Сейсмичность среднего континента США связана с высокодебитными нагнетательными скважинами: количество землетрясений стремительно растет

Число землетрясений, связанных с нагнетательными скважинами, резко возросло с нескольких в год в 1970-х годах до более 650 в 2014 году, согласно докторанту CU-Boulder Мэтью Вайнгартену, руководившему исследованием. Увеличение включало несколько разрушительных землетрясений в 2011 и 2012 годах с магнитудой от 4,7 до 5,6 в Праге, Оклахома; Тринидад, Колорадо; Тимпсон, Техас; и Гай, Арканзас.«Это первое исследование, в котором рассматривается корреляция между нагнетательными скважинами и землетрясениями в широком, почти национальном масштабе», — сказал Вайнгартен из отдела геологических наук CU-Boulder. «Мы стали свидетелями огромного увеличения землетрясений, связанных с этими высокопроизводительными нагнетательными скважинами, особенно с 2009 года, и мы думаем, что доказательства убедительны, что землетрясения, которые мы наблюдаем возле мест нагнетания, вызваны нефтегазовой деятельностью».Статья на эту тему появится в номере журнала Science от 18 июня.

Исследователи обнаружили, что нагнетательные скважины с «высоким дебитом» — те, которые закачивают в землю более 300 000 баррелей сточных вод в месяц — с гораздо большей вероятностью будут связаны с землетрясениями, чем нагнетательные скважины с более низким дебитом. По словам Вайнгартена, закачки проводятся либо для увеличения нефтеотдачи, что включает закачку жидкости в истощенные нефтяные пласты для увеличения добычи нефти, либо для утилизации соленых жидкостей, образующихся при нефтегазовой деятельности.

Соавторами исследования являются профессор CU-Boulder Шемин Ге из отдела геологических наук и Джонатан Годт, Барбара Бекинс и Джастин Рубинштейн из Геологической службы США (USGS). Годт базируется в Денвере, а Бекинс и Рубинштейн — в Менло-Парке, Калифорния.

Команда составила базу данных примерно 180 000 нагнетательных скважин в исследуемой области, которая простиралась от Колорадо до Восточного побережья.

По словам авторов исследования, более 18000 скважин были связаны с землетрясениями — в основном в Оклахоме и Техасе — и 77 процентов связанных нагнетательных скважин остаются активными.По словам Ге, из скважин, пострадавших от землетрясений, 66 процентов приходилось на нефтедобывающие.

Но активные скважины для отвода соленой воды в 1,5 раза чаще, чем нефтедобывающие скважины, были связаны с землетрясениями. «Скважины для добычи нефти включают в себя ввод жидкости для« вытеснения »нефти во вторую скважину для удаления, в то время как скважины для закачки сточных вод только вводят жидкость в систему, вызывая большее изменение давления в пласте», — сказал Ге.По словам Вайнгартена, скважины с увеличенной нефтеотдачей отличаются от скважин с гидроразрывом пласта или скважин с гидроразрывом тем, что они обычно нагнетаются в течение многих лет или десятилетий и работают в тандеме с обычными скважинами для добычи нефти. Напротив, скважины для гидроразрыва обычно закачивают в течение нескольких часов или дней.Команда отметила, что тысячи нагнетательных скважин работали в течение последних нескольких десятилетий в центральной и восточной части США без увеличения сейсмических явлений. «На самом деле, скважины, которые работали в течение относительно короткого периода времени и закачивали жидкости с высокой скоростью, в значительной степени связаны с землетрясениями», — сказал Вайнгартен.

В дополнение к изучению темпов закачки отдельных скважин на исследуемой территории, команда также рассмотрела другие аспекты работы скважин, включая совокупный закачанный объем жидкости в скважине с течением времени, ежемесячное давление закачки на отдельных устьях скважины, глубину закачки и их близость к «скале фундамента», где могут залегать сейсмические разломы. Согласно исследованию, ни один из них не показал значительной статистической корреляции с сейсмической активностью на национальном уровне.Оклахома имела самую высокую сейсмическую активность среди всех штатов, связанных с нагнетательными скважинами для сточных вод. Но в некоторых частях Колорадо, западного Техаса, центрального Арканзаса и южного Иллинойса также наблюдались концентрации землетрясений, связанных с такими скважинами, сказал Вайнгартен.

В Колорадо районами, наиболее пострадавшими от землетрясений, связанных с нагнетательными скважинами, был бассейн Ратон в южной части штата и около Грили к северу от Денвера.«Люди не могут контролировать геологию региона или масштаб сейсмической нагрузки», — сказал Вайнгартен. «Но управление скоростью закачки жидкости может помочь снизить вероятность индуцированных землетрясений в будущем».

Исследование было поддержано Центром анализа и синтеза им. Джона Уэсли Пауэлла Геологической службы США, который предоставляет возможности для сотрудничества между правительством, академическими кругами и учеными из частного сектора.


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *