Roma, 2 lug – Abbiamo già visto come si formano gli idrocarburi e le peculiarità della loro estrazione alla luce del fatto che la ricerca petrolifera, grazie all’enorme quantità di risorse finanziarie dedicate ad essa, sia da considerarsi un’attività in continua e rapida evoluzione, tale da superare la stessa ricerca in campo aerospaziale.
Questo, unito alla sempre maggior richiesta di fonti energetiche, ha permesso di iniziare, da qualche anno, lo sfruttamento di risorse considerate non economicamente remunerative e soprattutto di scoprirne di nuove.
Tra di esse la parte sicuramente più interessante, e controversa, è rappresentata dai cosiddetti depositi di “gas shales”. Innanzi tutto occorre spiegare cosa si intende con questo termine: i “gas shales” (gas di scisto in italiano, ma sarebbe meglio dire “argille a gas”) sono delle formazioni rocciose in cui il gas naturale è intrappolato nelle microporosità della roccia; microporosità che, a differenza delle altre rocce serbatoio convenzionali, non sono tra di loro comunicanti a causa del grado di diagenesi che hanno subito, e quindi non permettono lo scorrere del fluido, condizione necessaria affinché si possa sfruttare un qualsiasi tipo di giacimento.
Apriamo qui una piccola parentesi semantica: shales tradotto dall’inglese significa scisto, ma qui non si tratta della roccia metamorfica che è possibile trovare nelle catene montuose, bensì è solo un termine tecnico che indica una particolare proprietà strutturale della roccia, la scistosità, ovvero la sua disposizione in strati paralleli, compatti e “sfaldabili”; caratteristica che in questo caso è propria della roccia sedimentaria (soprattutto argilliti compatte) che fa da serbatoio per il gas. Questa assonanza di termini spesso ha generato confusioni di tipo “giornalistico” in concomitanza alla questione della sua estrazione, che, come vedremo, viene fatta utilizzando una particolare tecnica chiamata “fracking”.
Complesso di sfruttamento oil shale di Stuart, Australia
Diversi invece sono i depositi di “oil shales”, in italiano chiamati scisti bituminosi, che sono caratterizzati dall’essere composti generalmente da argille più o meno stratificate ricche in materia organica che non hanno subito un processo di maturazione tale da produrre idrocarburi come una roccia madre propriamente detta. Spesso, come già detto precedentemente, possono essere indicatori di giacimenti siti in profondità e quindi servono da indicatori per l’attività di ricerca ed estrazione.
Retorting “in situ”
Entrambi questi depositi possono essere sfruttabili ma le tecniche, e quindi anche le problematiche di tipo ambientale, sono molto diverse.
Gli “oil shales” vengono sfruttati principalmente tramite due metodologie. La più usata è la cavatura in miniere a cielo aperto o sotterranee della roccia per sottoporla a riscaldamento ad alta temperatura (retorting) in modo da poter estrarre il fluido che genera che verrà poi separato dalle impurità e raccolto.
Questo processo di riscaldamento può anche essere effettuato “in situ” tramite la perforazione della roccia e l’introduzione nei pozzi di generatori elettrici di calore che, in un arco di tempo che va dai due ai tre anni, riescono a riscaldare la roccia ad una temperatura tale (350/400°C) da farle rilasciare il petrolio che racchiude che viene raccolto da pozzi di estrazione collocati all’interno dall’area riscaldata. Entrambi i processi, come è facile intuire, sono molto costosi quindi in caso di forti abbassamenti del prezzo del greggio non vengono effettuati o vengono notevolmente ridotti (un barile di oil shale costa 60 dollari al momento della produzione).
Evoluzione del fracking (foto Schlumberger Ltd)
I “gas shales” invece, date le diverse caratteristiche geologiche della roccia in cui si trovano rispetto agli “oil shales”, vengono estratti tramite un processo in pozzo che prende il nome di “fracking”.
Questa tecnica che, lo ricordiamo, non è nuova nella ricerca petrolifera essendo usata sin dagli anni ’50 del secolo scorso per rendere più permeabile la roccia serbatoio di pozzi convenzionali, è stata recentemente usata per estrarre gas da giacimenti sin’ora considerati non sfruttabili. Prevede l’immissione di acqua ad alta pressione unita a sostanze addensanti per aumentarne la viscosità in modo da microfratturare la roccia serbatoio per aumentarne la permeabilità e quindi la possibilità di estrarre i fluidi ad idrocarburi che essa contiene. In seguito alla microfratturazione viene introdotto nella roccia un fluido a base di acqua che contiene delle particelle accuratamente selezionate in base alla forma e grandezza atte a costituire una sorta di impalcatura di sostegno all’interno delle microfratture, sia per stabilizzarle sia per fornire un reticolo di drenaggio per i fluidi, che si chiamano in gergo “proppant”.
Anche questa metodologia, sebbene non costosa come quella di estrazione degli “oil shales” è remunerativa solo in rapporto alla particolari congiunture economiche legate all’andamento dei prezzi delle materie prime.
Fratturazione idraulica o “fracking” (foto Schlumberger Ltd)
Entrambe queste tecniche pongono dei problemi ambientali non indifferenti. L’estrazione del petrolio di scisto, oltre all’emissione di gas serra dovuti al processo di riscaldamento della roccia, comporta l’utilizzo di risorse d’acqua e l’impatto che ne deriva sulla loro qualità, inoltre c’è il problema dello stoccaggio della roccia di scarto post lavorazione oltre a tutte le problematiche classiche di una miniera a cielo aperto o in galleria.
L’attività estrattiva del gas di scisto, invece, oltre ad avere un forte impatto in superficie dovuto alla necessità di effettuare numerosi perfori per fratturare quanta più roccia possibile, può provocare la genesi di sismi indotti generalmente di media intensità (M=5) se, e solo se, i liquidi di estrazione (acqua connata e acque di perforazione) vengono reintrodotti nella roccia per smaltirli. Per essere definitivamente chiari in merito a questo aspetto che tanto ha suscitato allarme e perplessità al di fuori della comunità scientifica: non è la fratturazione della roccia in sé a generare i sismi (si tratta di microfratture), bensì la reimmissione dei liquidi per lo smaltimento degli stessi che, qualora vi siano strutture sismogeniche (faglie) quiescenti nelle vicinanze dei pozzi, fungono da lubrificante per la faglia riattivandola.
Paolo Mauri
Ulteriori approfondimenti:
Come nascono gli idrocarburi?
Come si formano i giacimenti?
Come avviene l’estrazione?
