Fracking e aquíferos: até onde chega uma fratura?

ReFINE Briefing Note
Fracking e aquíferos: até onde chega uma fratura?
Este sumário baseia-se no artigo científico «Hydraulic fractures: How
far can they go?» por Richard J. Davies, Simon Mathias, Jennifer
Moss, Steinar Hustoft e Leo Newport, publicado em linha na revista
científica Marine and Petroleum Geology, em 2012, e disponível
gratuitamente em www.refine.org.uk.
A fraturação hidráulica, comummente conhecida como
“fracking”, é um processo pelo qual se fraturam as
rochas através da injeção de fluidos sob alta pressão. O
papel da fraturação hidráulica na extração de gás
xistoso e de petróleo tem gerado recentemente
bastante controvérsia e está associado a vários receios
de natureza ambiental. O maior destes receios talvez
seja o de que as fraturas hidráulicas liguem as zonas de
produção de gás e petróleo a fontes de água potável.
Portanto, é fundamental entender a distância máxima
de propagação de fraturas hidráulicas. Uma
investigação realizada pelo Instituto de Energia de
Durham indica que a probabilidade de uma fratura
hidráulica induzida se propagar verticalmente na
direção da superfície por uma distância superior a 350
m é inferior a 1%. O mesmo estudo indica também que
a maior distância registada para tal propagação é
inferior a 600 m.
O que é fraturação hidráulica?
Quando fluidos penetram rochas que se encontram
enterradas a altas pressões, formam-se rachas
chamadas fraturas hidráulicas (figura 1). Estas fraturas
crescem, ou propagam-se, até que a pressão acumulada
tenha sido libertada. Fraturas hidráulicas naturais
formam-se por processos tais como a atividade
vulcânica ou a fuga de água matricial de rochas
enterradas a grande profundidade. Fraturas hidráulicas
induzidas ou artificiais são aquelas que se devem à
atividade humana, tal como a injeção de água em poços
geotérmicos, a fuga descontrolada de gás ou petróleo a
alta pressão num poço subterrâneo ou a fraturação
hidráulica de xistos.Relativamente pouco tem sido
publicado acerca da distância máxima de propagação na
direção da superfície de uma fratura hidráulica,
especialmente em sistemas de gás xistoso e
petrolíferos. Para investigar esta questão, analisou-se
durante este estudo a dimensão de milhares de fraturas
hidráulicas naturais e induzidas.
Figura 1: Fraturas hidráulicas naturais num xisto no
Azerbaijão (imagem tirada de Davies et al., 2012).
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O que é fraturação hidráulica de xistos?
Os xistos (ou folhelhos) são rochas de grão muito fino
formadas pela compactação de lama. Muitas vezes,
estas rochas contêm petróleo ou gás aprisionados nos
espaços (poros) entre as partículas de lama. Como esses
poros não estão ligados entre si, os xistos têm uma
permeabilidade muito baixa. A fraturação hidráulica é
uma forma de libertar o gás ou petróleo aprisionados.
Para tal, um poço é perfurado verticalmente até atingir
os xistos e, subsequentemente, horizontalmente
através dos xistos. Um revestimento de aço é instalado
no poço e, uma vez instalado, água, areia e produtos
químicos são injetados através do poço a alta pressão.
Estes fluidos altamente pressurizados fluem através de
buracos no revestimento do poço e causam a abertura
de rachas milimétricas nos xistos. As partículas de areia
transportadas pelo fluido mantêm as rachas abertas.
Isto permite que o gás ou o petróleo fluam para o poço
e para a superfície onde podem ser recolhidos.
Fraturas hidráulicas: quão longe podem ir?
Uma série de histórias recentes sugerem que a
fraturação hidráulica de xistos com vista a extrair gás
xistoso pode causar a contaminação de aquíferos de
água potável. A possibilidade de gás metano entrar na
água da torneira tem causado maior preocupação. Os
xistos que contêm gás xistoso normalmente encontramse a profundidades consideravelmente superiores às
profundidades a que se encontram os aquíferos. Para
determinar a possibilidade de contaminação, é
fundamental saber o quão longe em direção à superfície
se podem estender as fraturas hidráulicas induzidas.
Neste estudo examinaram-se milhares de fraturas
hidráulicas naturais e induzidas.
Para fraturas naturais, a análise de 1170 exemplos do
offshore norueguês, da África Ocidental e da Namíbia,
mostrou que o comprimento máximo dasfraturas é de
1106 m (figura 2). Para milhares de fraturas hidráulicas
induzidas em campos de gás xistoso, o comprimento
máximo declarado é de 588 m (figura 2). A análise
matemática dos conjuntos de dados indica que a
probabilidade de uma fratura hidráulica natural se
estender verticalmente por mais de 350 m é de cerca de
33%. Para fraturas hidráulicas induzidas por fraturação
hidráulica de xistos, a probabilidade de se estenderem
por mais de 350 m é inferior a 1%.
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and Geosciences
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Figura 2: Comparação entre a extensão vertical de
fraturas hidráulicas naturais (vermelho) e induzidas (azul),
baseada em dados de Davies et al. (2012). Xistos contendo
gás xistoso encontram-se normalmente a profundidades
de 2 a 3 km. Aquíferos de água potável a profundidades de
200 a 300 m. A Torre Eiffel tem uma altura de cerca de 300
m.
O que podemos concluir?
Os dados analisados sugerem que as fraturas naturais
têm o potencial de crescer mais em direção à superfície
do que as fraturas feitas pelo homem. Isto deve-se
provavelmente ao fato das primeiras se desenvolverem
ao longo de muito mais tempo e sob a pressão de
volumes de fluido muito maiores. Os dados indicam
ainda que muito poucas fraturas hidráulicas induzidas
se propagam por mais de 350 metros. Uma vez que os
aquíferos de água potável se encontram normalmente a
cerca de 300 m abaixo da superfície e que a fraturação
hidráulica tem lugar a profundidades de 2 ou 3 km, é
extremamente improvável que a fratura hidráulica
induzida pudesse ligar as duas zonas entre si. No
entanto, o estudo destaca a necessidade de cautela na
prospeção de reservas de gás xistoso ou de petróleo e a
importância dos estudos geológicos. Com base na altura
máxima registada de uma fratura hidráulica induzida, as
entidades reguladoras devem considerar impor um
limite inferior de pelo menos 600 metros de distância
vertical entre aquíferos e xistos a ser explorados,
sobretudo em novas áreas onde o conhecimento do
comportamento dos materiais geológicos é incompleto
ou ausente.
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