Nuevo mapa representa los riesgos de seísmos inducidos por el fracking

Un mapa de estrés sísmico creado por geofísicos de Stanford puede ayudar a predecir qué partes del oeste de Texas y Nuevo México pueden estar en riesgo de terremotos inducidos por fracking. El mapa podría orientar los esfuerzos de descubrimiento de petróleo en la región.

"Existe la posibilidad de que ocurran muchos terremotos en esta área", dijo Lund Snee. "Queremos entender qué es lo que los está causando y proporcionar a las empresas las herramientas para evitar que se desencadenen".

Stanford University, 8 febrero 2018

Geofísicos de Stanford han desarrollado un mapa detallado de las tensiones que actúan en la Tierra a lo largo de la cuenca del Pérmico en el oeste de Texas y el sureste de Nuevo México, destacando áreas de la región rica en petróleo que podrían estar en mayor riesgo de futuros terremotos inducidos por las operaciones de producción.

El nuevo estudio, publicado este mes en la revista The Leading Edge, proporciona un mapa codificado por colores de la región de 75,000 millas cuadradas que identifica aquellos sitios potenciales de desarrollo de petróleo y gas que serían más propensos a provocar un terremoto asociado con el fluido inyección.

Investigaciones previas de Stanford han demostrado que las aguas residuales inyectadas en el método de la fracturación hidráulica (fracturamiento hidráulico) subyacen a un aumento de la actividad sísmica en partes del centro y este de los EE. UU., Particularmente en Oklahoma, a partir de 2005. Si bien ninguno de estos terremotos pequeños a moderados aún ha causado víctimas o daños significativos a la propiedad, representan una mayor probabilidad de terremotos más grandes.

Ahora, Texas está a punto de convertirse en el centro de atención ya que la Cuenca del Pérmico se está convirtiendo en la región productora de petróleo y gas más importante del país. En la década de 1920, las compañías de energía comenzaron a extraer los abundantes depósitos de petróleo de la cuenca durante un boom que duró décadas. Más recientemente, el avance de las técnicas de fracturación hidráulica ha estimulado un nuevo frenesí de desarrollo. Cientos de miles de pozos podrían ser perforados en la región en las próximas décadas.

"Queremos adelantarnos al problema en Texas", dijo el coautor del estudio Mark Zoback, el profesor de la Benjamin M. Page de Geofísica en la Facultad de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente de Stanford (Stanford Earth), quien dirigió una serie de los estudios de Stanford en Oklahoma. "Queremos evitar que la inyección de fluidos provoque terremotos pequeños en Texas, por lo que la probabilidad de terremotos más grandes se reduce significativamente".

Nuevo mapa  de estrés terrestre en la cuenca del Pérmico, al oeste de Texas y al sureste de Nuevo México. Las líneas negras representan direcciones medidas de tensión horizontal máxima. El fondo de color representa si la corteza terrestre es extensional o compresional. Las áreas azules hacia el oeste indican que las fallas normales (extensivas) son potencialmente activas, amarillas (mayormente fuera de vista hacia el noreste) representan fallas de desgarre (más compresivas) y verdes significa que las fallas normales y de desgarre son potencialmente activas . Las ubicaciones de terremotos se muestran como puntos de colores. En los últimos años, se han producido varios cúmulos de terremotos (puntos rojos) en la cuenca sur de Delaware, cerca de la ciudad de Fort Stockton, y se ha producido otro cúmulo cerca de Midland. Por el contrario, los eventos más antiguos (puntos anaranjados) se concentran en la Plataforma Central de Cuenca. Crédito: Jens Lund Snee

Ambiente de alto estrés

Para medir el riesgo de futuros terremotos, los investigadores primero deben comprender la dirección de las tensiones en una región y su magnitud aproximada. Cuando el campo de tensión se alinea con una falla preexistente de cierta manera, la falla puede deslizarse, lo que puede producir un terremoto. En regiones como el centro y el este de los EE. UU., Lejos de los límites de las placas tectónicas, como la Falla de San Andrés, este deslizamiento ocurre como un proceso natural, pero muy raramente. Pero aumentar la presión del fluido en profundidad reduce la fricción a lo largo de la falla, lo que a veces provoca un terremoto.

"La inyección de fluido puede causar un terremoto por una falla que podría no producir un terremoto natural en miles de años a partir de ahora", dijo el autor principal del estudio, Jens-Erik Lund Snee, estudiante de doctorado en el Departamento de Geofísica de Stanford Earth.

En un estudio anterior, Zoback y el investigador postdoctoral Cornelius Langenbruch descubrieron que en Oklahoma, la inyección de fluido causó alrededor el equivalente a 6.000 años de terremotos naturales en alrededor de cinco años.

Creando un mapa de estrés de la próxima generación

Sobre la base de los esfuerzos anteriores para crear mapas de estrés y potencial sísmico en la cuenca del Pérmico, los investigadores de Stanford agregaron cientos de nuevos puntos de datos del oeste de Texas y el sureste de Nuevo México, gran parte de los datos provistos por la industria del petróleo y el gas. Sus hallazgos pintan una imagen complicada de la cuenca del Pérmico, que presenta algunas áreas de tensión horizontal relativamente consistentes junto con otras que muestran rotaciones direccionales dramáticas. "Nos sorprendió ver una variabilidad tan alta", dijo Lund Snee. "Plantea muchas preguntas sobre cómo puedes tener rotaciones como esa en el medio de una placa continental, lejos de un límite de placa".

"Este es uno de los campos de estrés más interesantes que he visto", dijo Zoback. "Si bien el campo de estrés en esta región es sorprendentemente complejo, la información es excelente y, al haberla documentado, ahora podemos tomar medidas con respecto a esta información y tratar de evitar que la Pérmica se convierta en Oklahoma 2.0".

Una herramienta para una perforación más segura y eficiente

Investigadores de Stanford dijeron que el nuevo mapa de estrés proporciona a las compañías petroleras datos cuantitativos detallados para informar las decisiones sobre las operaciones de perforación más efectivas en la cuenca del Pérmico. "Esta es la imagen más completa de la orientación al estrés y la magnitud relativa de la que nunca se ha dispuesto", dijo Zoback. "Pueden usar estos datos todos los días para decidir la mejor dirección para perforar y cómo llevar a cabo operaciones óptimas de fracturación hidráulica".

Los estudios futuros se centrarán en mejorar el conocimiento de las fallas en la región y obtener una mejor comprensión de la presión del fluido, específicamente cómo la cantidad de inyección de agua (tanto ahora como en el pasado) ha afectado los mecanismos geológicos en funcionamiento en el área.

"Existe la posibilidad de que ocurran muchos terremotos en esta área", dijo Lund Snee. "Queremos entender qué es lo que los está causando y proporcionar a las empresas las herramientas para evitar que se desencadenen".

Zoback también es miembro senior del Stanford Precourt Institute for Energy, codirector del Stanford Center for Induced and Triggered Seismicity y director de la Stanford Natural Gas Initiative.

El estudio fue apoyado por el Stanford Center for Induced and Triggered Seismicity, un programa de afiliados industriales que estudia los problemas científicos y operacionales asociados con los terremotos desencadenados e inducidos.

Vídeo: ¿Que es el frcking? (2 min)