito estufa, sendo sua filtração direta na atmosfera muito perigosa durante o processo de extração.

Por outro lado, a corrida pela exploração desses locais pode, segundo os comentários dos especialistas, estagnar no desenvolvimento de fontes de energia verdadeiramente limpas e renováveis, como energia solar fotovoltaica, energia eólica, energia geotérmica ou energia hidraulica. Além disso, outros especialistas argumentam que, embora a queima de gás seja mais limpa do que a queima de combustíveis fósseis tradicionais, o aumento global do consumo de energia levaria inevitavelmente à mudança climática.

Impacto nas águas subterrâneas

Um dos problemas derivados do fracking é a possível contaminação dos poços e aquíferos que fornecem água potável à população. A indústria argumenta que as barreiras de cimento introduzidas nas perfurações impedem a possível passagem de substâncias nocivas para as camadas de água subterrânea onde se pode encontrar água potável.

No entanto, várias investigações da Duke University e da EPA mostraram a presença de metano, solventes químicos e outras substâncias em amostras de água colhidas perto dos furos.

Impacto nas águas superficiais

Durante o processo de fraturamento, uma parte considerável da mistura de água, produtos químicos e areia que é injetada na perfuração retorna à superfície. Além disso, nesse processo, a água transporta substâncias que ficaram presas na profundidade até a superfície.

Este lixo é altamente poluente e pode causar desastres ambientais em caso de vazamentos em rios e depósitos de água na superfície. O exemplo clássico deste possível contaminação ocorreu no Creek Rio Dunkard em setembro de 2009. Uma invasão de algas microscópicas dizimado grande parte da vida indígena do rio. Posteriormente, soube-se que várias empresas haviam descartado ilegalmente a água de vários centros de perfuração.

Uma das alternativas propostas foi tratar essas águas em estações de tratamento tradicionais. No entanto, vários especialistas enfatizaram que essas plantas não estariam preparadas para purificar essas águas completamente, especialmente no que diz respeito à limpeza de substâncias radioativas (rádio).

História do fracking

A técnica de melhorar a produtividade de um poço de petróleo por fracking data da década de 1860, quando na Pensilvânia, com o uso de nitroglicerina, a produção de alguns poços perfurados em rochas sólidas foi melhorada.

A tecnologia de fraturamento aplicando pressão sobre a rocha usando fluido hidráulico, para estimular o suprimento de petróleo dos campos menos produtivos, foi produzida nos Estados Unidos em 1947 pela Stanolind Oil and Gas Corporation no campo em Hugoton, Kansas. A primeira empresa a patentear uma técnica de fraturamento hidráulico foi a Haliburton Well Cement Oil Company, em 1949. Essa prática, dado o aumento da produção que causou, rapidamente se espalhou pela primeira vez em toda a indústria petrolífera dos EUA. UU e depois todo mundo.

Riscos ambientais derivados do fracking

O fraturamento hidráulico está sendo monitorado internacionalmente devido a preocupações com os riscos de contaminação química de águas subterrâneas e do ar. Em alguns países, o uso dessa técnica foi suspenso ou mesmo proibido.

Em março de 2014, a revista Endocrinology publicou um artigo sobre a mineração em Colorado, intitulado "Actividades de receptores de estrogênios e androgênios produtos químicos de fraturação hidráulica e de superfície e águas subterrâneas em uma região de perfuração de alta densidade" ... Os pesquisadores analisaram as águas do condado de Garfield, no Colorado, onde os poços de gás de xisto estão muito presentes. A amostragem mostrou que mesmo a presença de "níveis moderados" de substâncias químicas nos fluidos usados para fazer o fracking tinha o potencial de interferir no funcionamento hormonal normal. Um dos colaboradores do estudo, Christopher Kassotis, argumenta que altos níveis de perturbação no funcionamento dos hormônios estão relacionados à infertilidade, câncer e danos ao nascer.

Riscos sísmicos derivados da fraturação hidráulica

As técnicas de microfragmentação hidráulica do sedimento podem, em alguns casos, gerar uma micro-sismicidade induzida altamente localizada. A intensidade desses microssistemas é geralmente bastante limitada, mas pode haver problemas locais de estabilidade do solo quando os sedimentos são rasos.

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Última revisão: 15 de outubro de 2019