Cientistas da Academia Chinesa de Ciências e da Universidade de Petróleo da China (Beijing) demonstraram que o CO2 pode produzir um melhor fluido de fraturamento hidráulico (fracking) do que a água.

A pesquisa, publicada em 30 de maio na Revista Joule, poderia ajudar a preparar o caminho para uma forma mais ecologicamente correta de fracking que seria um mecanismo para armazenar CO2 atmosférico capturado.

A informação é publicada por CellPressNews e reproduzida por por Ecodebate, 31-05-2019. A tradução e a edição são de Henrique Cortez.

O fracking é uma técnica usada para extrair recursos de reservatórios não convencionais nos quais o fluido (geralmente água misturada com areia, agentes espumantes, biocidas e outros produtos químicos) é injetado na rocha, fraturando-a para liberar os recursos dentro dela. Dos cerca de 7 a 15 milhões de litros de fluido injetado, 30% a 50% permanecem na formação rochosa após o término da extração. O alto consumo de água, os riscos ambientais e os frequentes problemas de produção levaram a preocupações com o fracking entre especialistas do setor e defensores do meio ambiente.

“A fratura não aquosa pode ser uma solução potencial para contornar esses problemas”, diz Nannan Sun, pesquisador do Instituto de Pesquisa Avançada de Xangai da Academia Chinesa de Ciências. “Escolhemos o fraturamento de CO2 a partir de uma gama de opções, porque o processo inclui múltiplos benefícios. No entanto, ainda não tínhamos uma compreensão fundamental da tecnologia, o que é muito importante para seu desenvolvimento e implantação posteriores.”

Os benefícios da fraturação do CO2 incluem a eliminação da necessidade de um grande suprimento de água (o que tornaria o fraturamento viável em locais áridos), reduzindo o risco de danos aos reservatórios (como acontece frequentemente quando soluções aquosas criam bloqueios na formação rochosa) e repositório para CO2 capturado.

No entanto, o CO2 não é susceptível de se tornar comumente usado como fluido de fraturamento, a menos que seja mais eficaz do que a água na produção de recursos. Para investigar as diferenças entre o CO2 e a água como fluidos de fraturamento em um nível microscópico, Sun e sua equipe coletaram afloramentos de xisto de Chongqing, na China, e fraturaram-nos com ambos os fluidos. Eles descobriram que o CO2 superou a água, criando redes complexas de fraturas com volumes estimulados significativamente maiores.

“Nós demonstramos que o CO2 tem maior mobilidade do que a água e, portanto, a pressão de injeção pode ser melhor entregue na porosidade natural da formação”, diz Sun. “Isso muda o mecanismo pelo qual as fraturas são criadas, gerando redes de fraturas mais complexas que resultam em uma produção de gás de xisto mais eficiente”.

Embora os pesquisadores acreditem que esta tecnologia de fraturamento hidráulico será escalável, seu desenvolvimento em larga escala está atualmente limitado pela disponibilidade de CO2. O custo do CO2 capturado a partir de fontes de emissão ainda é proibitivamente caro para tornar o CO2 uma substituição de fluido de fracking em toda a indústria.

A equipe também observa que, uma vez que o CO2 tenha sido injetado na fratura, ela adquire uma baixa viscosidade que inibe o transporte efetivo de areia para as fraturas. Como a areia destina-se a abrir as fraturas enquanto o gás de xisto é colhido, é essencial que os cientistas aprendam a melhorar a viscosidade do fluido – mas a equipe ainda não sabe como fazê-lo, mantendo os custos baixos e minimizando a pegada ambiental.

Como próximos passos, os pesquisadores planejam estudar os limites da tecnologia de fraturamento de CO2 para entender melhor como ela pode ser usada. “Mais investigações são necessárias para identificar os efeitos do tipo de reservatório, as propriedades e condições geomecânicas, a sensibilidade à formação de CO2 e assim por diante”, diz Sun. “Além disso, a cooperação com indústrias será realizada para impulsionar a implementação prática da tecnologia.”

Referência: Joule, Song, Guo, and Zhang et al.: “Fracturing with Carbon Dioxide: From Microscopic Mechanism to Reservoir Application” https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(19)30216-8 

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