Introdução aos xistos e à fraturação hidráulica

ReFINE Briefing Note
Introdução aos xistos e à fraturação hidráulica
Este sumário tem como objetivo dar uma visão global do gás de
xisto, explicando termos comummente utilizados. É produzido como
parte do projeto Researching Fracking In Europe (ReFINE), liderado
pelo Durham Energy Institute. Mais informações sobre o ReFINE
podem ser encontradas no website do projeto: www.refine.org.uk.
Da Grã-Bretanha à Bulgária, da Ucrânia aos Estados
Unidos, gás de xisto e fraturação hidráulica parecem
estar constantemente nas notícias. Mas o que são
xistos, porque contêm gás e o que é a fraturação
hidráulica? O projeto ReFINE, liderado pelo Durham
Energy Institute, utiliza pesquisa científica para
investigar a fraturação hidráulica na Europa. Este guia
fornece uma introdução ao tema e explica alguns dos
conceitos-chave.
O que é um xisto?
Xisto é um argilito, uma rocha sedimentar formada
por camadas de lama (ou argila) que se acumularam
ao longo de milhões de anos e que foram espremidas
e comprimidas lentamente até a lama se tornar
pedra. Os xistos são muito comuns no registo
geológico, o que não é surpreendente, uma vez que a
lama é o sedimento mais abundante na terra: cobre a
maior parte dos fundos oceânicos e grande parte da
terra seca. Lama e argilitos são compostos de quatro
componentes principais: argila (partículas minerais
minúsculas e achatadas), silte de quartzo (pequenos
grãos deste mineral comum e resistente), matéria
orgânica (os restos orgânicos de plantas e animais) e
carbonato de cálcio (calcário, muitas vezes
proveniente de conchas). Estes componentes
ocorrem em proporções diferentes em argilitos
diferentes, mas os geólogos chamam xisto aos
argilitos que são ricos em argila e matéria orgânica e
que se fendem em camadas finas. A Figura 1 mostra
um exemplo de um xisto da costa jurássica de Dorset,
Reino Unido.
Figura 1: Xisto jurássico de Dorset, Reino Unido. As
camadas negras são muito ricas em matéria orgânica,
enquanto que as camadas mais claras contêm muitas
conchas calcárias de plâncton fossilizado. O campo de
visão horizontal é de cerca de 20 centímetros.
Page 01
O que é gás de xisto?
Bolhas de gás natural, normalmente metano,
encontram-se muitas vezes aprisionadas nos poros
dos argilitos. Se a quantidade de gás natural for
suficientemente alta, e a sucessão de camadas de
xisto for suficientemente espessa, pode ser
economicamente viável extrair o gás para o utilizar
como combustível fóssil. É a isto que se chama gás de
xisto.
Porque é que os xistos contêm gás?
Nem todos os xistos contêm gás. Para tal acontecer,
os xistos necessitam de ter sido formados a partir de
lamas com um conteúdo em matéria orgânica
elevado. Quando estas lamas são enterradas,
comprimidas e aquecidas, a matéria orgânica é
“cozinhada” e o gás é libertado. Para que tal
aconteça, são necessárias temperaturas de pelo
menos 100 graus centígrados, que normalmente
ocorrem a profundidades de 3 ou mais quilómetros
abaixo da superfície da terra. Uma vez gerado, parte
do gás migra em direção à superfície, mas grande
parte permanece aprisionado nos poros do xisto. Este
gás aprisionado forma um reservatório de gás de
xisto, que é o alvo de exploração.
O que é a fraturação hidráulica?
Fracking é um termo inglês utilizado para nos
referirmos à fraturação hidráulica. Fraturas
hidráulicas podem ser formadas naturalmente
quando fluidos pressurizados escapam de rochas
enterradas em profundidade e as fraturam ao
deslocarem-se em direção à superfície. A fraturação
hidráulica é o processo através do qual fluidos a alta
pressão são injetados nas rochas para as fraturar.
Estas fraturas artificiais são mantidas abertas por
agentes de suporte (chamados proppants em inglês)
tais como areias.
Porque se usa fraturação hidráulica para extrair gás
de xisto?
Os xistos são porosos e contêm muitos poros
minúsculos nos quais o gás natural se encontra
aprisionado. No entanto, estes poros não se
encontram ligados entre si, o que significa que os
xistos têm permeabilidades muito reduzidas. Como
tal, o gás não circula através da rocha. Para o libertar,
School of Civil Engineering
and Geosciences
Drummond Building
Newcastle University
NE1 7RU
Tel: +44 (0)191 208 6611
é necessário criar permeabilidade através da
fraturação hidráulica dos xistos. As fraturas finas
cheias de fluido que são produzidas pela fraturação
hidráulica permitem a ligação dos poros entre si e a
circulação do gás para fora da rocha e para o poço.
Figura 2: Diagrama simplificado ilustrando a fraturação
hidráulica de xistos para obter gás. Um poço é perfurado
até atingir o reservatório de gás de xisto e fluidos são
então injetados no poço a alta pressão. No horizonte alvo,
os fluidos são injetados no xisto. Isto produz fraturas
artificiais que permitem que o gás flua do xisto para o
poço.
Figura 3: Diagrama simplificado mostrando um detalhe da
fraturação hidráulica para obter gás de xisto. A injeção de
fluidos a alta pressão no xisto cria fraturas finas que ligam
entre si os poros que contêm gás. Isto permite que o gás
flua para o poço e em direção à superfície.
Contact:
Mr. Sam Almond:
[email protected]
ReFINE website:
http://www.refine.org.uk
Follow ReFINE on Twitter:
@ReFINEresearch
Page 02