Шейкдаун в Оклахоме: Чтобы сократить количество крупных землетрясений, нужно закачивать меньше солёной воды

В Оклахоме сокращение объёмов закачки в недра солёной воды (сильноминерализованной воды, добываемой вместе с нефтью и газом) уменьшает количество небольших землетрясений, вызванных воздействием флюидов. Однако новое исследование показывает, почему этого было недостаточно для снижения сейсмичности более крупных событий. Исследование под руководством Райана М. Полли из Технологического университета Виргинии опубликовано онлайн перед печатью в журнале Geology.

Начиная примерно с 2009 года объёмы закачки попутной воды (SWD) резко возросли в связи с быстрым ростом добычи нефти и газа нетрадиционными методами по всей Оклахоме. В результате количество землетрясений магнитудой 3 и выше подскочило с примерно одного в год до 2011 года до более чем 900 в 2015 году. «Флюиды, по сути, смазывают существующие разломы», — поясняет Полли. Теперь Оклахома — самый сейсмически активный штат в континентальной части США.

В отличие от предыдущих исследований, связывавших скважины SWD и сейсмичность во времени, Полли и его коллеги проанализировали эту корреляцию в пространстве, изучив расположение эпицентров землетрясений и скважин. Команда сосредоточилась на группе Арбакл — пористой геологической формации в северо-центральной Оклахоме, широко используемой для сброса солёной воды. Землетрясения зарождаются в фундаментных породах непосредственно под Арбаклом на глубине 4–8 км.

Корреляция оказалась очевидной: «Когда мы нанесли на карту среднегодовое расположение скважин и эпицентров землетрясений, они перемещались в пространстве вместе», — говорит Полли. Исследователи также обнаружили, что объём закачки и возникновение землетрясений пространственно коррелируют на расстоянии до 125 км — это радиус, в пределах которого существует связь между объёмом закачки, движением флюидов и сейсмичностью.

Анализируя данные по годам с 2011 по 2016, учёные выявили, что пространственная корреляция для небольших землетрясений ослабла в 2016 году, когда новые регуляции снизили объёмы закачки. Однако пространственная связь для землетрясений магнитудой M3.0+ сохранилась без изменений. Более того, в сентябре и ноябре 2016 года в регионе произошли два особенно тревожных землетрясения. Первое, магнитудой M5.8, стало сильнейшим в истории Оклахомы. Второе, M5.0, потрясло район вокруг крупнейшего в стране хранилища нефти, содержащего миллионы баррелей.

Полли объясняет, почему снижение флюидного давления повлияло только на малые разломы: «Это как если бы движение на автостраде продолжалось, а небольшие подъездные пути были перекрыты». Он подчёркивает, что предсказывать отдельные землетрясения или винить конкретные скважины пока невозможно. Но для сокращения крупных землетрясений, вызванных флюидами, вывод таков: «Похоже, способ сделать это — закачивать меньше воды».