Исследование раскрывает два сейсмических процесса, вызываемых гидроразрывом пласта

В некоторых районах западной Канады небольшие и умеренные землетрясения индуцируются операциями по гидроразрыву пласта (ГРП) при добыче нефти и газа. В Альберте этот тип индуцированной сейсмичности в основном сконцентрирован в зоне примерно в 30 километрах к западу от города Фокс-Крик. Новое исследование Университета Калгари, опубликованное в журнале Science, впервые детально показало механизм этого явления, выявив два различных процесса активации доразломных разломов.

Исследование имеет ключевое значение для разработки стратегий смягчения рисков и предотвращения землетрясений, вызванных ГРП. Понимание конкретных механизмов позволит регулирующим органам и компаниям разрабатывать более эффективные и научно обоснованные протоколы безопасности для таких операций.

Ученые проанализировали сейсмические данные, начиная с зимы 2015 года, когда в районе Фокс-Крик произошло первое событие магнитудой более 4. Используя современные методы, они создали базу данных из 905 событий и смогли связать их с конкретными операциями на отдельных скважинах. «Сочетание точного определения мест микро-землетрясений и уникально полных данных дало нам исключительно детальную картину времени и динамики зарождения разрыва», — отмечает соавтор исследования, профессор геофизики Дэвид Итон.

Анализ выявил ранее не обнаруженную систему доразломных разломов, параллельную двум горизонтальным скважинам. В одной части разлома ГРП в обеих скважинах вызвал небольшие землетрясения за счет наложения механических напряжений на породы. Движение по разлому прекратилось с остановкой операций. Однако в другой части разлома, более чем через две недели после прекращения закачки, произошло землетрясение магнитудой 3.9 на глубине около 4 км в докембрийских породах фундамента. Последующая активность мигрировала обратно к зоне закачки в течение нескольких месяцев, что указывает на связь с проникновением флюидов ГРП в разлом.

«Мы не ожидали увидеть контрастирующие признаки для стресс-индуцированной и флюид-индуцированной сейсмичности, — говорит Итон. — Это различие может иметь важные последствия для снижения опасности, в зависимости от того, какой процесс вызывает сейсмическую активность».