Результаты исследования отличаются от результатов, полученных на нефтегазовых месторождениях в центральной части США, где гидроразрыв не считается основной причиной резкого роста наведенной сейсмичности в регионе. Вместо этого считается, что распространение сотен небольших землетрясений в этой части США вызвано в первую очередь огромным количеством сточных вод, закачиваемых обратно в землю после добычи нефти и газа.Исследование SRL не исследует, почему индуцированная сейсмичность может быть связана с различными процессами в центральной части США и западной Канаде. Однако некоторые нефтяные и газовые месторождения в США, особенно в Оклахоме, используют «очень большое количество воды» в своей деятельности, что приводит к гораздо большему сбросу сточных вод, чем в канадских операциях, сказала Гейл М. Аткинсон из Западного университета.
Возможно, массовое удаление сточных вод в США «маскирует другой сигнал» наведенной сейсмичности, вызванной гидроразрывом, сказал Аткинсон. «Таким образом, мы не совсем уверены, что в центральной части США не больше сейсмичности от гидроразрыва пласта, чем это широко признано».В процессе гидроразрыва пласта используется закачка жидкости под высоким давлением для разрушения породы и высвобождения захваченной нефти и природного газа.
Как гидроразрыв, так и закачка сточных вод могут увеличить давление жидкости в естественных порах и трещинах в породе или изменить состояние напряжения в существующих разломах, вызывая землетрясения.Осадочный бассейн Западной Канады (WCSB) содержит одни из крупнейших в мире запасов нефти и газа и усеян тысячами скважин для гидроразрыва пласта, пробуренных в многоэтапных горизонтальных операциях. Аткинсон и ее коллеги сравнили взаимосвязь 12 289 скважин гидроразрыва и 1236 скважин для удаления сточных вод с землетрясениями магнитудой 3 и более на площади 454 000 квадратных километров недалеко от границы между Альбертой и Британской Колумбией в период с 1985 по 2015 год.
Исследователи провели статистический анализ, чтобы определить, какие землетрясения с наибольшей вероятностью связаны с гидроразрывом пласта, учитывая их местоположение и время. Анализы определили, что землетрясения связаны с гидроразрывом, если они произошли недалеко от скважины и в пределах временного окна от начала гидроразрыва пласта до трех месяцев после его завершения, и если другие причины, такие как сброс сточных вод, не были задействованы.Аткинсон и его коллеги обнаружили 39 скважин с гидроразрывом пласта (0,3% от общего числа изученных скважин для гидроразрыва пласта) и 17 скважин для отвода сточных вод (1% от изученных скважин для отвода сточных вод), которые могут быть связаны с землетрясениями магнитудой 3 и более.
Хотя эти проценты кажутся небольшими, Аткинсон отметил, что ежегодно в БКПБ пробуриваются тысячи скважин с гидроразрывом, что увеличивает вероятность землетрясения. «У нас еще не было сильного землетрясения рядом с уязвимой инфраструктурой, — сказала она, — но я думаю, что на самом деле это лишь вопрос времени, когда мы начнем видеть ущерб, причиненный этим».Исследование также подтвердило, что в последние несколько лет почти вся общая сейсмичность региона с магнитудой 3 или более была вызвана деятельностью человека. По словам Аткинсона, более 60% этих землетрясений связаны с гидроразрывом, около 30-35% происходят из скважин для захоронения и только от 5 до 10% землетрясений имеют естественное тектоническое происхождение.Аткинсон сказал, что новые цифры можно использовать для пересчета сейсмической опасности для региона, которая может повлиять на все, от строительных норм и правил до оценок безопасности критически важной инфраструктуры, такой как плотины и мосты. «В прошлом все было спроектировано и оценено с точки зрения опасности землетрясений с учетом природных опасностей», — сказала она. «И теперь мы коренным образом изменили это, и поэтому наша картина сейсмической опасности изменилась».
Исследователи также были удивлены, обнаружив, что их данные не показали взаимосвязи между объемом жидкости, закачиваемой в скважину с гидроразрывом пласта, и максимальной силой вызванного ею землетрясения.«Ранее считалось, что гидроразрыв пласта не может вызвать более сильные землетрясения, потому что объем жидкости был настолько мал по сравнению с объемом жидкости в скважине для захоронения», — пояснил Аткинсон. «Но если нет никакой связи между максимальной величиной и сбросом жидкости, то потенциально можно вызвать более крупные события, если давление жидкости найдет путь к соответствующему напряженному разлому».Аткинсон и ее коллеги надеются уточнить свой анализ, включив в него другие переменные, такие как информация о процессах добычи и геологии на отдельных участках скважин, «чтобы помочь нам понять, почему одни районы кажутся гораздо более подверженными индуцированной сейсмичности, чем другие».
Ученые говорят, что сейсмические риски, связанные с гидроразрывом пласта, могут возрасти, поскольку нефтегазовые компании расширяют использование гидроразрыва пласта в развивающихся странах, которые часто имеют густонаселенную территорию и уязвимую к землетрясениям инфраструктуру.