Forstå sammenhængen mellem fracking og jordskælv

Forskere, der studerer hydraulisk frakturering, har besvaret et mangeårigt spørgsmål om, hvordan praksis nogle gange kan forårsage moderate jordskælv og muligvis kan bruge deres model til at forudsige, hvornår der kan opstå skælv i forbindelse med fracking.

Teamet af seismologer og geofysikere fra Dalhousie University og University of Calgary gennemførte en ny undersøgelse, der havde til formål at forstå de fysiske mekanismer ved jordskælv "fremkaldt" af hydraulisk frakturering, en meget udbredt metode til at stimulere ekstraktion af kulbrinter fra jorden.

De ville forstå, hvorfor disse begivenheder opstod, på trods af laboratoriemålinger, der tyder på, at de ikke bør ske i den type skifersten, der gennemgår stimulering.

Hvad de fandt ud af er, at indsprøjtning af frakturerende væsker kan føre til en langsom glidning af en fejl. Det kan gradvist lægge nok belastning på en anden, fjerntliggende del af fejlen, så den pludselig glider og forårsager et jordskælv.

Muligheder for nye overvågnings- og afbødningsstrategier

Dmitry Garagash, en professor i civil- og ressourceingeniørafdelingen i Dalhousie, medforfatter på undersøgelsen, der blev offentliggjort i Videnskab fremskridt , en online-journal i topklasse fra American Association for the Advancement of Science.

"Arbejde som dette giver os mulighed for at forstå fænomenet bedre og kan i sidste ende føre til forbedrede regler og praksis med hydraulisk frakturering, "sagde Dr. Garagash.

"Den udviklede fysikbaserede model af fejlslip som reaktion på ændringer forårsaget af fracking kan føre til bedre forudsigelse af denne type hændelser, men også foreslå nye feltovervågnings- og afbødningsstrategier. "

Teamet blev ledet af Dr. Thomas Eyre, en postdoktor ved Institut for Geovidenskab ved University of Calgary, og kiggede på såkaldte "filtbegivenheder" eller jordskælv, der er store nok til at mærkes i nærliggende samfund.

Det omfattede et jordskælv på 4,2 størrelser tidligere på året nær Red Deer, Alta., og et 4,5 jordskælv sidste år nær Fort St. John, B.C.

Forskerne analyserede et sæt seismiske og geologiske data, hvoraf nogle blev opsamlet under et jordskælv i størrelsesorden 4,1 hydraulisk brud forårsaget af 12. januar, 2016, nær Fox Creek i det nordvestlige Alberta.

En vigtig milepæl

Hydraulisk frakturering involverer pumpning af en blanding af vand, sand og kemikalier i en brøndboring under højt tryk for at skabe brud i reservoirsten for at udnytte dem til olie og gas.

"Dette er en vigtig ny milepæl for at forstå jordskælv forårsaget af hydraulisk frakturering, "siger studieforfatter Dr. David Eaton, en professor ved University of Calgary's Institut for Geovidenskab.

Dr. Eyre sagde, at baseret på forskerholdets model, bekræftet af feltobservationer og af fysikbaseret matematisk modellering, jordskælvet starter på en fjern del af fejlen, hvor friktionsforholdene er ustabile.

"I det tilfælde, vi studerede, jordskælvet fandt sted hundredvis af meter over den hydrauliske brudzone, "Dr. Eyre sagde.

Tidligere undersøgelser har antydet, at fejlskred i skiferformationer, der er målrettet mod fracking, sker for langsomt til at producere et jordskælv. Men den nye forskning fandt ud af, at denne langsomme glid kan ændre betingelserne for fejlen et stykke væk fra stedet for fracking og forårsage et fjernt skælv.