Карта Пермского бассейна (зеленый) и бассейна Делавэр (DB) (красный); синим прямоугольником отмечена область исследования. Источник: SMU
В истории недавних землетрясений в Техасе есть важная разделительная линия — те, что произошли до и после 2017 года, когда создание Техасской сейсмологической сети (TexNet) предоставило возможность отслеживать сейсмические события гораздо меньшей магнитуды.
Новое исследование сейсмологов SMU повторно изучает землетрясения в Пермском бассейне, которые произошли до 2017 года, в сравнении с данными в реальном времени, собранными по землетрясениям, произошедшим после 2020 года. Результаты подтверждают, что сейсмичность, произошедшая в 2009–2017 годах, была причинно связана с подземным закачиванием сточных вод, которые являются побочным продуктом добычи нефти и газа.
В исследовании представлены передовые методы определения местоположения землетрясений, которые существенно пересматривают предполагаемые глубины более ранней сейсмичности и показывают, что, как и события, происходящие сейчас, более ранние землетрясения в Бассейне происходили в местах закачки сточных вод на небольшую глубину или вблизи них.
Результаты опубликованы в The Seismic Recordпод названием «Взгляд на временную эволюцию вызванных землетрясений в бассейне Южного Делавэра с использованием калиброванных перемещений из каталога TXAR (2009–2016 гг.)». Постдокторант SMU Асийе Азиз Занджани является ведущим автором. Хизер ДеШон, заведующая кафедрой наук о Земле им. Роя М. Хаффингтона SMU, является соавтором.
За последнее десятилетие Пермский бассейн, западный Техас и юго-восточный Нью-Мексико в Соединенных Штатах, стал ведущим мировым производителем нефти с использованием гидроразрыва пласта. Бассейн разделен на западный бассейн Делавэра, платформу Центрального бассейна и восточный бассейн Мидленда.
В этом исследовании основное внимание уделяется бассейну Делавэра, расположенному к югу от зоны разлома Гришема, где, как показали более ранние исследования, землетрясения начались около 2009 года, когда гидроразрыв пласта и закачка сточных вод начали значительно увеличиваться, но отсутствие сейсмических станций ограничило более детальное понимание.
Во время гидроразрыва пласта смесь воды, песка и химикатов закачивается глубоко в землю для создания трещин, которые улучшают добычу нефти и газа. Затем, вместе с нефтью и газом, на поверхность возвращаются природные воды из пласта и жидкости, используемые при гидроразрыве пласта.
Сточные воды необходимо утилизировать, и закачка их в скважины для утилизации, нацеленные на породы, которые могут удерживать дополнительные жидкости, является обычной тактикой. В бассейне Делавэра закачка происходит в пласты на глубине 0,5–3 км на поверхности (мелководье) и на глубине 4–6 км (глубоко), а гидроразрыв пласта происходит на глубинах между ними. В этом сценарии точные глубины землетрясений дают ключ к пониманию запуска.
Используя метод гипоцентроидальной декомпозиции, Азиз Занджани рассчитал более точные местоположения землетрясений до 2017 года, связав старые данные с новейшими данными TexNet самого высокого качества. Новые местоположения показывают пространственную и временную корреляцию с деятельностью по неглубокому впрыскиванию с 2009 года.
«Важно иметь хорошо документированную пространственно-временную историю как сейсмичности, так и промышленной деятельности в Пермском бассейне, чтобы понять, что изменилось и вызвало сейсмическую активность», — сказал ДеШон.
«Улучшение наших знаний о физике антропогенных землетрясений поможет регулирующим органам и отрасли разработать более эффективные стратегии смягчения последствий для снижения риска землетрясений».
Дополнительная информация: Асие Азиз Занджани и др., Взгляд на временную эволюцию вызванных землетрясений в бассейне Южного Делавэра с использованием калиброванных перемещений из каталога TXAR (2009–2016 гг.), Сейсмическая запись (2024 г.). DOI: 10.1785/0320240011
Предоставлено Южным методистским университетом
