¿Qué es la Sismicidad Inducida?

En general, la sismicidad inducida se refiere a los eventos sísmicos que resultan de la actividad humana. Hay diferentes maneras en las que la actividad humana pueden causar sismicidad inducida, incluyendo operaciones geotérmicas, represamiento de embalses (agua detrás de represas), inyecciones de residuos de agua y operaciones de petróleo y gas tales como la fracturación hidráulica.    

Microseismic induced event

En la industria del petróleo y gas, la sismicidad inducida se ha convertido en un sinónimo de eventos sísmicos de gran magnitud, los cuales son mayores a los que se han observado históricamente. Aunque es rara en Norteamérica, la sismicidad inducida se asocia comúnmente con proyectos de inyección de residuos de agua. Según USGS, el reciente aumento de la sismicidad en la parte central y este de Estados Unidos puede estar relacionado con la inyección de aguas residuales procedentes de operaciones de petróleo y gas en pozos profundos de residuos en estados como Arkansas, Colorado, Ohio, Oklahoma y Texas. Esto ha llevado a que se implementen legislaturas en ciertas jurisdicciones, lo que obliga a las empresas a monitorear la actividad sísmica durante y poco después del período de inyección.

Cuando se inyectan grandes volúmenes de fluido en formaciones subterráneas para almacenaje o desechos, es posible que algún fluido entre en fallas. Estos fluidos pueden afectar las presiones que actúan sobre las fallas. La presión de los fluidos en las fracturas y poros de las rocas se denomina "presión de poro". Si las presiones de los poros son bajas en comparación con las fuerzas naturales que mantienen la roca unida, sólo las fuerzas tectónicas naturales podrían causar un terremoto. Sin embargo, si las presiones de los poros aumentan, entonces se necesitaría menos de un desequilibrio de tensiones para causar un terremoto. Existe el potencial de que cuando los fluidos se inyecten en la roca, la presión del poro aumente en una falla posiblemente activa. Esto podría causar un deslizamiento repentino que liberará energía almacenada, generando sismicidad y potencialmente un terremoto.

Caracterización de Sismicidad Inducida

Es importante usar las herramientas adecuadas para monitorear la sismicidad inducida para observar con precisión el número de eventos sísmicos asociados con la inyección y lo más importante, su ubicación y magnitud. En particular, es importante registrar eventos de alta magnitud que se ubican cerca de la zona de inyección o aquellos asociados con una falla conocida en el área de interés. Muchas empresas adoptan un sistema de semáforos donde los eventos sísmicos se clasifican por una serie de umbrales de magnitud. Los eventos de luz verde son eventos más pequeños que se ubican en su zona esperada y no son motivo de preocupación; las operaciones pueden continuar como de costumbre. Los eventos de luz amarilla son eventos de mayor magnitud y/o grupos de eventos que están saliendo de la zona esperada; las operaciones pueden continuar pero las condiciones deberán observarse cuidadosamente y los operadores deben de estar listos para dejar de operar si las condiciones cambian. Finalmente, los eventos de luz roja exceden los umbrales predeterminados y requieren que se cesen las operaciones de inyección inmediatamente.

Los eventos sísmicos de varias magnitudes presentan diferentes características basadas en su frecuencia de señal. Los eventos microsismicos pequeños emiten ondas sísmicas a frecuencias más altas mientras que eventos de gran magnitud presentan señales de onda más largas a frecuencias mucho más bajas. Al usar varios tipos de sensores afinados para detectar eventos con diferentes frecuencias, los operadores pueden confiar en que la sismicidad se evalúa precisamente. El Sistema de Adquisición Sísmica de Fondo de Pozo y de Superficie Hybrid ™ de ESG combina geófonos de 15 Hz con geófonos de 4.5 Hz y acelerómetros de fuerza balanceada que detectan eventos de menor frecuencia asociados con sismicidad de alta magnitud en un solo sistema sincronizado al mismo tiempo, asegurando que los eventos con magnitudes de momento desde Mw -3 a Mw +3 serán totalmente detectados y caracterizados con exactitud.

Microseismic hybrid sensors for induced seismicity

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