Fraturamento hidráulico - Hydraulic fracturing

Fraturamento hidráulico induzido
HydroFrac2.svg
Representação esquemática de fraturamento hidráulico para gás de xisto
Tipo de processo Mecânico
Setor (es) industrial (es) Mineração
Principais tecnologias ou subprocessos Pressão do fluido
Produtos) Gás natural , petróleo
Inventor Floyd Farris, Joseph B. Clark ( Stanolind Oil and Gas Corporation )
Ano de invenção 1947

A fractura hidráulica , também chamado fracking , hydrofracking , e hidrofractura , é uma estimulação bem técnica que envolve a fractura do substrato rochoso formações por um líquido pressurizado. O processo envolve a injeção de alta pressão de "fluido de fraturamento" (principalmente água, contendo areia ou outros propantes suspensos com a ajuda de agentes espessantes ) em um furo de poço para criar rachaduras nas formações rochosas profundas através das quais gás natural , petróleo e a salmoura fluirá mais livremente. Quando a pressão hidráulica é removida do poço, pequenos grãos de propantes de fraturamento hidráulico (areia ou óxido de alumínio ) mantêm as fraturas abertas.

O fraturamento hidráulico começou como um experimento em 1947, e a primeira aplicação comercialmente bem-sucedida ocorreu em 1950. Em 2012, 2,5 milhões de "trabalhos de fraturamento" foram realizados em todo o mundo em poços de petróleo e gás, mais de um milhão nos Estados Unidos. geralmente necessário para atingir as taxas de fluxo adequados em gás de xisto , estanque ao gás , óleo apertado , e metano de hulha poços. Algumas fraturas hidráulicas podem se formar naturalmente em certas veias ou diques . Perfurações e fraturamento hidráulico tornaram os Estados Unidos um grande exportador de petróleo bruto a partir de 2019, mas o vazamento de metano , um poderoso gás de efeito estufa , aumentou dramaticamente. O aumento da produção de petróleo e gás decorrente do boom de fracking de uma década levou a preços mais baixos para os consumidores, com baixas quase recordes da parcela da renda familiar destinada a gastos com energia.

O fraturamento hidráulico é altamente controverso. Seus proponentes defendem os benefícios econômicos de hidrocarbonetos mais amplamente acessíveis , bem como a substituição do carvão por gás natural , que queima de forma mais limpa e emite menos dióxido de carbono (CO 2 ). Os oponentes do fracking argumentam que isso é superado pelos impactos ambientais , que incluem a contaminação das águas subterrâneas e superficiais , a poluição sonora e do ar e o desencadeamento de terremotos , juntamente com os riscos resultantes para a saúde pública e o meio ambiente. A pesquisa determinou que a saúde humana é afetada, incluindo a confirmação de riscos químicos, físicos e psicossociais, como gravidez e resultados de parto, enxaqueca, rinossinusite crônica , fadiga severa, exacerbações de asma e estresse psicológico. A contaminação da água subterrânea foi documentada. A adesão aos regulamentos e procedimentos de segurança são necessários para evitar mais impactos negativos.

Há uma incerteza considerável sobre a escala de vazamento de metano associado ao fraturamento hidráulico e até mesmo algumas evidências de que o vazamento pode cancelar os benefícios das emissões de gases de efeito estufa do gás natural em relação a outros combustíveis fósseis. Por exemplo, um relatório do Fundo de Defesa Ambiental (EDF) destaca essa questão, focalizando a taxa de vazamento na Pensilvânia durante extensos testes e análises que foram encontrados em aproximadamente 10%, ou mais de cinco vezes os números relatados. Essa taxa de vazamento é considerada representativa da indústria de fraturamento hidráulico nos Estados Unidos em geral. A EDF anunciou recentemente uma missão de satélite para localizar e medir as emissões de metano .

Aumentos na atividade sísmica após o fraturamento hidráulico ao longo de falhas dormentes ou anteriormente desconhecidas são, às vezes, causados ​​pelo descarte de injeção profunda de flowback de fraturamento hidráulico (um subproduto de poços fraturados hidraulicamente) e salmoura de formação produzida (um subproduto de óleo e gás fraturados e não fraturados poços). Por essas razões, o fraturamento hidráulico está sob escrutínio internacional, restrito em alguns países e totalmente proibido em outros. A União Europeia está elaborando regulamentos que permitiriam a aplicação controlada de fraturamento hidráulico.

Geologia

Operação de fraturamento Halliburton na Formação Bakken , Dakota do Norte , Estados Unidos
Uma operação de fraturamento em andamento

Mecânica

A fratura de rochas em grande profundidade freqüentemente é suprimida pela pressão devido ao peso dos estratos rochosos sobrejacentes e a cimentação da formação. Este processo de supressão é particularmente significativo em fraturas de "tração" ( Modo 1 ), que exigem que as paredes da fratura se movam contra essa pressão. A fratura ocorre quando a tensão efetiva é superada pela pressão dos fluidos dentro da rocha. A tensão principal mínima torna-se à tração e excede a resistência à tração do material. As fraturas formadas desta forma são geralmente orientadas em um plano perpendicular à tensão principal mínima e, por esta razão, as fraturas hidráulicas em poços podem ser usadas para determinar a orientação das tensões. Em exemplos naturais, como diques ou fraturas preenchidas com veias, as orientações podem ser usadas para inferir estados passados ​​de estresse.

Veias

A maioria dos sistemas de veias minerais é resultado de fraturas naturais repetidas durante períodos de pressão de fluido de poro relativamente alta . O impacto da alta pressão do fluido de poro no processo de formação de sistemas de veias minerais é particularmente evidente em veias "crack-seal", onde o material da veia faz parte de uma série de eventos de fraturamento discretos e material de veia extra é depositado em cada ocasião. Um exemplo de fraturamento natural repetido de longo prazo está nos efeitos da atividade sísmica. Os níveis de estresse aumentam e diminuem episodicamente, e os terremotos podem fazer com que grandes volumes de água conatada sejam expelidos de fraturas preenchidas com fluido. Este processo é conhecido como "bombeamento sísmico".

Diques

Pequenas intrusões na parte superior da crosta , como diques, se propagam na forma de rachaduras cheias de fluido. Nesses casos, o fluido é magma . Em rochas sedimentares com um conteúdo significativo de água, o fluido na ponta da fratura será vapor. .

História

Precursores

A fraturação como método para estimular poços de petróleo de rocha dura e rasos remonta à década de 1860. Detonações de dinamite ou nitroglicerina foram usadas para aumentar a produção de petróleo e gás natural em formações petrolíferas. Em 24 de abril de 1865, o veterano da Guerra Civil dos Estados Unidos , coronel Edward AL Roberts, recebeu a patente de um " torpedo explosivo ". Foi empregado na Pensilvânia , Nova York , Kentucky e West Virginia com nitroglicerina líquida e também, posteriormente, solidificada . Mais tarde, o mesmo método foi aplicado a poços de água e gás. A estimulação de poços com ácido, em vez de fluidos explosivos, foi introduzida na década de 1930. Devido ao ataque ácido , as fraturas não fechavam completamente, resultando em aumento de produtividade adicional.

Aplicações do século 20

Harold Hamm , Aubrey McClendon , Tom Ward e George P. Mitchell são considerados pioneiros em inovações de fraturamento hidráulico para aplicações práticas.

Poços de petróleo e gás

A relação entre o desempenho do poço e as pressões de tratamento foi estudada por Floyd Farris da Stanolind Oil and Gas Corporation . Este estudo foi a base do primeiro experimento de fraturamento hidráulico, conduzido em 1947 no campo de gás Hugoton em Grant County, no sudoeste do Kansas, por Stanolind. Para o tratamento do poço, 1.000 galões americanos (3.800 l; 830 imp gal) de gasolina gelificada (essencialmente napalm ) e areia do rio Arkansas foram injetados na formação de calcário produtora de gás a 2.400 pés (730 m). O experimento não foi muito bem-sucedido, pois a capacidade de entrega do poço não mudou significativamente. O processo foi posteriormente descrito por JB Clark da Stanolind em seu artigo publicado em 1948. Uma patente sobre esse processo foi emitida em 1949 e uma licença exclusiva foi concedida à Halliburton Oil Well Cementing Company. Em 17 de março de 1949, a Halliburton realizou os dois primeiros tratamentos comerciais de fraturamento hidráulico em Stephens County, Oklahoma , e Archer County, Texas . Desde então, o fraturamento hidráulico tem sido usado para estimular aproximadamente um milhão de poços de petróleo e gás em vários regimes geológicos com bom sucesso.

Em contraste com o fraturamento hidráulico em grande escala usado em formações de baixa permeabilidade, pequenos tratamentos de fraturamento hidráulico são comumente usados ​​em formações de alta permeabilidade para remediar "danos à pele", uma zona de baixa permeabilidade que às vezes se forma na interface rocha-poço. Em tais casos, o fraturamento pode se estender apenas alguns pés do poço.

Na União Soviética , o primeiro fraturamento de propante hidráulico foi realizado em 1952. Outros países da Europa e do Norte da África posteriormente empregaram técnicas de fraturamento hidráulico, incluindo Noruega, Polônia, Tchecoslováquia (antes de 1989), Iugoslávia (antes de 1991), Hungria, Áustria, França , Itália, Bulgária, Romênia, Turquia, Tunísia e Argélia.

Fratura maciça

Cabeça do poço onde os fluidos são injetados no solo
Cabeça do poço após todo o equipamento de fraturamento hidráulico ter sido retirado do local

O fraturamento hidráulico maciço (também conhecido como fraturamento hidráulico de alto volume) é uma técnica aplicada pela primeira vez pela Pan American Petroleum em Stephens County, Oklahoma , EUA em 1968. A definição de fraturamento hidráulico maciço varia, mas geralmente se refere a tratamentos que injetam mais de 150 toneladas curtas , ou aproximadamente 300.000 libras (136 toneladas métricas) de propante.

Os geólogos americanos gradualmente se conscientizaram de que havia enormes volumes de arenitos saturados com gás com permeabilidade muito baixa (geralmente menos de 0,1 milidarcia ) para recuperar o gás economicamente. A partir de 1973, o fraturamento hidráulico maciço foi usado em milhares de poços de gás na Bacia de San Juan , na Bacia de Denver , na Bacia de Piceance e na Bacia do Rio Green e em outras formações de rocha dura do oeste dos Estados Unidos. Outros poços de arenito estreito nos EUA tornados economicamente viáveis ​​por fraturamento hidráulico maciço foram em Clinton-Medina Sandstone (Ohio, Pensilvânia e Nova York) e Cotton Valley Sandstone (Texas e Louisiana).

O fraturamento hidráulico maciço se espalhou rapidamente no final da década de 1970 para o oeste do Canadá, Rotliegend e arenitos com gás carbonífero na Alemanha, Holanda (campos de gás onshore e offshore) e no Mar do Norte no Reino Unido .

Poços horizontais de petróleo ou gás eram incomuns até o final dos anos 1980. Então, os operadores no Texas começaram a completar milhares de poços de petróleo perfurando horizontalmente no Austin Chalk e dando massivos tratamentos de fraturamento hidráulico com água escorregadia para os poços. Os poços horizontais provaram ser muito mais eficazes do que os verticais na produção de petróleo a partir de giz compacto; os leitos sedimentares são geralmente quase horizontais, então os poços horizontais têm áreas de contato muito maiores com a formação do alvo.

As operações de fraturamento hidráulico têm crescido exponencialmente desde meados da década de 1990, quando os avanços tecnológicos e os aumentos no preço do gás natural tornaram essa técnica economicamente viável.

Xistos

O fraturamento hidráulico de xistos data de pelo menos 1965, quando alguns operadores do campo de gás Big Sandy, no leste do Kentucky e no sul da Virgínia Ocidental, começaram a fraturar hidraulicamente o xisto de Ohio e o xisto de Cleveland , usando fraturas relativamente pequenas. Os trabalhos de fraturamento geralmente aumentaram a produção, especialmente de poços de menor rendimento.

Em 1976, o governo dos Estados Unidos deu início ao Projeto de Xisto de Gás Oriental , que incluía vários projetos de demonstração de fraturamento hidráulico público-privado. Durante o mesmo período, o Gas Research Institute , um consórcio de pesquisa da indústria de gás, recebeu aprovação para pesquisa e financiamento da Federal Energy Regulatory Commission .

Em 1997, Nick Steinsberger, um engenheiro da Mitchell Energy (agora parte da Devon Energy ), aplicou a técnica de fraturamento slickwater, usando mais água e pressão de bomba mais alta do que as técnicas de fraturamento anteriores, que foram usadas no leste do Texas em Barnett Shale do norte do Texas . Em 1998, a nova técnica provou ser bem-sucedida quando os primeiros 90 dias de produção de gás do poço SH Griffin No. 3 ultrapassaram a produção de qualquer um dos poços anteriores da empresa. Essa nova técnica de completação tornou a extração de gás amplamente econômica no xisto Barnett e mais tarde foi aplicada a outros xistos, incluindo Eagle Ford e Bakken Shale . George P. Mitchell foi chamado de "pai do fraturamento" por causa de seu papel em aplicá-lo em xistos. O primeiro poço horizontal em Barnett Shale foi perfurado em 1991, mas não foi amplamente feito em Barnett até que foi demonstrado que o gás poderia ser extraído economicamente de poços verticais em Barnett.

A partir de 2013, o fraturamento hidráulico maciço está sendo aplicado em escala comercial aos xistos nos Estados Unidos, Canadá e China. Vários outros países estão planejando usar o fraturamento hidráulico .

Processo

De acordo com a Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA), o fraturamento hidráulico é um processo para estimular um poço de gás natural, petróleo ou geotérmico para maximizar a extração. A EPA define o processo mais amplo para incluir a aquisição de água de fonte, construção de poços, estimulação de poços e eliminação de resíduos.

Método

Uma fratura hidráulica é formada pelo bombeamento de fluido de fraturamento em um furo de poço a uma taxa suficiente para aumentar a pressão na profundidade alvo (determinada pela localização dos canhoneios do revestimento do poço), para exceder aquele do gradiente de fratura (gradiente de pressão) da rocha. O gradiente de fratura é definido como aumento de pressão por unidade de profundidade em relação à densidade e geralmente é medido em libras por polegada quadrada, por pé quadrado ou barras. A rocha racha e o fluido de fratura permeia a rocha, estendendo a rachadura cada vez mais, e assim por diante. As fraturas são localizadas conforme a pressão cai com a taxa de perda por atrito, que é relativa à distância do poço. Os operadores normalmente tentam manter a "largura da fratura" ou retardar seu declínio após o tratamento, introduzindo um propante no fluido injetado - um material como grãos de areia, cerâmica ou outras partículas, evitando assim que as fraturas fechem quando a injeção é interrompida e a pressão removida. A consideração da força do propante e a prevenção da falha do propante torna-se mais importante em profundidades maiores, onde a pressão e as tensões nas fraturas são maiores. A fratura sustentada é permeável o suficiente para permitir o fluxo de gás, óleo, água salgada e fluidos de fraturamento hidráulico para o poço.

Durante o processo, ocorre vazamento de fluido de fraturamento (perda de fluido de fraturamento do canal de fratura para a rocha permeável circundante). Se não for controlado, pode ultrapassar 70% do volume injetado. Isso pode resultar em dano à matriz de formação, interação adversa de fluido de formação e geometria de fratura alterada, diminuindo assim a eficiência.

A localização de uma ou mais fraturas ao longo do comprimento do poço é estritamente controlada por vários métodos que criam ou vedam orifícios na lateral do poço. O fraturamento hidráulico é realizado em poços revestidos e as zonas a serem fraturadas são acessadas por meio de canhoneio no revestimento nesses locais.

O equipamento de fraturamento hidráulico usado em campos de petróleo e gás natural geralmente consiste em um misturador de lama, uma ou mais bombas de fraturamento de alta pressão e alto volume (normalmente poderosas bombas triplex ou quíntuplex) e uma unidade de monitoramento. Os equipamentos associados incluem tanques de fraturamento, uma ou mais unidades para armazenamento e manuseio de propante, tratamento de alta pressão de ferro, uma unidade de aditivo químico (usada para monitorar com precisão a adição de produtos químicos), mangueiras flexíveis de baixa pressão e muitos medidores e medidores para taxa de fluxo , densidade de fluido e pressão de tratamento. Os aditivos químicos são normalmente 0,5% do volume total do fluido. O equipamento de fraturamento opera em uma faixa de pressões e taxas de injeção e pode atingir até 100 megapascais (15.000 psi) e 265 litros por segundo (9,4 pés cúbicos / s) (100 barris por minuto).

Tipos de poço

Uma distinção pode ser feita entre o fraturamento hidráulico convencional de baixo volume, usado para estimular reservatórios de alta permeabilidade para um único poço, e o fraturamento hidráulico não convencional de alto volume, usado na completação de poços de gás tight e shale gas. O fraturamento hidráulico de alto volume geralmente requer pressões mais altas do que o fraturamento de baixo volume; as pressões mais altas são necessárias para empurrar para fora volumes maiores de fluido e propante que se estendem mais longe do poço.

A perfuração horizontal envolve furos de poços com um furo de sondagem terminal concluído como um "lateral" que se estende paralelamente à camada de rocha que contém a substância a ser extraída. Por exemplo, as laterais estendem-se por 1.500 a 5.000 pés (460 a 1.520 m) na bacia de xisto de Barnett no Texas e até 10.000 pés (3.000 m) na formação Bakken em Dakota do Norte. Em contraste, um poço vertical acessa apenas a espessura da camada de rocha, normalmente de 50 a 300 pés (15 a 91 m). A perfuração horizontal reduz interrupções na superfície, pois menos poços são necessários para acessar o mesmo volume de rocha.

A perfuração frequentemente obstrui os espaços de poro na parede do poço, reduzindo a permeabilidade no e perto do poço. Isso reduz o fluxo para o poço da formação rochosa circundante e veda parcialmente o poço da rocha circundante. O fraturamento hidráulico de baixo volume pode ser usado para restaurar a permeabilidade.

Fluidos de fraturamento

Tanques de água se preparando para fraturamento hidráulico

Os principais objetivos do fluido de fraturamento são estender as fraturas, adicionar lubrificação, alterar a força do gel e transportar o propante para a formação. Existem dois métodos de transporte de propante no fluido - alta taxa e alta viscosidade . O fraturamento de alta viscosidade tende a causar grandes fraturas dominantes, enquanto o fraturamento de alta taxa (slickwater) causa pequenas microfraturas espalhadas.

Agentes gelificantes solúveis em água (como goma de guar ) aumentam a viscosidade e entregam propante de forma eficiente na formação.

Exemplo de coletor de alta pressão combinando fluxos de bomba antes da injeção no poço

O fluido é normalmente uma pasta de água, propante e aditivos químicos . Além disso, géis, espumas e gases comprimidos, incluindo nitrogênio , dióxido de carbono e ar podem ser injetados. Normalmente, 90% do fluido é água e 9,5% é areia com aditivos químicos representando cerca de 0,5%. No entanto, fluidos de fraturamento foram desenvolvidos usando gás liquefeito de petróleo (GLP) e propano, nos quais a água é desnecessária.

O propante é um material granular que evita que as fraturas criadas fechem após o tratamento de fraturamento. Os tipos de propante incluem areia de sílica , areia revestida com resina, bauxita e cerâmicas artificiais. A escolha do propante depende do tipo de permeabilidade ou resistência do grão necessária. Em algumas formações, onde a pressão é grande o suficiente para esmagar grãos de areia de sílica natural, propantes de maior resistência, como bauxita ou cerâmica, podem ser usados. O propante mais comumente usado é a areia de sílica, embora se acredite que propantes de tamanho e forma uniformes, como um propante de cerâmica, sejam mais eficazes.

Mapa do USGS de uso de água de fraturamento hidráulico entre 2011 e 2014. Um metro cúbico de água equivale a 264,172 galões.

O fluido de fraturamento varia dependendo do tipo de fraturamento desejado e das condições de poços específicos sendo fraturados e das características da água. O fluido pode ser gel, espuma ou à base de água escorregadia. As escolhas de fluidos são compensações: fluidos mais viscosos, como géis, são melhores para manter o propante em suspensão; enquanto os fluidos menos viscosos e de menor atrito, como slickwater, permitem que o fluido seja bombeado a taxas mais altas, para criar fraturas mais distantes do furo de poço. Propriedades importantes do material do fluido incluem viscosidade , pH , vários fatores reológicos e outros.

A água é misturada com areia e produtos químicos para criar o fluido de fraturamento hidráulico. Aproximadamente 40.000 galões de produtos químicos são usados ​​por fraturamento. Um tratamento de fratura típico usa entre 3 e 12 aditivos químicos. Embora possa haver fluidos de fraturamento não convencionais, aditivos químicos típicos podem incluir um ou mais dos seguintes:

O produto químico mais comum usado para fraturamento hidráulico nos Estados Unidos em 2005–2009 foi o metanol , enquanto alguns outros produtos químicos mais amplamente usados ​​foram álcool isopropílico , 2-butoxietanol e etilenoglicol .

Os tipos de fluidos típicos são:

  • Géis lineares convencionais. Estes géis são derivados de celulose ( carboximetilcelulose , hidroxietilcelulose , carboximetil hidroxietilcelulose , hidroxipropilcelulose , hidroxietilmetilcelulose ), guar ou seus derivados ( hidroxipropilguar , carboximetil hidroxipropilguar ), misturados com outros produtos químicos.
  • Fluidos reticulados com borato. Estes são fluidos à base de guar reticulados com íons de boro (da solução aquosa de bórax / ácido bórico ). Esses géis têm viscosidade mais alta a partir de pH 9 e são usados ​​para transportar propante. Após o trabalho de fraturamento, o pH é reduzido para 3-4 para que as ligações cruzadas sejam quebradas e o gel fique menos viscoso e possa ser bombeado para fora.
  • Fluidos organometálicos reticulados - zircônio , cromo , antimônio , sais de titânio - são conhecidos por reticular géis à base de guar. O mecanismo de reticulação não é reversível, então, uma vez que o propante é bombeado junto com o gel reticulado, a parte de fraturamento está concluída. Os géis são decompostos com desagregadores apropriados.
  • Géis de óleo de éster de fosfato de alumínio. Os óleos de fosfato e éster de alumínio são misturados para formar um gel reticulado. Estes são um dos primeiros sistemas de gelificação conhecidos.

Para fluidos de slickwater, o uso de varreduras é comum. Varreduras são reduções temporárias na concentração de propante, que ajudam a garantir que o poço não seja sobrecarregado com propante. Conforme o processo de fraturamento prossegue, agentes redutores de viscosidade, como oxidantes e desagregadores de enzima, às vezes são adicionados ao fluido de fraturamento para desativar os agentes de gelificação e estimular o refluxo. Esses oxidantes reagem com e quebram o gel, reduzindo a viscosidade do fluido e garantindo que nenhum propante seja puxado da formação. Uma enzima atua como um catalisador para quebrar o gel. Às vezes, modificadores de pH são usados ​​para quebrar a reticulação no final de um trabalho de fraturamento hidráulico, uma vez que muitos requerem um sistema tampão de pH para permanecer viscoso. No final do trabalho, o poço é normalmente lavado com água sob pressão (às vezes misturada com um produto químico redutor de fricção). Algum (mas não todo) fluido injetado é recuperado. Este fluido é gerenciado por vários métodos, incluindo controle de injeção subterrânea, tratamento, descarga, reciclagem e armazenamento temporário em poços ou contêineres. Novas tecnologias estão continuamente se desenvolvendo para lidar melhor com as águas residuais e melhorar a reutilização.

Monitoramento de fratura

As medições da pressão e taxa durante o crescimento de uma fratura hidráulica, com conhecimento das propriedades do fluido e propante sendo injetado no poço, fornecem o método mais comum e mais simples de monitorar um tratamento de fratura hidráulica. Esses dados, juntamente com o conhecimento da geologia subterrânea, podem ser usados ​​para modelar informações como comprimento, largura e condutividade de uma fratura sustentada.

A injeção de traçadores radioativos junto com o fluido de fraturamento às vezes é usada para determinar o perfil de injeção e a localização das fraturas criadas. Os radiotraçadores são selecionados para ter radiação prontamente detectável, propriedades químicas apropriadas e meia-vida e nível de toxicidade que minimizará a contaminação inicial e residual. Isótopos radioativos quimicamente ligados a grânulos de vidro (areia) e / ou resina também podem ser injetados para rastrear fraturas. Por exemplo, pelotas de plástico revestidas com 10 GBq de Ag-110mm podem ser adicionadas ao propante, ou a areia pode ser rotulada com Ir-192, de modo que o progresso do propante possa ser monitorado. Radiotraçadores como o Tc-99m e I-131 também são usados ​​para medir as taxas de fluxo. A Nuclear Regulatory Commission publica diretrizes que listam uma ampla gama de materiais radioativos em formas sólidas, líquidas e gasosas que podem ser usados ​​como traçadores e limitam a quantidade que pode ser usada por injeção e por poço de cada radionuclídeo.

Uma nova técnica de monitoramento de poços envolve cabos de fibra ótica fora do invólucro. Usando a fibra óptica, as temperaturas podem ser medidas a cada metro ao longo do poço - mesmo enquanto os poços estão sendo fraturados e bombeados. Ao monitorar a temperatura do poço, os engenheiros podem determinar quanto fluido de fraturamento hidráulico diferentes partes do poço usam, bem como quanto gás natural ou óleo eles coletam, durante a operação de fraturamento hidráulico e quando o poço está produzindo.

Monitoramento microssísmico

Para aplicações mais avançadas, o monitoramento microssísmico às vezes é usado para estimar o tamanho e a orientação das fraturas induzidas. A atividade microssísmica é medida colocando uma matriz de geofones em um poço próximo. Ao mapear a localização de quaisquer pequenos eventos sísmicos associados à fratura crescente, a geometria aproximada da fratura é inferida. Matrizes de medidor de inclinação implantadas na superfície ou em um poço fornecem outra tecnologia para monitorar a deformação

O mapeamento microssísmico é muito semelhante geofisicamente à sismologia . Em sismologia sismo, sismrafos espalhada sobre ou perto da superfície do disco terra ondas S e P-ondas que são libertados durante um evento sismo. Isso permite que o movimento ao longo do plano da falha seja estimado e sua localização na subsuperfície da Terra mapeada. Fraturamento hidráulico, um aumento na tensão de formação proporcional à pressão líquida de fraturamento, bem como um aumento na pressão de poro devido ao vazamento. Tensões de tração são geradas antes da ponta da fratura, gerando grandes quantidades de tensão de cisalhamento . Os aumentos na pressão da água dos poros e no estresse da formação combinam e afetam os pontos fracos próximos à fratura hidráulica, como fraturas naturais, juntas e planos de estratificação.

Métodos diferentes têm erros e vantagens de localização diferentes. A precisão do mapeamento de eventos microssísmicos depende da relação sinal-ruído e da distribuição dos sensores. A precisão de eventos localizados por inversão sísmica é melhorada por sensores colocados em vários azimutes do poço monitorado. Em uma localização de matriz de fundo de poço, a precisão dos eventos é melhorada por estar perto do poço monitorado (alta relação sinal-ruído).

O monitoramento de eventos microssísmicos induzidos pela estimulação do reservatório tornou-se um aspecto chave na avaliação de fraturas hidráulicas e sua otimização. O principal objetivo do monitoramento da fratura hidráulica é caracterizar completamente a estrutura da fratura induzida e a distribuição da condutividade dentro de uma formação. A análise geomecânica, como a compreensão das propriedades do material das formações, condições in situ e geometrias, ajuda no monitoramento, fornecendo uma definição melhor do ambiente no qual a rede de fratura se propaga. A próxima tarefa é saber a localização do propante dentro da fratura e a distribuição da condutividade da fratura. Isso pode ser monitorado usando vários tipos de técnicas para finalmente desenvolver um modelo de reservatório que preveja com precisão o desempenho do poço.

Completações horizontais

Desde o início dos anos 2000, os avanços na tecnologia de perfuração e completação tornaram os poços horizontais muito mais econômicos. Os poços horizontais permitem uma exposição muito maior a uma formação do que os poços verticais convencionais. Isso é particularmente útil em formações de xisto que não têm permeabilidade suficiente para produzir economicamente com um poço vertical. Esses poços, quando perfurados em terra, agora são geralmente fraturados hidraulicamente em vários estágios, especialmente na América do Norte. O tipo de completação do poço é usado para determinar quantas vezes uma formação é fraturada e em quais locais ao longo da seção horizontal.

Na América do Norte, os reservatórios de xisto como Bakken , Barnett , Montney , Haynesville , Marcellus e, mais recentemente, os xistos Eagle Ford , Niobrara e Utica são perfurados horizontalmente através dos intervalos de produção, concluídos e fraturados. O método pelo qual as fraturas são colocadas ao longo do furo de poço é mais comumente alcançado por um de dois métodos, conhecido como "plug and perf" e "luva deslizante".

O furo de poço para um trabalho de plug-and-perf é geralmente composto de revestimento de aço padrão, cimentado ou não cimentado, fixado no furo perfurado. Uma vez que a plataforma de perfuração foi removida, um caminhão de cabo de aço é usado para perfurar perto do fundo do poço e, em seguida, o fluido de fraturamento é bombeado. Em seguida, o caminhão de cabo de aço define um tampão no poço para vedar temporariamente essa seção para que a próxima seção do furo de poço possa ser tratada. Outra etapa é bombeada e o processo é repetido ao longo do comprimento horizontal do poço.

O furo de poço para a técnica de luva deslizante é diferente em que as luvas deslizantes são incluídas em espaçamentos ajustados no revestimento de aço no momento em que ele é colocado no lugar. As mangas deslizantes geralmente estão todas fechadas neste momento. Quando o poço está para ser fraturado, a luva deslizante inferior é aberta usando uma das várias técnicas de ativação e o primeiro estágio é bombeado. Depois de concluído, a próxima manga é aberta, isolando simultaneamente o estágio anterior, e o processo se repete. Para o método de luva deslizante, o cabo de aço geralmente não é necessário.

Mangas

Essas técnicas de completação podem permitir que mais de 30 estágios sejam bombeados para a seção horizontal de um único poço, se necessário, o que é muito mais do que normalmente seria bombeado para um poço vertical que tinha muito menos pés de zona de produção expostos.

Usos

O fraturamento hidráulico é usado para aumentar a taxa em que substâncias como petróleo ou gás natural podem ser recuperadas de reservatórios naturais subterrâneos. Os reservatórios são tipicamente arenitos porosos , calcários ou rochas dolomíticas , mas também incluem "reservatórios não convencionais", como rochas de xisto ou camadas de carvão . O fraturamento hidráulico permite a extração de gás natural e óleo de formações rochosas bem abaixo da superfície da terra (geralmente 2.000–6.000 m (5.000–20.000 pés)), que está muito abaixo dos níveis típicos de reservatórios subterrâneos. Em tal profundidade, pode haver permeabilidade insuficiente ou pressão do reservatório para permitir que gás natural e óleo fluam da rocha para o furo de poço com alto retorno econômico. Assim, a criação de fraturas condutoras na rocha é fundamental na extração de reservatórios de xisto naturalmente impermeáveis. A permeabilidade é medida na faixa de micro darcy a nanodarcy. As fraturas são um caminho condutor que conecta um volume maior de reservatório ao poço. O chamado "super fracking" cria fissuras mais profundas na formação rochosa para liberar mais óleo e gás e aumenta a eficiência. O rendimento de furos de xisto típicos geralmente cai após o primeiro ou dois anos, mas o pico de vida de produção de um poço pode ser estendido por várias décadas.

Usos não relacionados a petróleo / gás

Embora o principal uso industrial do fraturamento hidráulico seja no estímulo à produção de poços de petróleo e gás, o fraturamento hidráulico também é aplicado:

Desde o final da década de 1970, o fraturamento hidráulico tem sido usado, em alguns casos, para aumentar o rendimento de água potável de poços em vários países, incluindo Estados Unidos, Austrália e África do Sul.

Efeitos econômicos

Os custos de produção de petróleo e gás não convencionais continuam a superar os lucros

O fraturamento hidráulico tem sido visto como um dos principais métodos de extração de petróleo não convencional e recursos de gás não convencionais . De acordo com a Agência Internacional de Energia , os recursos tecnicamente recuperáveis ​​restantes de gás de xisto são estimados em 208 trilhões de metros cúbicos (7.300 trilhões de pés cúbicos), o gás tight a 76 trilhões de metros cúbicos (2.700 trilhões de pés cúbicos) e o metano do leito de carvão a 47 trilhões de metros cúbicos (1.700 trilhões de pés cúbicos). Como regra, as formações desses recursos têm menor permeabilidade do que as formações de gás convencionais. Portanto, dependendo das características geológicas da formação, tecnologias específicas, como fraturamento hidráulico, são necessárias. Embora também existam outros métodos para extrair esses recursos, como a perfuração convencional ou a perfuração horizontal, o fraturamento hidráulico é um dos principais métodos que tornam sua extração economicamente viável. A técnica de fraturamento em vários estágios facilitou o desenvolvimento da produção de gás de xisto e óleo leve nos Estados Unidos e acredita-se que o faça em outros países com recursos de hidrocarbonetos não convencionais.

A grande maioria dos estudos indica que o fraturamento hidráulico nos Estados Unidos teve um forte benefício econômico positivo até agora. A Brookings Institution estima que apenas os benefícios do gás de xisto resultaram em um benefício econômico líquido de US $ 48 bilhões por ano. A maior parte desse benefício está nos setores de consumo e industrial devido aos preços significativamente reduzidos do gás natural. Outros estudos sugeriram que os benefícios econômicos são superados pelas externalidades e que o custo nivelado da eletricidade (LCOE) de fontes menos intensivas em carbono e água é menor.

O principal benefício do fraturamento hidráulico é compensar as importações de gás natural e petróleo, onde o custo pago aos produtores sai da economia doméstica. No entanto, o óleo e o gás de xisto são altamente subsidiados nos Estados Unidos e ainda não cobriram os custos de produção - o que significa que o custo do fraturamento hidráulico é pago em impostos de renda e, em muitos casos, chega a dobrar o custo pago na bomba.

A pesquisa sugere que os poços de fraturamento hidráulico têm um impacto adverso na produtividade agrícola nas proximidades dos poços. Um artigo descobriu "que a produtividade de uma cultura irrigada diminui 5,7% quando um poço é perfurado durante os meses agrícolas ativos em um raio de 11–20 km de um município produtor. Este efeito se torna menor e mais fraco conforme a distância entre o município e os poços aumenta. " Os resultados implicam que a introdução de poços de fraturamento hidráulico em Alberta custou à província US $ 14,8 milhões em 2014 devido ao declínio na produtividade da colheita,

A Administração de Informações sobre Energia do Departamento de Energia dos EUA estima que 45% do fornecimento de gás dos EUA virá do gás de xisto até 2035 (com a grande maioria substituindo o gás convencional, que tem uma pegada de gás de efeito estufa menor).

Debate público

Cartaz contra o fraturamento hidráulico em Vitoria-Gasteiz (Espanha, 2012)
Placa contra fraturamento hidráulico na Rebelião da Extinção (2018)

Política e políticas públicas

Movimento popular e organizações da sociedade civil

Um movimento anti-fraturamento emergiu internacionalmente com o envolvimento de organizações ambientais internacionais e nações como a França e localmente em áreas afetadas como Balcombe em Sussex, onde o protesto de perfuração Balcombe estava em andamento em meados de 2013. A considerável oposição às atividades de fraturamento hidráulico em cidades locais nos Estados Unidos levou as empresas a adotar uma variedade de medidas de relações públicas para tranquilizar o público, incluindo o emprego de ex-militares com treinamento em operações de guerra psicológica . De acordo com Matt Pitzarella, o diretor de comunicações da Range Resources , os funcionários treinados no Oriente Médio foram valiosos para a Range Resources na Pensilvânia, ao lidar com reuniões municipais emocionalmente carregadas e aconselhar as municipalidades sobre zoneamento e ordenanças locais lidando com fraturamento hidráulico.

Muitos protestos foram feitos contra o fraturamento hidráulico. Por exemplo, dez pessoas foram presas em 2013 durante um protesto anti-fraturamento perto de New Matamoras, Ohio, depois que entraram ilegalmente em uma zona de desenvolvimento e se agarraram a equipamentos de perfuração. No noroeste da Pensilvânia, houve um tiroteio em um poço, no qual alguém atirou duas vezes com um rifle de pequeno calibre na direção de uma plataforma de perfuração, antes de gritar palavrões no local e fugir do local. No condado de Washington, Pensilvânia , um empreiteiro que trabalhava em um gasoduto encontrou uma bomba que havia sido colocada onde um gasoduto seria construído, que as autoridades locais disseram que teria causado uma "catástrofe" se não a tivessem descoberto e detonado.

Governo dos EUA e lobby corporativo

O Departamento de Estado dos Estados Unidos estabeleceu a Global Shale Gas Initiative para persuadir governos em todo o mundo a fazer concessões para as principais empresas de petróleo e gás estabelecerem operações de fracking. Documentos secretos do governo dos EUA expostos pelo WikiLeaks documentam que, como parte deste projeto, funcionários dos EUA convocaram conferências para funcionários de governos estrangeiros com apresentações de representantes de grandes empresas de petróleo e gás e profissionais de relações públicas com experiência em como amenizar populações de países-alvo. os cidadãos costumavam ser bastante hostis ao fraturamento hidráulico em suas terras. O projeto do governo dos Estados Unidos foi bem-sucedido na medida em que muitos países em vários continentes aderiram à ideia de fazer concessões para fracking; A Polônia , por exemplo, concordou em permitir o fracking pelas principais empresas de petróleo e gás em quase um terço de seu território. O US Export-Import Bank , uma agência do governo dos EUA, forneceu US $ 4,7 bilhões em financiamento para operações de fracking estabelecidas desde 2010 em Queensland, Austrália .

Suposta defesa do estado russo

Em 2014, várias autoridades europeias sugeriram que vários protestos europeus importantes contra o fraturamento hidráulico (com sucesso misto na Lituânia e na Ucrânia) podem ser parcialmente patrocinados pela Gazprom , a empresa estatal de gás da Rússia. O New York Times sugeriu que a Rússia viu suas exportações de gás natural para a Europa como um elemento-chave de sua influência geopolítica, e que esse mercado diminuiria se o fraturamento hidráulico fosse adotado no Leste Europeu, uma vez que abre reservas significativas de gás de xisto na região. As autoridades russas fizeram em várias ocasiões declarações públicas no sentido de que o fraturamento hidráulico "representa um enorme problema ambiental".

Operações atuais de fracking

A fraturamento hidráulico está ocorrendo atualmente nos Estados Unidos, em Arkansas, Califórnia, Colorado, Louisiana, Dakota do Norte, Oklahoma, Pensilvânia, Texas, Virgínia, Virgínia Ocidental e Wyoming. Outros estados, como Alabama, Indiana, Michigan, Mississippi, Nova Jersey, Nova York e Ohio, estão considerando ou se preparando para perfurar usando este método. Maryland e Vermont baniram permanentemente o fraturamento hidráulico, e Nova York e Carolina do Norte instituíram proibições temporárias. New Jersey atualmente tem um projeto de lei em sua legislatura para estender uma moratória de 2012 sobre o fraturamento hidráulico que expirou recentemente. Embora uma moratória de fraturamento hidráulico tenha sido levantada recentemente no Reino Unido, o governo está agindo com cautela por causa de preocupações com terremotos e o impacto ambiental da perfuração. O fraturamento hidráulico está atualmente proibido na França e na Bulgária.

Filmes documentários

O filme de Josh Fox , indicado ao Oscar de 2010 , Gasland, tornou-se um centro de oposição ao fraturamento hidráulico do xisto. O filme apresentou problemas com a contaminação do lençol freático perto de poços na Pensilvânia, Wyoming e Colorado. Energy in Depth , um grupo de lobby da indústria de petróleo e gás, questionou os fatos do filme. Em resposta, uma refutação das alegações de imprecisão da Energy in Depth foi postada no site da Gasland . O diretor da Comissão de Conservação de Petróleo e Gás do Colorado (COGCC) se ofereceu para ser entrevistado como parte do filme se pudesse rever o que foi incluído na entrevista no filme final, mas Fox recusou a oferta. A Exxon Mobil , a Chevron Corporation e a ConocoPhillips exibiram anúncios durante 2011 e 2012 que afirmavam descrever os benefícios econômicos e ambientais do gás natural e argumentar que o fraturamento hidráulico era seguro.

O filme Terra Prometida de 2012 , estrelado por Matt Damon , aborda o fraturamento hidráulico. A indústria do gás rebateu as críticas do filme ao fraturamento hidráulico com folhetos informativos e postagens no Twitter e no Facebook .

Em janeiro de 2013, o jornalista e cineasta da Irlanda do Norte Phelim McAleer lançou um documentário de financiamento coletivo chamado FrackNation em resposta às declarações feitas pela Fox em Gasland , alegando que "diz a verdade sobre fraturamento para gás natural". FrackNation estreou em Mark Cuban 's AXS TV . A estreia correspondeu ao lançamento de Terra Prometida .

Em abril de 2013, Josh Fox lançou Gasland 2 , sua "odisséia internacional descobrindo uma trilha de segredos, mentiras e contaminação relacionada ao fraturamento hidráulico". Ele desafia o retrato da indústria do gás do gás natural como uma alternativa limpa e segura ao petróleo como um mito, e que poços fraturados hidraulicamente vazam inevitavelmente com o tempo, contaminando a água e o ar, prejudicando famílias e colocando em risco o clima da Terra com o potente gás de efeito estufa metano .

Em 2014, Scott Cannon, da Video Innovations, lançou o documentário The Ethics of Fracking . O filme cobre os pontos de vista político, espiritual, científico, médico e profissional sobre fraturamento hidráulico. Também investiga a maneira como a indústria do gás retrata o fraturamento hidráulico em sua publicidade.

Em 2015, o documentário canadense Fractured Land teve sua estreia mundial no Hot Docs Canadian International Documentary Festival .

Questões de pesquisa

Normalmente, a fonte de financiamento dos estudos de pesquisa é um ponto focal de controvérsia. Foram levantadas preocupações sobre pesquisas financiadas por fundações e corporações, ou por grupos ambientalistas, o que às vezes pode levar ao menos ao aparecimento de estudos não confiáveis. Várias organizações, pesquisadores e meios de comunicação relataram dificuldade em conduzir e relatar os resultados de estudos sobre fraturamento hidráulico devido à pressão da indústria e do governo, e expressaram preocupação com a possível censura de relatórios ambientais. Alguns argumentaram que há necessidade de mais pesquisas sobre os efeitos da técnica sobre o meio ambiente e a saúde.

Riscos de saúde

Banner anti-fraturamento na Clean Energy March (Filadélfia, 2016)

Há preocupação com as possíveis implicações adversas para a saúde pública da atividade de fraturamento hidráulico. Uma revisão de 2013 sobre a produção de gás de xisto nos Estados Unidos afirmou, "com o aumento do número de locais de perfuração, mais pessoas estão em risco de acidentes e exposição a substâncias nocivas usadas em poços fraturados." Uma avaliação de risco de 2011 recomendou a divulgação completa dos produtos químicos usados ​​para fraturamento hidráulico e perfuração, pois muitos têm efeitos imediatos na saúde e muitos podem ter efeitos na saúde a longo prazo.

Em junho de 2014, a Public Health England publicou uma revisão dos impactos potenciais para a saúde pública de exposições a poluentes químicos e radioativos como resultado da extração de gás de xisto no Reino Unido, com base no exame da literatura e dados de países onde a fratura hidráulica já ocorre. O sumário executivo do relatório afirmava: "Uma avaliação das evidências atualmente disponíveis indica que os riscos potenciais para a saúde pública da exposição às emissões associadas à extração de gás de xisto serão baixos se as operações forem conduzidas e regulamentadas adequadamente. A maioria das evidências sugere que A contaminação das águas subterrâneas , se ocorrer, é mais provável de ser causada por vazamento através do poço vertical. A contaminação das águas subterrâneas do próprio processo de fraturamento hidráulico subterrâneo (ou seja, o fraturamento do xisto) é improvável. No entanto, derramamentos de fluidos de fraturamento hidráulico na superfície ou as águas residuais podem afetar as águas subterrâneas e as emissões para a atmosfera também têm o potencial de impactar a saúde. Onde os riscos potenciais foram identificados na literatura, os problemas relatados são normalmente resultado de falha operacional e um ambiente regulatório deficiente. "

Um relatório de 2012 elaborado para a Direção-Geral do Ambiente da União Europeia identificou os riscos potenciais para os seres humanos da poluição do ar e da contaminação dos lençóis freáticos decorrentes da fraturação hidráulica. Isso levou a uma série de recomendações em 2014 para mitigar essas preocupações. Uma orientação de 2012 para enfermeiras pediátricas nos Estados Unidos disse que a fratura hidráulica tem um impacto potencial negativo na saúde pública e que as enfermeiras pediátricas devem estar preparadas para coletar informações sobre esses tópicos, a fim de defender a melhoria da saúde da comunidade.

Um estudo de 2017 publicado no The American Economic Review descobriu que "poços adicionais perfurados a 1 quilômetro da entrada do sistema de água da comunidade aumentam os contaminantes relacionados ao gás de xisto na água potável".

As estatísticas coletadas pelo Departamento do Trabalho dos Estados Unidos e analisadas pelos Centros para Controle e Prevenção de Doenças dos Estados Unidos mostram uma correlação entre a atividade de perfuração e o número de lesões ocupacionais relacionadas a perfurações e acidentes com veículos motorizados, explosões, quedas e incêndios. Os extrativistas também correm o risco de desenvolver doenças pulmonares, incluindo câncer de pulmão e silicose (esta última devido à exposição à poeira de sílica gerada na perfuração de rocha e no manuseio de areia). O Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional dos Estados Unidos ( NIOSH ) identificou a exposição à sílica transportada pelo ar como um perigo à saúde dos trabalhadores que realizam algumas operações de fraturamento hidráulico. O NIOSH e a OSHA emitiram um alerta de perigo conjunto sobre este tópico em junho de 2012.

Além disso, a força de trabalho de extração está em maior risco de exposição à radiação. As atividades de fraturamento hidráulico geralmente exigem a perfuração em rochas que contêm material radioativo de ocorrência natural (NORM), como radônio, tório e urânio.

Outro relatório feito pelo Canadian Medical Journal relatou que, depois de pesquisar, eles identificaram 55 fatores que podem causar câncer, incluindo 20 que aumentam o risco de leucemia e linfoma. A análise de Saúde Pública de Yale adverte que milhões de pessoas que vivem a menos de um quilômetro de poços de fraturamento hidráulico podem ter sido expostas a esses produtos químicos.

Impactos ambientais

Marcha da Energia Limpa na Filadélfia
Greve climática de setembro de 2019 em Alice Springs, Austrália

Os impactos ambientais potenciais do fraturamento hidráulico incluem emissões atmosféricas e mudanças climáticas, alto consumo de água, contaminação de lençóis freáticos, uso da terra, risco de terremotos, poluição sonora e efeitos na saúde humana. As emissões atmosféricas são principalmente metano que escapa dos poços, juntamente com as emissões industriais dos equipamentos usados ​​no processo de extração. A regulamentação moderna do Reino Unido e da UE exige emissão zero de metano, um potente gás de efeito estufa . A fuga de metano é um problema maior em poços mais antigos do que em poços construídos ao abrigo da legislação da UE mais recente.

Em dezembro de 2016, a Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) publicou o "Fraturamento Hidráulico para Petróleo e Gás: Impactos do Ciclo de Água de Fraturamento Hidráulico nos Recursos de Água Potável nos Estados Unidos (Relatório Final)." A EPA encontrou evidências científicas de que as atividades de fraturamento hidráulico podem impactar os recursos de água potável.

O fraturamento hidráulico usa entre 1,2 e 3,5 milhões de galões americanos (4.500 e 13.200 m 3 ) de água por poço, com grandes projetos usando até 5 milhões de galões americanos (19.000 m 3 ). Água adicional é usada quando os poços são refratados. Um poço médio requer de 3 a 8 milhões de galões americanos (11.000 a 30.000 m 3 ) de água ao longo de sua vida. De acordo com o Instituto Oxford para Estudos Energéticos , maiores volumes de fluidos de fraturamento são necessários na Europa, onde o xisto profundidade média 1,5 vezes maior do que nos EUA A água de superfície pode ser contaminado através de derrame e impropriamente construídas e mantidas aterros de resíduos e águas subterrâneas lata ser contaminado se o fluido for capaz de escapar da formação sendo fraturada (por meio, por exemplo, de poços abandonados , fraturas e falhas) ou por água produzida (os fluidos de retorno, que também contêm constituintes dissolvidos, como minerais e água salgada ). A possibilidade de contaminação das águas subterrâneas por salmoura e vazamento de fluido de fraturamento em poços abandonados é baixa. A água produzida é gerenciada por injeção subterrânea , tratamento e descarga de águas residuais municipais e comerciais , sistemas autônomos em locais de poços ou campos e reciclagem para fraturar poços futuros. Normalmente, menos da metade da água produzida usada para fraturar a formação é recuperada.

Cerca de 3,6 hectares (8,9 acres) de terra são necessários para cada plataforma de perfuração para instalações de superfície. A construção de poços e estruturas de apoio fragmenta significativamente as paisagens, o que provavelmente tem efeitos negativos sobre a vida selvagem. Esses locais precisam ser remediados após o esgotamento dos poços. A pesquisa indica que os efeitos sobre os custos dos serviços do ecossistema (ou seja, os processos que o mundo natural fornece à humanidade) alcançaram mais de $ 250 milhões por ano nos EUA. Cada bloco de poço (em média 10 poços por bloco) precisa durante o processo de fraturamento preparatório e hidráulico cerca de 800 a 2.500 dias de atividade barulhenta, que afetam tanto os residentes quanto a vida selvagem local. Além disso, o ruído é criado pelo tráfego contínuo de caminhões (areia, etc.) necessário no fraturamento hidráulico. A pesquisa está em andamento para determinar se a saúde humana foi afetada pela poluição do ar e da água , e o cumprimento rigoroso dos procedimentos e regulamentos de segurança é necessário para evitar danos e gerenciar o risco de acidentes que poderiam causar danos.

Em julho de 2013, a Administração Ferroviária Federal dos EUA listou a contaminação por óleo por produtos químicos de fraturamento hidráulico como "uma possível causa" de corrosão em vagões-tanque de óleo.

O fraturamento hidráulico tem sido algumas vezes associado à sismicidade induzida ou terremotos. A magnitude desses eventos é geralmente muito pequena para ser detectada na superfície, embora os tremores atribuídos à injeção de fluido em poços de descarte tenham sido grandes o suficiente para serem freqüentemente sentidos pelas pessoas e ter causado danos materiais e possivelmente ferimentos. Um US Geological Survey relatou que até 7,9 milhões de pessoas em vários estados têm risco de terremoto semelhante ao da Califórnia, com fraturamento hidráulico e práticas semelhantes sendo um fator contribuinte principal.

Os eventos microssísmicos são freqüentemente usados ​​para mapear a extensão horizontal e vertical do fraturamento. Uma melhor compreensão da geologia da área que está sendo fraturada e usada para poços de injeção pode ser útil na mitigação do potencial de eventos sísmicos significativos.

As pessoas obtêm água potável tanto das águas superficiais, que incluem rios e reservatórios, quanto dos aquíferos subterrâneos, acessados ​​por poços públicos ou privados. Já existe uma série de casos documentados em que as águas subterrâneas próximas foram contaminadas por atividades de fraturamento hidráulico, exigindo que os residentes com poços particulares obtivessem fontes externas de água para beber e para uso diário.

Apesar dessas preocupações com a saúde e esforços para instituir uma moratória sobre o fraturamento hidráulico até que seus efeitos ambientais e à saúde sejam melhor compreendidos, os Estados Unidos continuam a depender fortemente da energia de combustíveis fósseis. Em 2017, 37% do consumo anual de energia nos EUA é derivado do petróleo, 29% do gás natural, 14% do carvão e 9% de fontes nucleares, com apenas 11% fornecido por energia renovável, como eólica e solar.

Regulamentos

Os países que usam ou consideram o uso de fraturamento hidráulico implementaram regulamentações diferentes, incluindo o desenvolvimento de legislação federal e regional e limitações de zoneamento local. Em 2011, após pressão pública, a França tornou-se a primeira nação a proibir a fraturação hidráulica, com base no princípio da precaução , bem como no princípio da ação preventiva e corretiva de riscos ambientais. A proibição foi mantida por uma decisão de outubro de 2013 do Conselho Constitucional . Alguns outros países, como a Escócia, impuseram uma moratória temporária à prática devido a preocupações de saúde pública e forte oposição pública. Países como a Inglaterra e a África do Sul suspenderam suas proibições, optando por se concentrar na regulamentação em vez da proibição total. A Alemanha anunciou projetos de regulamentação que permitiriam o uso de fraturamento hidráulico para a exploração de depósitos de gás de xisto, com exceção de áreas úmidas . Na China, a regulamentação do gás de xisto ainda enfrenta obstáculos, pois tem inter-relações complexas com outros regimes regulamentares, especialmente o comércio. Muitos estados da Austrália baniram permanente ou temporariamente o fraturamento para hidrocarbonetos. Em 2019, o fraturamento hidráulico foi proibido no Reino Unido.

A União Europeia adotou uma recomendação de princípios mínimos para o uso de fraturamento hidráulico de alto volume. Seu regime regulatório exige a divulgação completa de todos os aditivos. Nos Estados Unidos, o Ground Water Protection Council lançou o FracFocus.org, um banco de dados de divulgação voluntária online para fluidos de fraturamento hidráulico financiado por grupos de comércio de petróleo e gás e pelo Departamento de Energia dos EUA. O fraturamento hidráulico está excluído do regulamento do controle de injeção subterrânea da Lei de Água Potável Segura , exceto quando for usado óleo diesel . A EPA garante a vigilância da emissão de licenças de perfuração quando o óleo diesel é empregado.

Em 2012, Vermont se tornou o primeiro estado dos Estados Unidos a proibir o fraturamento hidráulico. Em 17 de dezembro de 2014, Nova York se tornou o segundo estado a proibir totalmente qualquer fraturamento hidráulico devido aos riscos potenciais para a saúde humana e o meio ambiente.

Veja também

Referências

Leitura adicional

links externos