ReFINE Briefing Note
Fracking e acquiferi: quanto lontano, verso l’alto può propagarsi una
frattura idraulica?
Questa sintesi è basata sull’articolo: ‘Hydraulic fractures? How far
can they go?’ by Richard J. Davies, Simon Mathias, Jennifer Moss,
Steinar Hustoft, and Leo Newport, pubblicato su Marine and
Petroleum Geology, 2012, e disponibile per download all’indirizzo
www.refine.org.uk.
La Fratturazione idraulica, meglio conosciuta con il
termine inglese ‘fracking’, è un processo nel quale le
rocce vengono deliberatamente fratturate per
iniezione di fluidi sotto pressione. Il ruolo del fracking
nell’estrazione di shale gas e petrolio ha generato
molte polemiche e paure per possibili rischi
ambientali. La maggiore di questi è che la
fratturazione idraulica possa inquinare creando un
collegamento tra la zona di produzione di petrolio o
gas e una sorgente di acqua potabile. Sembra quindi
fondamentale capire su quale distanza le fratture
idrauliche possono propagarsi. La ricerca condotta
dal Durham Energy Institute indica che esiste meno
dell’1 per cento di probabilità che una frattura
idraulica si propaghi verso l’alto per più di 350 m e
che la massima distanza registrata è inferiore a 600m.
Cos’è la fratturazione idraulica?
Quando i fluidi forzano la loro strada attraverso le
rocce sepolte ad alta pressione, si formano cracks
chiamati fratture idrauliche (Fig. 1). Questi crescono,
o si propagano, finché l'accumulo di pressione non
viene rilasciato.
Le fratture idrauliche naturali si formano in seguito
a processi quali attività vulcaniche o la fuoriuscita di
acqua dalla roccia profondamente sepolte. Le fratture
idrauliche artificiali or indotte sono quelle prodotte
da attività umane, come l'iniezione di acqua nel pozzi
petrolio ad alta pressione in un pozzo sotterraneo, o
la fratturazione per shale gas.
È stato pubblicato relativamente poco sulla massima
distanza di propagazione verso l’alto di una frattura
idraulica, soprattutto negli impianti di estrazione di
shale gas e petrolio. Al fine di investigare questo
problema, il nostro studio ha analizzato le dimensioni
di migliaia di fratture idrauliche naturali e indotte.
Figura 1: Fratture naturali nelle argille, in Azerbaijan
(Immagine tratta da Davies et al., 2012).
geotermici, un incontrollato ‘blowout' di gas o di
Page 01
Cos’è la fratturazione idraulica nelle argille?
Le argille sono rocce a grana molto fine formate da
fango compresso che spesso contengono petrolio o
gas intrappolato nei pori tra le particelle di fango. Le
argille hanno una permeabilità molto bassa poiché
questi pori non sono connessi tra loro e la
fratturazione idraulica viene usata per liberare il gas o
il petrolio intrappolato. A questo scopo, un pozzo
viene perforato verticalmente e poi orizzontalmente
nelle argille in cui è intrappolato gas o petrolio.
Un involucro di acciaio viene installato nel pozzo e,
una volta messo in posto, acqua, sabbia e sostanze
chimiche vengono iniettate ad alta pressione nel
pozzo; Questi fluidi ad alta pressione scorrono
attraverso i fori nel telaio del pozzo, generando crepe
di dimensioni millimetriche che ‘aprono’ le argille. Le
particelle di sabbia all'interno del fluido mantengono
le crepe aperte in modo da permettere al gas o
petrolio di fluire nel pozzo e fino in superficie dove
può essere raccolto.
Figura 2: Confronto tra l'estensione verticale di fratture
idrauliche naturali (rosso) e indotte (blu) sulla base di dati
provenienti da Davies et al. (2012). Gas Shale in genere si
trovano a profondità di 2-3 km, e le falde di acqua potabile
a 200-300 m. La Torre Eiffel è alta 300m.
Fratture idrauliche: su che distanza possono
propagarsi?
Un recente numero di racconti ha suggerito che la
fratturazione di shale gas potrebbe causare la
contaminazione di acquiferi di acqua potabile. Di
School of Civil Engineering
and Geosciences
Drummond Building
Newcastle University
NE1 7RU
Tel: +44 (0)191 208 6611
particolare preoccupazione è stato il potenziale di
metano andrebbe in acqua potabile. Risulta quindi
importante conoscere quanto una frattura idraulica
indotta possa estendersi verso la superficie poiché, il
gas intrappolato nelle argille, si trova a considerevoli
profondità al di sotto degli acquiferi.
Il nostro studio ha esaminato migliaia di fratture
idrauliche naturali e indotte. L’analisi di 1170 esempi
di fratture naturali (offshore della Norvegia, West
Africa and Namibia) ha mostrato un’altezza massima
di propagazione di 1106 m mentre, migliaia di
fratture idrauliche indotte in shale gas fields
riportano una massima altezza di 588 m (Fig. 2).
L’analisi matematica dei dati indica che la probabilità
che una frattura idraulica naturale si estenda
verticalmente per più di 350 metri è circa il 33 %
mentre per fratture idrauliche indotte, è inferiore
all’1%.
Cosa possiamo concludere?
Il nostro studio ha esaminato migliaia di fratture
idrauliche naturali e indotte. L’analisi di 1170 esempi
di fratture naturali (offshore della Norvegia, West
Africa and Namibia) ha mostrato un’altezza massima
di propagazione di 1106 m mentre, migliaia di
fratture idrauliche indotte in shale gas fields
riportano una massima altezza di 588 m (Fig. 2).
Sulla base dei dati analizzati, le fratture naturali
hanno un potenziale di crescita verso maggiore di
quelle create dall’uomo. Questo probabilmente
perché si sviluppano in tempi molto più lunghi e sotto
pressioni di fluidi molto maggiori. I dati indicano che
poche fratture idrauliche indotte si propagano per
più di 350 m. Gli acquiferi con acqua potabile sono a
circa 300 m al di sotto della superficie, e poiché la
maggior parte del fracking si verifica a profondità di 2
o 3 km, è estremamente improbabile che una
frattura idraulica indotta possa connettere queste
due zone.
La nostra ricerca ha comunque due punti salienti:
l’uso prudente nello sviluppo di shale gas e
l’importanza di una conoscenza geologica del
territorio. Pertanto, sulla base della massima altezza
registrata delle fratture indotte, bisognerebbe
considerare
la
possibilità
di
introdurre
regolamentazioni su una minima distanza di 600
metri acquifero e gas shale, soprattutto in nuove
aree dove dati sulla fratturazione sono incompleti o
assenti.
Contact:
Mr. Sam Almond:
[email protected]
ReFINE website:
http://www.refine.org.uk
Follow ReFINE on Twitter:
@ReFINEresearch
Page 02
