Мониторинг в реальном времени может улучшить понимание динамики разломов

Новый метод, разработанный командой ученых под руководством Университета Пенсильвании, позволяет получить более четкую картину процессов открытия и закрытия разломов в земной коре в режиме реального времени. Метод основан на анализе данных сейсмических датчиков, установленных в скважинах вокруг площадки гидроразрыва пласта (ГРП) в Вайоминге.

Эта разработка имеет критическое значение для понимания динамики разломов, что является давней проблемой в сейсмологии. Разломы играют ключевую роль в энергетических системах — от добычи ископаемого топлива до новых "зеленых" технологий, таких как хранение углерода и усовершенствованные геотермальные системы. Улучшенное понимание их поведения может помочь в прогнозировании свойств.

"Мы разработали новую технику, которая извлекает информацию об эволюции разлома в реальном времени, и это изображение может дать нам лучшее физическое понимание, чем было раньше", — сказал Тьюань Чжу, доцент геонаук в Пенсильванском университете. Новый аналитический метод позволил исследователям наблюдать изменения в недрах с более высоким пространственно-временным разрешением, чем это было возможно с предыдущими сейсмическими методами.

Ученые наблюдали небольшое снижение сейсмической скорости в начале ГРП по мере роста давления и вероятного образования разломов. Однако позже, после того как разломы уже заполнились жидкостью для ГРП, они неожиданно зафиксировали большее снижение скорости. С помощью моделирования физики горных пород было установлено, что причиной большего падения скорости, вероятно, стали пузырьки газа, захваченные в биоремедианте, добавленном в конце процесса ГРП для очистки грунта.

"То, что мы видим, — это когда вы открываете разлом, это вызывает меньшее изменение, чем ожидалось, а затем некоторое большее, значительное снижение скорости вызвано пузырьками газа", — пояснил Чжу. В будущем этот метод может помочь в раннем обнаружении потенциальных утечек CO₂ из проектов секвестрации углерода или в увеличении потока воды в усовершенствованных геотермальных системах.