Каталог землетрясений на севере Техаса подтверждает продолжающееся влияние сброса сточных вод

Комплексный каталог сейсмических последовательностей в бассейне Форт-Уэрт в Техасе за 2008–2018 годы детально показывает, как сброс сточных вод от нефтегазовой добычи изменил сейсмическую обстановку в этом регионе.

В отчёте, опубликованном в Bulletin of the Seismological Society of America, Луис Киньонес и Хизер ДеШон из Южного методистского университета с коллегами подтверждают, что уровень сейсмической активности в бассейне снизился после 2014 года, что, по-видимому, соответствует уменьшению объёмов закачки сточных вод. Однако их анализ также показывает, что за этот период активизировались новые разломы, а сейсмичность продолжает распространяться на всё большее расстояние от нагнетательных скважин. Это говорит о том, что «дальнодействующие» изменения сейсмического напряжения будут важны для оценки будущей сейсмической опасности в бассейне.

«Мы стали лучше понимать, насколько масштабно закачка в бассейне изменила напряжение во всём бассейне», — отметила ДеШон. Исследователи вначале наблюдали реактивацию отдельных разломов, а теперь видят, как накопленный объём закачанной жидкости высвобождает остаточную энергию на множестве мелких разломов. Каталог включает всю сейсмичность, зарегистрированную сетями SMU. Некоторые последовательности, такие как землетрясения в аэропорту Даллас/Форт-Уэрт в 2008 году, хорошо изучены, другие, например, последовательность в западном Клеберне в 2018 году, описаны впервые.

Исследователи обнаружили, что общая сейсмичность в бассейне сильно коррелирует во времени и пространстве с закачкой сточных вод, причём большинство событий происходит в пределах 15 километров от скважин. После пика закачки в 2014 году, связанного со снижением цен на нефть и газ, сейсмичность вдоль разломов возле скважин с высоким объёмом закачки пошла на спад. Однако есть исключения, такие как последовательности Ирвинг-Даллас (2015) и озера Льюисвилл (2017), где в радиусе 15 км нет скважин.

Наведённые землетрясения возникают, когда закачка сточных вод повышает поровое давление в горных породах и влияет на напряжение вдоль разломов. В бассейне Форт-Уэрт эти изменения напряжения могут распространяться более чем на 10 километров от скважин. «Объёмы закачки достигли пика в 2014 году, но мы до сих пор не понимаем, насколько обширно пространственно изменилось поровое давление на глубине, а значит, не понимаем, как будет снижаться опасность со временем», — пояснила ДеШон.

По сравнению с такими регионами, как Оклахома, где объёмы закачки намного выше, а разломы расположены ближе друг к другу, наведённых землетрясений в бассейне Форт-Уэрт всё ещё значительно меньше. Разломы здесь расположены реже, и случаи «перескока» сейсмичности между разломами редки. Тем не менее, высокая плотность населения в метрополии Даллас-Форт-Уэрт делает критически важным продолжение мониторинга риска наведённой сейсмичности. В настоящее время исследователи имеют доступ только к ежемесячным кумулятивным объёмам и среднему давлению на устье скважин, с отчётом, обновляемым раз в год. ДеШон подчеркнула, что для улучшения оценки опасности необходимы более оперативные и детальные ежедневные данные по закачке, а также измерения пластового давления.