Гидравлический разрыв пласта для извлечения захваченного ископаемого топлива может вызвать землетрясения. Большинство из них настолько малы или далеки от домов и инфраструктуры, что могут остаться незамеченными; другие могут дребезжать окнами, раскачивать светильники и будить людей; у некоторых повреждены здания.
Геофизики Стэнфордского университета смоделировали и нанесли на карту риск заметного сотрясения и возможного повреждения зданий в результате землетрясений, вызванных гидроразрывом пласта, на всех потенциальных участках гидроразрыва пласта в сланцевой формации Игл-Форд в Техасе, где проводились одни из крупнейших гидроразрывов пласта. вызвало землетрясение в США.
Опубликованные 29 апреля в журнале Science результаты показывают, что самые густонаселенные районы, особенно узкий участок Игл-Форд, расположенный между Сан-Антонио и Хьюстоном, сталкиваются с наибольшим риском испытать сотрясение, достаточно сильное, чтобы повредить здания или почувствовать их. людьми. «Мы обнаружили, что риски, связанные с неприятностями или ущербом, сильно различаются в пространстве, в основном в зависимости от плотности населения», - сказал ведущий автор исследования Райан Шульц, аспирант геофизики в Стэнфорде..
Социальная лицензия
Десятки тысяч скважин, пробуренных в обширной формации за последнее десятилетие, способствовали сланцевому буму в США и способствовали резкому увеличению числа землетрясений в центральной и восточной части США, начиная примерно с 2009 года. Хотя разрушительные землетрясения случаются редко, авторы пишут: «Предполагаемые риски гидроразрыва пласта вызвали обеспокоенность общественности и препятствовали развитию отрасли».
В малонаселенных районах в юго-западной части Игл-Форда исследователи обнаружили, что ущерб маловероятен, даже если фрекинг вызовет землетрясения силой до 5 баллов.0. Однако допущение таких мощных землетрясений может поставить под угрозу «общественную лицензию на деятельность», пишут они. Фраза, возникшая в горнодобывающей промышленности в 1990-х годах и с тех пор принятая активистами по борьбе с изменением климата, относится к неофициальному признанию членами местного сообщества и более широким гражданским обществом того, что нефтегазовые и горнодобывающие предприятия должны вести бизнес без дорогостоящих конфликтов.
«Сейсмичность является частью социальной лицензии на гидроразрыв пласта, но далеко не единственной проблемой», - сказал соавтор исследования Билл Эллсворт, профессор геофизики Стэнфордской школы наук о Земле, энергетике и окружающей среде (Stanford Earth). «Устранение сейсмичности гидроразрыва полностью не изменит другие проблемы».
Среди этих опасений - угрозы здоровью от проживания вблизи нефтяных и газовых скважин и выбросы парниковых газов в результате добычи и использования ископаемого топлива. Недавнее объявление Калифорнии о планах прекратить выдачу новых разрешений на гидроразрыв пласта к 2024 году, например, является частью усилий по поэтапному отказу от добычи нефти и сокращению выбросов парниковых газов.
Начнем с риска
Исследователи говорят, что их цель - облегчить операторам, регулирующим органам, местным жителям и собственникам возможность обсуждать важные для них риски без технических знаний. «Подход, который мы разработали, предусматривает риск неприятностей или ущерба в качестве общей системы отсчета и инструментов для его оценки», - сказал соавтор исследования и профессор геофизики Грег Бероза, содиректор Стэнфордского центра индуцированной и триггерной сейсмичности. (SCITS).
В новом анализе рисков применяется методика, впервые опубликованная в прошлом году, для учета местоположения людей и сооружений, а также прогнозов максимальной силы землетрясения и геологических факторов, которые могут усиливать или ослаблять толчки, когда они перемещаются под землей. Этот подход позволяет начать с некоторого уровня риска, например, 50-процентной вероятности того, что 30 домохозяйств испытают сотрясение, которое кажется захватывающим, но не пугающим, на основе опросов сообщества, и рассчитать наибольшую магнитуду землетрясения, которая будет поддерживать риск на уровне или ниже. тот уровень.
Авторы предлагают использовать этот тип анализа в качестве отправной точки для управления рисками землетрясений, вызванных фрекингом, с использованием системы, известной как протокол светофора. Протоколы светофоров, принятые в штатах, включая Огайо и Оклахому, для управления сейсмическими опасностями, связанными с нефтью, газом и некоторыми видами геотермальной энергетики, дают операторам зеленый свет, пока землетрясения остаются относительно небольшими. При сильных землетрясениях оператор может отрегулировать или остановить закачку жидкости, зная, что сотрясение может продолжаться и даже усиливаться после отключения насосов.
Если цель состоит в том, чтобы относиться ко всем одинаково с точки зрения риска, наш анализ показывает, что действия должны быть предприняты при более низких магнитудах для буровых площадок вблизи городов на севере Игл-Форда, чем для буровых в сельской местности в на юг», - объяснил Эллсворт, который также является содиректором SCITS.
По мнению исследователей, «несправедливо» устанавливать единый порог для количества сотрясений, допустимых для такого крупного образования, как Игл Форд.«Однозначные пороги могут учитывать пороги, которые являются слишком допустимыми в городских районах или слишком ограничивающими в сельских регионах», - сказал Бероза, профессор Уэйна Лоэля из Stanford Earth. «Вместо этого, если вы начинаете с терпимости к риску, вы можете установить пороговые значения, которые варьируются в зависимости от изменения риска».
Береза также является содиректором Центра землетрясений в Южной Калифорнии (SCEC).