Управление землетрясениями, вызванными добычей нефти: Ученые демонстрируют безопасный метод утилизации сточных вод

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) совместно с междисциплинарной командой ученых из промышленности и академических кругов разработали и успешно продемонстрировали метод управления индуцированной сейсмичностью. Техника позволила сократить количество землетрясений на действующем нефтяном месторождении в Италии. Результаты опубликованы в журнале Nature.

Разработка может помочь смягчить землетрясения, вызываемые индустрий нефти и газа — не только при закачке попутно добываемой воды, но и при гидроразрыве пласта (ГРП). Этот подход также применим для предотвращения землетрясений от других видов деятельности человека, таких как заполнение водохранилищ и подземных горизонтов, а также геологическое секвестирование диоксида углерода (CO₂). «Проблема индуцированной сейсмичности выходит далеко за рамки добычи нефти. Это огромная проблема для общества, с которой придется столкнуться, если мы хотим безопасно закачивать CO₂ в недра», — отмечает ведущий автор исследования Брэдфорд Хейгер.

Команда использовала детальные данные, накопленные компанией Eni за годы работы на нефтяном месторождении Валь-д'Агри в сейсмически активном регионе южной Италии. Исследователи интегрировали информацию о сейсмической истории, структуре пород и разломов, а также режимах закачки в связанную модель подземного потока и геомеханики. Эта модель, соединенная с моделью механики землетрясений, переводит изменения в напряженном состоянии недр и пластовом давлении в вероятность возникновения сейсмических событий.

Валидация модели на данных с 1993 по 2016 год показала соответствие прогнозов реальной сейсмической записи. Прогноз на период до 2025 года для трех разных скоростей закачки (2000, 2500 и 3000 м³/сутки) показал, что крупных землетрясений можно избежать при поддержании скорости на уровне 2000 м³/сутки. Рекомендованный режим был применен на одной нагнетательной скважине в период с января 2017 по июнь 2019 года. За это время в регионе было зафиксировано всего несколько незначительных сейсмических событий, совпавших с краткими периодами превышения рекомендуемой скорости закачки. «Сейсмичность в регионе за эти два с половиной года была очень низкой — около четырех событий магнитудой 0,5, в отличие от сотен землетрясений магнитудой до 3, происходивших между 2006 и 2016 годами», — говорит Хейгер.

Результаты показывают, что можно успешно управлять сейсмичностью, регулируя скорости закачки на основе геологических условий. «Мы демонстрируем, что управление сейсмичностью в операционных условиях возможно. И мы предлагаем план того, как это сделать», — резюмирует соавтор работы Рубен Хуанес.