Raton Basin jordskælv forbundet med olie- og gasvæskeinjektioner

Et udslæt af jordskælv i det sydlige Colorado og det nordlige New Mexico registreret mellem 2008 og 2010 skyldtes sandsynligvis væsker pumpet dybt under jorden under bortskaffelse af olie og gasspildevand. siger en ny University of Colorado Boulder undersøgelse.

Studiet, der fandt sted i 2, 200 kvadratkilometer Raton Basin langs grænsen mellem Colorado og det nordlige New Mexico, fundet mere end 1, 800 jordskælv op til størrelsesordenen 4,3 i den periode, forbinder det meste med spildevandsinjektionsbrøndaktivitet. Sådanne brønde bruges til at pumpe vand tilbage i jorden, efter at det er blevet udvundet under opsamlingen af ​​metangas fra underjordiske kullejer.

En vigtig del af den nye undersøgelse var brugen af ​​hydrogeologisk modellering af poretryk i det, der kaldes "kælderklippen" i Raton-bassinet - klippe flere miles dyb, der ligger til grund for de ældste lagdelte lag. Poretryk er væsketrykket i stenbrud og stenporer.

Mens to tidligere undersøgelser har knyttet jordskælv i Raton-bassinet til spildevandsinjektionsbrønde, dette er den første, der viser, at forhøjet poretryk dybt under jorden ligger langt over jordskælvsudløsende tærskler, sagde CU Boulder doktorand Jenny Nakai, hovedstudieforfatter. De nordlige kanter af Raton-bassinet grænser op til Trinidad, Colorado, og Raton, Ny mexico.

"Vi har for første gang vist en sandsynlig mekanisme, der forårsager disse jordskælv, "sagde Nakai fra Institut for Geologiske Videnskaber." De rumlige mønstre af seismicitet, vi observerede, afspejles i fordelingen af ​​spildevandsindsprøjtning og vores modellerede poretryksændring. "

Et papir om undersøgelsen blev offentliggjort i Journal of Geophysical Research:Solid Earth . Medforfattere på undersøgelsen inkluderer CU Boulder-professorerne Anne Sheehan og Shemin Ge fra geologiske videnskaber, tidligere CU Boulder doktorand Matthew Weingarten, nu postdoc ved Stanford University, og professor Susan Bilek fra New Mexico Institute of Mining and Technology i Socorro.

Raton Basin jordskælvene mellem 2008 og 2010 blev målt af seismometre fra EarthScope USArray Transportable Array, et program finansieret af National Science Foundation (NSF) til at måle jordskælv og kortlægge Jordens indre over hele landet. Holdet brugte også seismiske data fra Colorado Rockies Experiment og Seismic Transects (CREST), også finansieret af NSF.

Som en del af forskningen holdet simulerede i 3-D en 12-mile lang fejl hentet fra seismicitetsdata i Vermejo Park-regionen i Raton-bassinet. Seismicitetsmønstrene antyder også en anden, mindre forkastning i Raton-bassinet, der var aktiv fra 2008-2010.

Nakai sagde, at forskerholdet ikke så på forholdet mellem Raton Basin-jordskælvene og hydraulisk frakturering, eller fracking.

Den nye undersøgelse viste også, at antallet af jordskælv i Raton -bassinet korrelerer med den kumulative mængde spildevand, der injiceres i brønde op til cirka 9 miles væk fra de enkelte jordskælv. Der er 28 "Klasse II" spildevandsbortskaffelsesbrønde - brønde, der bruges til at bortskaffe spildvæsker forbundet med olie- og naturgasproduktion - i Raton-bassinet, og mindst 200 millioner tønder spildevand er blevet injiceret under jorden der af olie- og gasindustrien siden 1994.

"Kældersten er typisk mere sprød og sprækket end stenlagene over den, "sagde Sheehan, også fellow ved CU's Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences. "Når poretrykket stiger i kældersten, det kan forårsage jordskælv."

Der er stadig meget at lære om Raton Basin-jordskælvene, sagde CU Boulder-forskerne. Mens olie- og gasindustrien har overvåget seismisk aktivitet med seismometre i Raton-bassinet i årevis og kortlagt nogle underjordiske fejl, sådanne data stilles ikke til rådighed for forskere eller offentligheden.

Jordskælvsmønstrene i Raton-bassinet ligner andre amerikanske regioner, der har vist "induceret seismicitet" sandsynligvis forårsaget af spildevandsinjektionsbrønde, sagde Nakai. Tidligere undersøgelser, der involverede CU Boulder, viste, at injektionsbrønde sandsynligvis forårsagede jordskælv nær Greeley, Colorado, i Oklahoma og i midten af ​​kontinentregionen i USA i de seneste år.