В Оклахоме сокращение количества соленой воды (очень солоноватой воды, образующейся при добыче нефти и газа), закачиваемой в землю, по-видимому, снижает количество небольших землетрясений, вызванных воздействием жидкости. Но новое исследование показывает, почему этого было недостаточно, чтобы ослабить сильные землетрясения. Исследование, проведенное под руководством Райана М. Поллиа из Технологического института Вирджинии в Блэксбурге, штат Вирджиния, было опубликовано в Интернете до публикации в журнале Geology на этой неделе.
Начиная примерно с 2009 года, объем утилизации соленой воды (SWD) начал резко увеличиваться, поскольку добыча нетрадиционной нефти и газа быстро увеличивалась по всей Оклахоме. В результате количество землетрясений магнитудой более 3 баллов, сотрясающих штат, подскочило примерно с одного в год до 2011 года до более чем 900 в 2015 году. «Жидкости в основном смазывают существующие разломы», - объясняет Поллиа. Оклахома в настоящее время является самым сейсмически активным штатом в 48 нижних штатах США.
Предыдущие исследования связывали скважины SWD в Оклахоме и сейсмическую активность во времени. Вместо этого Полли и его коллеги изучили эту корреляцию в космосе, анализируя эпицентры землетрясений и расположение скважин SWD. Группа сосредоточилась на группе Арбакл, пористой геологической формации в северо-центральной части Оклахомы, которая широко используется для удаления соленой воды. Землетрясения возникают в фундаменте прямо под Арбаклом, на глубине от 4 до 8 километров.
Корреляция была очевидной: «Когда мы наносили на карту среднегодовые местоположения колодцев и эпицентры землетрясений, они перемещались в пространстве вместе», - говорит Поллиа. Исследователи также обнаружили, что объем SWD и возникновение землетрясений пространственно коррелируют до 125 км. Это расстояние, в пределах которого, по-видимому, существует связь между объемом закачки, движением жидкости и возникновением землетрясений.
Разбивая данные по годам с 2011 по 2016 год, Поллиа и его коллеги также обнаружили, что пространственная корреляция для меньших землетрясений ослабла в 2016 году, когда новые правила уменьшили объемы откачки. Тем не менее, пространственная корреляция для землетрясений с магнитудой 3,0+ сохраняется неизменной. Фактически, в сентябре 2016 года и ноябре 2016 года регион потрясли два особенно тревожных землетрясения. Первое, магнитудой 5,8, было самым сильным из когда-либо зарегистрированных в Оклахоме. Второй, M5.0, потряс территорию вокруг крупнейшего в стране нефтехранилища, содержащего миллионы баррелей нефти.
Теория Полли о том, почему пониженное давление жидкости повлияло только на небольшие неисправности: «Это похоже на то, что движение на автостраде все еще движется, но более мелкие артерии перекрыты». Он подчеркивает, что пока не могут предсказать единичные землетрясения или даже обвинить конкретные скважины в конкретных сотрясениях. Но для уменьшения сильных землетрясений, вызванных флюидом, Полли заключает: «Похоже, что это можно сделать, нагнетая меньше воды».