Czy indukowane trzęsienia ziemi rzeczywiście powstają podczas szczelinowania hydraulicznego?

Autor: Horst Rüter

Data publikacji: Czerwiec 19, 2014

Artykuł [Austin A. Holland (2013)] jest wart odnotowania z kilku powodów. Jest również istotny w dyskusji dotyczącej sejsmiczności indukowanej w kontekście produkcji gazu z pokładów łupkowych z wykorzystaniem metod szczelinowania hydraulicznego.

1. Istnieje bardzo niewiele publikacji, które zajmują się stricte sejsmicznością indukowaną podczas szczelinowania hydraulicznego a nie zjawiskami, które miały miejsce podczas spustu cieczy produkcyjnych w przepuszczalne warstwy skalne. Autor stwierdza, że „trzęsienia ziemi powiązane ze szczelinowaniem hydraulicznym to zazwyczaj bardzo niewielkie zjawiska o sile pomiędzy M-1.0 a M-0.5”. Zjawiska o większym natężeniu były odnotowane tylko raz, w pokładzie Bowland, w Wielkiej Brytanii (2011). Wcześniejsze przypadki z Oklahomy nie zostały wystarczająco udokumentowane aby pozwolić na wprowadzenie rozróżnienia pomiędzy zjawiska naturalne i indukowane. Pierwszy omawiany przypadek miał miejsce w hrabstwach Carter oraz Love (1978), kolejny ponownie w hrabstwie Love (1979). Uwzględniwszy fakt, że technika szczelinowania hydraulicznego była wykorzystywana w warunkach ponad 100,000 odwiertów tylko w Oklahomie i tylko w 3 przypadkach odnotowano zjawiska, które miały prawdopodobny charakter indukowanych, autor podsumowuje swój wywód w sposób następujący: „Procent hydraulicznie szczelinowanych szybów, który mógłby wywołać trzęsienie ziemi jest mały”.
2. Niewielkie wydarzenia (< M0.0) zwykle wywoływane podczas szczelinowania hydraulicznego najczęściej mają swój początek w obszarze szczelin powstałych podczas procesu szczelinowania i są tym samym również wykorzystywane do mapowania formowania się tych szczelin. Zjawiska odnotowane w Południowo-Środkowej Oklahomie (2011), mieszczące się w przedziale M0.6 i M2.9, o których tutaj mowa, miały miejsce w większej odległości (2 km) od szybu; przy czym 16 z nich opisuje parametr >M2. Trzęsienia te nie pozostają tym samym w bezpośrednim kontakcie mechanicznym z powstałymi szczelinami, które rozciągały się na odległość do zaledwie ok. 50m od szybu, niemniej mogą zostać zaklasyfikowane jako „wywołane”¹  [Eng. “triggered“]. Rozproszenie naprężeń wywołane iniekcją dodatkowego ciśnienia porowego mogą jednak dochodzić tak daleko, nawet przy ramach czasowych dochodzących do 40 godzin, jak to przeanalizowano w tym przypadku.

Pojawiały się doniesienie dotyczące serii trzęsień ziemi w Oklahomie z 16 wydarzeniami > M2.0, które są bezpośrednio powiązane ze szczelinowaniem hydraulicznym. Argumentuje się, że jest tak dlatego że, na linii czasu, wydarzenia są bardzo blisko skorelowane z procedurami szczelinowania hydraulicznego i mogą również zostać z łatwością sklasyfikowane pod względem lokalizacji i głębokości. Niemniej jednak nie są bezpośrednio powiązane z szybami powstałymi przy okazji szczelinowania hydraulicznego pod względem lokalizacji. Ciśnienia rzędu >400 bar przekroczyły próg 250 bar uważany za wystarczający do prowadzenia szczelinowania hydraulicznego w tym obszarze. Może to być część powodów, dla których anomalie ciśnieniowe rozszerzają się daleko poza obszar poddawany szczelinowaniu.

¹Wyjaśnienie dotyczące pojęć „indukowany“ lub “wywołany“: Wydarzenia, które nie zachodzą bezpośrednio w granicach obszaru podlegającego szczelinowaniu hydraulicznemu często opisuje się obecnie jako „wywołane”. Termin „indukowane” jest również wykorzystywany jako pojęcie parasolowe oraz synonim do wywołanych przez człowieka.