Fracturamento Hidraulico (Gas Fracking)

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Fraturamento hidráulico ( fracking gás)

È a propagação de fracturas numa camada de rocha causada pela presença de líquidos pressurizados. Formam-se naturalmente, no caso de veios ou diques, e é um meio pelo qual o gás e o petróleo de fontes rochosas podem “migrar” para reservatórios de rocha.

As empresas de gás e petróleo podem tentar acelerar o processo para libertar petróleo, gás natural, gás de carvão (hulha Gás), ou outras substâncias para extracção, a técnica é chamada de Fraking (fractura) ou hidrofracking. È realizado perfurando um “poço” nas formações rochosas. A energia produzida pela injecção de líquidos altamente pressurizados, cria novos túneis nas rochas que pode aumentar a quantidade para extrair e recuperar combustíveis fosseis. Os operadores tipicamente controlam o declínio das farturas usando “ propante” no líquido injetado, material, como areia, cerâmica, etc, que impedem que as facturas se fechem quando se para a injecção.

Existe hidráulico de baixo volume usado para estimular reservatórios com alta permeabilidade, que pode consumir entre 75.000 a 30.000 litros de líquidos por poço.

E existe também de alto volume que pode usar até 10 a 11 milhões de litros de líquidos por poço, utilizado na extração de tight gás (gás estanque) e poços de shale gás (Gás de xisto). Esta ultima foi banida em alguns países devido aos problemas ambientais, de saúde e segurança.

Produzir fraturamento hidráulico

  • A técnica é utilizada para restaurar a quantidade a que os líquidos como o petróleo, agua ou gás natural pode ser produzido desde reservatórios subterrâneos naturais. Os reservatórios são geralmente pedras de areia porosas, calcária ou rochas de dolomite, mas também inclui “reservatórios não convencionais” como shale rock (rocha de xisto) ou camas de carvão. Permite a produção de gás natural ou petróleo a partir de formações rochosas muito abaixo da crosta terrestre (geralmente 1,500 – 6,100 metros). A tal profundidade, pode não haver condições suficientes, como pressão suficiente que permita o gás natural ou o petróleo sair da rocha para o weellbore (furo criado com a intenção de explorar e extrair recursos naturais) com boa viabilidade económica. Portanto, criando fracturas direccionadas na rocha é essencial para extrair gás de reservatórios de xisto devido á extrema baixa permeabilidade do  (shale) xisto. As fracturas criam caminhos ligando uma área maior do reservatório para o poço, aumentado a área de onde se pode recuperar gás e líquidos da formação alvo. As chamadas “Super – Fracking”, criar fendas mais fundas e largas na terra para libertar mais petróleo ou gás, permitirá às companhias fracturas mais eficientemente.

Método

Para manter as fendas abertas depois de parar a injecção de fluidos, um propante sólido, muitas vezes areias, é acrescentado ao fluido. A fenda é permeável o suficiente para permitir a saida de fluidos da formação. Fluidos da formação podem ser gás, petróleo, água salgada, água fresca, etc.

A localização de uma ou mais fendas ao longo da área do borehole (poço estreito) é controlado por métodos vários que criam ou fecham buracos de lado do wellbore. È tipicamente utilizado em cased wellbores e em que se acede às zonas de fendas, por perfuração nas áreas de reserva.

Tipos de poços

 Geralmente hydraulic fracturing (fraturamento hidráulico) é feito em poços verticais, mas também é possível fazer em poços horizontais.

Poços horizontais contem wellbores onde o drillhole (furo mais pequeno) final é completado na lateral da extensão paralela á rocha contendo a substancia a extrair.

Fracturamento

Os fluidos injectados na rocha são tipicamente, água barrenta, propantes, e aditivos químicos. Adicionalmente, geles, espumas, e gases comprensados, incluindo nitrogénio, dióxido de carbono e ar podem ser ejectados.

Vários tipos de propante são, areia de sílica, areia resinosa e cerâmica feita pelo homem.

Aditivos químicos são aplicados para ajustar o material injectado á situação geológica específica, proteger o poço, e melhorar a operação, o fluido injectado é aproximadamente 98-99,5% de água. Muitas vezes é acrescentado ácido para as perfurações e limpar a área á volta do wellbore. Estes fluidos de facturas contem agentes de gel solúveis em água que aumenta a viscosidade e eficiência na entrega de propante na formação rochosa.

Durante o processo de fracturar, agentes de redução de viscosidade, como oxidantes e encourage flowback.(encorajadores de repatriamento?).

Os fluidos injectados são até certo ponto recuperados e são manejados por diversos métodos, como injecções debaixo de chão, tratamento e descargas, reciclagem, ou temporariamente armazenados em lagos ou contentores enquanto novas tecnologias são desenvolvidos para lidar com os desperdícios de água e aumentar a sua reutilização.

Apesar das concentrações de químicos seja baixa, o fluido pode ser perigoso devido em parte aos hidrocarbonetos captados da formação.

O equipamento utilizado em campos de petróleo e gás natural normalmente utilizam um liquidificador (slurry blender), altas pressões, bombas de alto volume de fractura e um monitor de unidade. Equipamento associado inclui tanques, unidades de armazenamento e lide de propante, ferro tratado a alta pressão, um aditivo químico, etc. equipamento de fracturas operam a vários níveis de pressões e aprofundamento de injecção, pode atingir até 100 MPa (15,000 psi) e 265 L/s (100 barris por minuto).

Emissão de gases libertados para a atmosfera por fractura hidráulica pode ser detectado ao controlar os gases na atmosfera, e pode ser quantificado diretamente via Eddy covariance.

Extracção horizontal

Desde o inicio de 200, avanços na perfuração e na tecnologia tornaram a perfuração horizontal muito mais económica. É particularmente útil em shale oil e formações de gás que não tenham permeabilidade suficiente para produção económica em poços verticais.

Terminologia

Fracture Gradient: A pressão para fracturar a formação a uma profundidade particular dividida pela profundidade. Um Fracture gradient de 18 kPa/m (0,8 psi/foot) implica que a uma profundidade de 3 Km a pressão de 54Pa (8,000 psi) provocará uma fractura hidráulica.

ISIP – Inicitial shut In Pressure : pressão medida imediatamente depois de parar a injecção. O ISIP dá-nos a medida da pressão na fractura no wellbore ao recolher dados do líquido de fricção.

Leakoff – perda de fluido hidráulico do canal para as rochas permeáveis em redor.

Fracturing fluid – fluido usado durante as fracturas hidráulicas no tratamento de petróleo, gás, ou poços de água. Tem duas importantes funções principais.

Abrir e expandir a fractura. E Transportar o proppant através da fractura.

Proppant: partículas suspensas no fluido  que é usado para segurar fracturas abertas depois de um tratamento de hidraulic fracturing, criando um caminho que os fluidos podem seguir. Grãos de areia e material de cerâmica artificial são proppants comuns.

Fracing (Fracking) é uma versão mais pequena de fracturing.

Preocupações ambientais 

Preocupações ambientais devido ao uso de fracturamento hidraulico inclui uma potente contaminação de lençóis de água, riscos na qualidade do ar, e a potencial imigração de gases químicos para a superfície, o lixo, e os efeitos na saúde.

Com o explosivo crescimento de poços de gás natural nos EUA, uma investigação conduzida por Valerie Brow concluiu que em 2007 “ a exposição pública a muitos dos químicos envolvidos em produção de energia irão aumentar, com consequências incertas”

Enquanto a EPA reconhece o potencial de contaminação. A administradora da EPA Lisa Jackson testemunhou num comité do senado “ não estou a par de nenhuma prova em que o processo de fracking por si afectasse os lençóis de água.” Apesar de relatórios que provam o contrário.

Em Janeiro de 2012, um grupo de doutores pediu um muratorium sobre fracking em áreas populacionais até os efeitos na saúde se perceberem melhor.

Emissões gasosas e poluição

 Um grupo de emissões associadas aos gás natural, são as emissões libertadas na combustão. Estas emissões incluem partículas de matéria, Óxidos de azoto, dióxido de enxofre, dióxido de carbono e monóxido de carbono. Outro grupo que esta constantemente a ser libertado para a atmosfera estão ligados directamente ao gás natural em si, que são composto de metano, etano, líquido condensado, compostos orgânicos voláteis (VOCs) que são especialmente fortes no impacto na saúde são benzens, tolueno, etilbenzeno, e wylene. Efeitos na saúde inclui, problemas neurológicos, defeitos de nascença, e cancro.

O ozone já mostrou ter impacto nas função pulmonar, aumento de doenças respiratórias, e é especialmente perigoso no desenvolvimento pulmonar das crianças.

Um estudo da Universidade de Duke examinou metano nos lençóis de água na Pennsylvania e New York, determinou que os lençóis de água tendem a conter maiores concentrações de assinaturas isotópicas de metano e outros geoquímicos indicadores eram consistentes com fracturas nas formações de xisto profundas, mais do que outra fonte.

A contaminação não vem directamente da injecção de químicos injectados fundo nas formações shale rock mesmo por baixo das reservas de água mas das águas desperdiçadas e químicos para instalações de processamento. Os poços de evaporação permitem que os químicos voláteis na água evaporem para a atmosfera e quando chove estes poços tendem a verter e eventualmente verte para os lençóis de água.

Outra maneira pela qual os lençóis de água ficam contaminados relacionado com fracking é dos tubos construídos temporariamente para transportar a agua contaminada para instalações de tratamento. Estes tubos podem verter e em alguns casos partirem-se  perdendo as aguas contaminadas que vão inevitavelmente contaminar os lençóis de água. O transporte em camiões ou barcos torna-se perigoso devido aos acidentes

 Estudos Epidemiológico que podem confirmar ou regular alguma ligação entre as queixas e fracking são virtualmente inexistentes.

Investigadores da Colorado Scholl of Public Health fizeram um estudo relativo aos potenciais efeitos na saúde, e conclui que residentes perto dos poços de gás podem sofrer exposição química, acidentes das operações industriais, impactos psicológicos como depressão, ansiedade e stress.

O  realizador do filme Gasland premiado em Sundance em 2010, disse que toxinas químicas, cancerígenos conhecidos, metais pesados poluem os lençóis de água.

Um relatório do Massachussetts Institute of Tecnology num relatório em 2011 disse “ há preocupações em relação que estas facturas possam penetrar lençóis de água fresca e contamina-las com fluidos do fracturing, mas não existem provas que isto está a ocorrer. Há, no entanto provas de migração de gás natural para lençóis de água em algumas áreas, certamente a maioria relacionadas com erro humano. Existem desafios ambientais adicionais como na descarga e armazenamento dos fluidos tóxicos.

Contaminação Radioactiva

O New York Time noticiou a existência de radiação nas aguas desperdiçadas por Hydraulic fracturing libertadas nos rios da Pennsyvania. A areia contem minerais suaves radioactivos naturais são usadas em raras ocasiões para encontrar e medir fracturas.

Apesar disso, em 2011 os legisladores estatais e federais não requerem teste de radioactividade nas águas tóxicas das perfurações. Na Pennsylvania, onde as perfurações cresceram em 2008, a maioria da água potável abaixo das estações de tratamento não foi testada para a radioactividade desde 2006.

O New York Times também implica a DEP como amiga da inactividade ambiental das empresas, como só “pedir não legislar” ás companhias de gás para tratarem do seu próprio desperdício em vez de as enviar, para estações de tratamento de águas publicas.

Quimicos usados para fracturar.

A água é de longe o maior componente dos fluidos de fracturar. A operação de perfuração inicial só por si pode consumir 246.000 litros a 2.271.000 litros de líquidos de fractura. Durante o tempo médio de vida de um poço pode requer até 21.200.000 milhões de litros de água.

Os aditivos químicos utilizados no fluido tipicamente representam 2% do total. Durante um tempo médio de vida de um poço, este pode acumular 378.500 litros de aditivos químicos. Incluem biocidas, surfactantes, modificadores de viscosidade, e emulsionantes. Variam de valores de toxicidade. Muitos são utilizados nos produtos domésticos como, cosméticos, sabões, detergentes, polidores, ceras e tintas, alguns são usados produtos alimentares. Apesar de alguns químicos não representem perigos conhecidos, alguns são cancerígenos, alguns tóxicos, e outros neurotóxicos. Exemplo: Benzene (benzeno) (Cancro, deficiência óssea,  (Lead)chumbo (danifica o sistema nervoso e causa distúrbios cerebrais, etilenoglicol ( anticongelante causa morte), metanol (altamente tóxico, borid acid (ácido bórico) ( danos nos rins, morte, 2-Butoxyethanol (causa hemolyis (hemolise) ).

Numa investigação da US House of Representatives dos químicos utilizados em hidraoulic fracturing mostra que dos 750 componentes utilizados “mais de 650 contem químicos que são conhecidos por provocar cancro, regulado sobre o Safe Drinking Water, ou listados nos poluentes da atmosfera.

Outro estudo em 2011 com o titulo “Natural Gás Operation from a Public Health Perspective identificou 632 químicos utilizados na extracção de gás natural. Só 353 destes estão bem descritos na literatura científica, e destes, mais de 75% podem afectar a pele, olhos, sistemas respiratório e gastrointestinal, 40 a 50% podem afectar o cérebro e sistema nervoso, sistema imunitário e cardiovascular e rins, 37% podem afectar o sistema endocrine (endócrino); e 25% são cancerígenos e mutantes. O estudo refere a possibilidade de efeitos na saúde a longo prazo que podem não ser identificados imediatamente.

Tremores de terra

Um relatório da (USGS) Unied states geolical survey, reportou que terramotos provocados por acção humana foram documentados em algumas regiões, USA, Japão e Canada; “ a causa foi injecção de fluidos em deep wells (poços profundos) para descarga de lixo e recuperação de petróleo, e também o uso de reservatórios de fontes de água.

Gases efeito de estufa

O uso de gás natural em vez de petróleo ou carvão é muitas vezes visto como um amaneira de aliviar o aquecimento global: O gás natural queima mais limpo, e as estações de gás podem produzir até menos 50% menos de gases que estações de carvão. No entanto uma análise de Howarth e tal. Do ciclo poço- consumidor de fracturas para gás natural concluo que 3,6% a 7,9% do metano produzido pelo poço será libertado para atmosfera durante a sua existência.

De acordo com as analises, o metano é um potente gás efeito de estufa, isto significa que durante curtos espaços de tempo, shale gás (gás de xisto) é actualmente pior que petróleo e carvão.

Relações públicas

A considerável oposição as actividades fracking em pequenas aldeias e cidades levou as companhias a adoptarem varias medidas de relações publicas para aliviar os medos sobre o fracking, incluindo o uso de “ tácticas militares para contrapor aos opositores”. Numa conferência onde eram discutidas medidas de relações públicas, um executivo sénior foi gravado a dizer “ download the Us Army/ marine Corps Counterin surgency Manual, porque estamos a lidar com insurreição”, referindo-se aos oponentes do fracking.

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