По данным нового исследования, опубликованного в Seismological Research Letters, два землетрясения средней силы, произошедшие в южной провинции Сычуань в Китае в прошлом декабре и январе, вероятно, были вызваны близлежащими операциями по гидроразрыву пласта.
Землетрясения магнитудой 5,7 в декабре 2018 года и в январе 2019 года магнитудой 5,3 в бассейне Южного Сычуани нанесли значительный ущерб фермерским домам и другим строениям в этом районе. Декабрьское землетрясение было особенно разрушительным: 17 человек получили ранения, а прямой экономический ущерб составил около 50 миллионов китайских юаней (примерно 7 долларов США).5 миллионов).
Сланцевый газовый блок Чаннин в бассейне Южный Сычуань был местом гидроразрыва пласта с 2010 года, а с 2014 года широкое распространение получили горизонтальные нагнетательные скважины для гидроразрыва пласта. В то же время частота землетрясений на блоке Чаннин резко возросла. начался систематический фрекинг.
В Соединенных Штатах удаление сточных вод от нефтегазовых операций, когда вода, образующаяся при добыче углеводородов, закачивается обратно в слои горных пород, считается основной причиной индуцированных землетрясений, особенно в Оклахоме. Однако появляется все больше свидетельств того, что гидравлический разрыв пласта или гидроразрыв пласта, при котором используется закачиваемая вода для разрушения слоев горных пород во время добычи углеводородов, мог вызвать землетрясения средней силы в некоторых местах в Огайо, Оклахоме и на западе Канады.
И удаление сточных вод, и фрекинг вызвали землетрясения в бассейне на юге провинции Сычуань, говорят Синлин Лэй из Геологической службы Японии и его коллеги. В своем новом исследовании в SRL исследователи представляют «полную цепочку доказательств», чтобы показать, что декабрьские и январские землетрясения были вызваны операциями гидроразрыва пласта.
Они точно определили местонахождение землетрясений, обнаружив, что они были относительно неглубокими (от двух до десяти километров под поверхностью), как и следовало ожидать от индуцированных землетрясений. Декабрьское и январское землетрясения также совпали по времени и пространству с закачкой на близлежащие кустовые площадки гидроразрыва пласта. У них не было точных объемов закачки на этих кустовых площадках, чтобы лучше понять взаимосвязь между закачкой и эволюцией сейсмичности.
Моделирование сейсмической активности Лея и его коллег показывает, что большая часть активности была вызвана первоначальными главными толчками с небольшой активностью афтершоков, что также согласуется с моделью, наблюдаемой для индуцированных землетрясений. Наконец, их расчеты показывают, что избыточное давление на поры породы, создаваемое гидроразрывом пласта, было достаточно сильным, чтобы активировать ранее существовавшие разломы в регионе. Исследователи отмечают, что эти разломы в основном не были нанесены на карту и имели неблагоприятную ориентацию для смещения при нормальной тектонической активности.
«Для большинства кустовых площадок связанная с этим сейсмичность быстро затухает после завершения или остановки гидроразрыва», - сказал Лэй, хотя он отметил, что их анализ действительно повышает вероятность обнаружения признаков реактивации разлома из-за предыдущей сейсмичности.
«По моему мнению, повторяющиеся умеренные землетрясения могут быть вызваны до тех пор, пока продолжается закачка, поскольку умеренное землетрясение высвобождает очень ограниченную нагрузку», - добавил он. «Национальные правила в Китае должны быть обновлены с требованием к операторам принимать меры, если наблюдаются некоторые признаки повторной активации неисправности».
Исследователи говорят, что необходимо больше информации о разломах и характере их напряжений в районах Сычуаньского бассейна, окружающих площадки скважин для гидроразрыва, чтобы направить бурение таким образом, чтобы избежать умеренной сейсмической активности.«Умеренные землетрясения наблюдались в ограниченном количестве мест», - сказал Лэй. «Если бы эти места можно было отсеивать, риск умеренных землетрясений был бы значительно снижен».
Лей и его коллеги хотели бы, чтобы исследователи, регулирующие органы и нефтегазовые операторы работали вместе, чтобы лучше понять, что вызывает сейсмичность, вызванную закачкой, в Южно-Сычуаньском бассейне, чтобы обеспечить эффективные и безопасные операции гидроразрыва.