Используя метод, который работает в обратном направлении от набора наблюдаемых землетрясений, чтобы проверить сейсмические модели, соответствующие этим наблюдениям, исследователи, работающие в бассейне штата Делавэр, смогли определить, были ли землетрясения в регионе с 2017 года вызваны нефтегазовыми операциями.

Новое исследование, опубликованное в Seismological Research Letters, также указывает, была ли сейсмическая активность в определенной части или "блоке" бассейна, который простирается через Западный Техас и Нью-Мексико, вызвана гидроразрывом пласта или неглубоким или глубоким сбросом сточных вод.

Ясон Григоратос из Швейцарской сейсмологической службы ETH Zürich и коллеги из Техасского университета в Остине подсчитали, насколько вероятно, что один или оба этих процесса вызвали сейсмическую активность в каждом блоке, обнаружив, что по меньшей мере 68% землетрясений в бассейне реки Делавэр в их исследовании произошли в блоках, где вероятной причиной была нефтегазовая деятельность. с 95-процентным доверительным интервалом. Григоратос провел исследование, когда он был постдокторантом в Школе геонаук Джексона Калифорнийского университета.

Исследование SRL показало, что гидроразрыв пласта был связан с большим количеством сейсмических событий, чем предполагалось ранее, особенно в техасском округе Ривз. Однако неглубокое (примерно на один-два километра ниже уровня земли) удаление сточных вод связано с большим количеством землетрясений в целом, заключают Григоратос и его коллеги.

Исследователи обнаружили, что на сейсмичность вокруг города Пекос, по-видимому, влияют как гидроразрыв пласта, так и удаление сточных вод. В техасском округе Калберсон и вокруг эпицентра землетрясения магнитудой 5,0 в 2020 году в Ментоне, штат Техас, пусковым механизмом, по-видимому, является сброс сточных вод из глубоких колодцев.

Исторически сложилось так, что бассейн штата Делавэр испытывал очень низкую сейсмичность, и за последние 100 лет произошло всего три события магнитудой выше 4,8. Но уровень сейсмичности в этом районе постепенно повышается с 2009 года, а после 2013 года еще больше ускорился. Эти изменения коррелируют с увеличением объема закачки как в скважины гидроразрыва пласта, так и в скважины для удаления сточных вод в этом районе с 2013 года.

В своей статье Григоратос и его коллеги "задним числом" проанализировали частоту землетрясений магнитудой 1,5 и более, произошедших в бассейне Делавэра после 2017 года, используя данные о гидроразрыве пласта или удалении сточных вод в регионе в качестве входных данных для своей модели прогнозирования. Они сравнили эти показатели с теми, которые ожидаются при обычных тектонических условиях в регионе.

По словам Григоратоса, метод ретроспективного прогнозирования хорошо работает для выявления потенциальных причин сейсмичности в районах, где существует множество типов перекрывающихся нефтегазовых операций.

Изучение изменений в работе скважин за определенный временной и пространственный интервал может быть полезно при изучении "изолированных всплесков сейсмичности в районах с низкой плотностью скважин, например, при землетрясениях, вызванных гидроразрывом пласта, в районах с неперекрывающимися нефтегазовыми операциями", - отметил он, но "они не очень хорошо подходят для иметь дело с удалением сточных вод, которое часто приводит к многолетним задержкам до начала отдаленной и постепенной сейсмичности".

Он добавил, что ретроспективные показатели сейсмичности с течением времени в пределах конкретных пространственных блоков могут учитывать изменения скоростей закачки, а также то, как изменения порового давления, вызванные закачкой, распространяются через подземные формации во времени и пространстве.

По словам Григоратоса, в местах, где имели место как гидроразрыв пласта, так и удаление сточных вод, этот метод не позволяет определить, какой из них может быть более важным в возникновении землетрясений. "Сейсмичность в районах, пострадавших как от гидроразрыва пласта, так и от удаления сточных вод, находится в "неглубоких" осадочных слоях и с 2017 года не достигала значений выше 3,8 балла", - пояснил он. "Таким образом, до тех пор, пока землетрясения не станут более масштабными и не переместятся очень близко к уязвимым активам критической важности или высокой уязвимости, ограничения со стороны регулятора не кажутся очень вероятными".

Исследователи отметили, что блок-карта региона может помочь нефтегазовым операторам и регулирующим органам определить места, где в будущем следует принять меры по смягчению последствий землетрясений или мониторингу.

ИСТОЧНИК