¿Las inyecciones de CO2 suponen un riesgo de terremotos perjudiciales?
¿Qué frecuencia tienen los terremotos medibles en relación con las operaciones petroleras? La respuesta es extremadamente raros. Sin embargo, otro artículo científico ha planteado la posibilidad de que se produzcan eventos sísmicos como resultado de la inyección de CO2 para estimular la producción de petróleo en yacimientos agotados. Dado que este proceso, conocido como recuperación mejorada de petróleo (EOR), es un componente vital para hacer que la captura y el almacenamiento de carbono (CCS) sean económicamente viables como medio para abordar el cambio climático global, debemos analizar los hechos. Esto es lo que sabemos:
El 4 de noviembre, la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) publicó un artículo sobre la sismicidad que puede haber sido inducida por inyecciones de gases en un yacimiento petrolífero del oeste de Texas. El campo petrolífero estudiado, cerca de Snyder Texas, ha sido objeto de estimulación de la producción por inyección desde 1957. En el presente estudio, los autores informan de la sismicidad menor registrada entre 2006 y 2011 con 18 terremotos. De los 18 eventos registrados, 17 fueron de magnitud 3 de Richter (asociados a sacudidas del suelo apenas o imperceptibles) y uno fue de magnitud 4,3 (sacudidas del suelo capaces de hacer vibrar los platos pero sin daños significativos). Para poner esto en perspectiva, según el Estados Unidos Geological Survey (USGS), se calcula que en todo el mundo se producen anualmente 1,3 millones de terremotos de magnitudes entre 2,0 y 2,9, 130.000 terremotos entre 3,0 y 3,9 y 13.000 terremotos de magnitudes entre 4,0 y 5,0. Ninguna de las sismicidades detuvo la inyección, sino que los operadores prestaron especial atención a la optimización de las tasas de inyección.
El estudio señala además que en el campo adyacente y conocido de SACROC -en la misma ciudad de Snyder, Texas, que ha sido sometido a la prueba del CO2 desde hace 40 años- que no ha habido ninguna sismicidad inducida. De hecho, el CO2 nació en estos yacimientos, ya que está en funcionamiento desde 1971. Desde entonces, se han acumulado más de cuatro décadas de experiencia con el CO2con aproximadamente mil millones de toneladas métricas de CO2 inyectadas durante ese periodo en decenas de miles de pozos ha producido mil quinientos millones de barriles de petróleo. Sin embargo, sólo se han registrado tres terremotos de magnitud superior a 4,0 durante las inundaciones de agua en los yacimientos petrolíferos, y no se sabe que ninguno esté asociado a la inyección de CO2 según el estudio completo revisiónde los eventos sísmicos asociados a la tecnología energética en Estados Unidos publicada por la Academia Nacional de Ciencias (NAS, 2012).
Es bien sabido que los terremotos diminutos -aquellos que imparten una liberación de energía a un kilómetro de profundidad similar a la de dejar caer un galón de leche al suelo- pueden estar asociados a grietas diminutas que pueden formarse para dar cabida a fluidos inyectados en los poros de las rocas. Este tipo de sismicidad (conocida como microsismicidad) sólo se puede medir con instrumentos extremadamente sensibles, y no representan precursores de grandes eventos ni señalan movimientos en fallas conocidas o desconocidas. De hecho, en la EOR, los operadores se esfuerzan por asegurarse de que las rocas no estén sometidas a una presión excesiva y se fracturen inadvertidamente, ya que las fracturas permiten que el CO2 eluda los poros llenos de petróleo en lugar de barrerlo. De hecho, el fracking se evita en la EOR y en el almacenamiento de carbono porque reducirá gravemente la eficacia de la propagación del CO2 a través de los poros de la formación. En cambio, la EOR tiene lugar en un yacimiento con presión reducida y reconstruye la presión hacia la miscibilidad mínima, el punto en el que el CO2 se mezcla con el petróleo para sacarlo de la roca con mayor eficacia. Este proceso tiene lugar muy por debajo del punto de fractura de la roca. En un régimen de almacenamiento de carbono, los operadores se centrarán en el "almacenamiento concurrente", es decir, en las operaciones normales con una vigilancia adicional relacionada con la contabilidad. Si los operadores desean llevar a cabo sólo el almacenamiento, entonces, según las normas actuales, deben aplicar la Norma de Control de Inyección Subterránea de la EPA, que exige permanecer muy por debajo de la presión de fractura al 90% de la resistencia de la roca.
CO2 son habituales en la página web Estados Unidos. En la actualidad, 4.000 millas de tuberías de CO2 se conectan a 127 proyectos que producen más de 100 millones de barriles de petróleo al año y utilizan 57 millones de toneladas métricas de CO2. Además, hoy en día hay más de 100.000 pozos que se inundan con agua y otros 13.000 pozos que se inundan con CO2 2. Tras décadas de funcionamiento, el vertido de aguas residuales sólo se ha asociado a ocho sucesos que hayan sido realmente percibidos por los residentes cercanos, ninguno de los cuales se ha asociado a daños significativos. Además, cada año se inyectan en el subsuelo más de 4.000 millones de toneladas de fluidos en más de 30.000 pozos en Estados Unidos y la sismicidad inducida menor se limita a unos pocos yacimientos. Aunque la experiencia con el CO2para proyectos de almacenamiento de carbono es pequeña, según el estudio de la NAS de 2012, no se conocen eventos históricamente sentidos y ninguno con una magnitud de 2,0 o superior. ¿A qué se debe esto? El almacenamiento de CO2 en los yacimientos petrolíferos suele ir acompañado de la producción de agua, hidrocarburos y CO2 lo que da lugar a un equilibrio de la presión del subsuelo. De hecho, el "almacenamiento apilado" en yacimientos de petróleo y gas utilizando formaciones de salmuera asociadas, puede resultar ventajoso de varias maneras, incluida la oportunidad de gestionar la presión mediante la producción de fluidos.
Sin embargo, la sismicidad inducida asociada a las operaciones de petróleo y gas sigue siendo un tema de interés para los responsables políticos, a raíz de un artículo de 2012 de los investigadores de Stanford Mark Zoback y Steve Gorelick relativo a la capacidad futura de las formaciones geológicas del subsuelo profundo para aceptar y contener grandes volúmenes de CO2 capturado de las centrales eléctricas. Sin embargo, los investigadores del MIT Rubén Juanez, Brad Hagar y Howard Herzog escribieron una refutación en PNAS refutación en el que señalan que los terremotos se producen en gran medida en las rocas cristalinas del "sótano" que se encuentran debajo de los miles de metros de rocas sedimentarias de los yacimientos de petróleo y gas, o donde el CO2 2. Es muy poco probable que las inyecciones en esas rocas sedimentarias provoquen un terremoto en las rocas cristalinas subyacentes. CATF también ha abordado ese estudio en nuestro propio sitio web.
¿Cómo evitamos provocar terremotos? A pesar de que el riesgo de que se produzcan terremotos dañinos con el CO2 la selección cuidadosa de los emplazamientos, el análisis de riesgos, la vigilancia constante y la gestión de las inyecciones deben ser componentes esenciales de los proyectos de almacenamiento geológico de carbono saludables, especialmente en las zonas sísmicamente activas. Los lugares de almacenamiento de carbono deben ser cuidadosamente seleccionados, y aquellos que presenten un alto riesgo sísmico (o de otro tipo) deben ser evitados o se deben emplear sistemas de gestión. El control de las emisiones de CO2debe incluir la gestión de la presión y el seguimiento de las inyecciones de CO2 del subsuelo en relación con las estructuras geológicas.
Por lo tanto, el reciente artículo de PNAS proporciona una mayor comprensión de la sismicidad asociada a la inyección subterránea de CO2pero es importante señalar que, en el artículo, los autores ponen correctamente sus resultados en perspectiva, afirmando "El hecho de que ningún otro lugar de inyección de gas haya informado de terremotos con magnitudes tan grandes como 3, sugiere que, a pesar de las preocupaciones de Zoback y Gorelick (2012), es posible que en muchos lugares el volumen de CO2 de gran volumen no induzcan terremotos".
