Większe trzęsienia ziemi powiązane z szybami poeksploatacyjnymi?

Author: Horst Rüter

Data publikacji:  Czerwiec 19, 2014

Artykuł [Sumy et al (2014)] ten jest szczególnie wart odnotowania z uwagi na fakt, że mówi o największym dotąd zjawisku powiązanym z wydobywaniem gazu z podłoża skalnego, o sile M5.7. Zespół autorów przygląda się wydarzeniu M5.7 w kontekście tysiąca innych wydarzeń zarejestrowanych w fazie zatłaczania [Eng. injection phase] (1993 - 2011). Spośród nich, 110 było wystarczająco dużych aby dokonać oceny pod względem parametrów hipocentrum i rozwiązań wykorzystujących mechanizmy ogniskowe [Eng. focal mechanism solutions]. Autorzy przyglądali się sąsiadującym (czasowo) zjawiskom w odniesieniu do właśnie przenalizowanego zjawiska, w zależności od tego kiedy miały miejsce (pierwsze wstrząsy lub wstrząsy wtórne). W ramach sekwencji Oklahoma z 2011 r., wydarzenie o sile M5.7 w listopadzie 2011 r. zarejestrowało pierwsze wstrząsy o sile M0.5 oraz wstrząsy wtórne o natężeniu M5.0, oprócz innych mniejszych wydarzeń. Pierwszy wstrząs o sile M5.0, który (podobnie jak wszystkie pozostałe) miał miejsce wzdłuż Uskoku Wilzetta (długość: 200 km), został wcześniej zaklasyfikowany jako powiązany z kilkoma szybami spustowymi wykorzystywanymi od 1993 r.

Autorzy zadali pytanie czy wydarzenie M5.7 mogło być bezpośrednim wynikiem pierwszego wstrząsu M5.0 oraz czy oznacza to, że klasyfikacja jako „wywołane” może zostać przeniesiona na wydarzenie M5.7, co czyniłoby to wydarzenie największym z dotychczas wywołanych za pomocą cieczy. W tym kontekście, autorzy przyjrzeli się efektowi serii analizowanych wstrząsów na terenie lokalnego pola naprężeń (Eng. local stress field), które zmienia się wraz z każdym nowym zjawiskiem (kosejsmiczne przemieszczanie naprężeń; Eng. coseismic stress changes). Aby być w stanie ocenić czy wspomniane zmiany naprężeń mogą zapoczątkować zjawisko nożycowe (Eng. a shear event), ważne było ustalenie czy kryteria zniszczenia (np. kryterium Coulomba) zostały przynajmniej chwilowo przekroczone dla konkretnego uskoku o konkretnym ustawieniu. Autorzy zastosowali tutaj wartość 0.01 Mpa (0.1 bar) ze źródeł literaturowych jako wystarczającą dodatkową wartość naprężenia, co jest konserwatywnym założeniem zważywszy na fakt, że uskok ten jest pod krytycznym naprężeniem – można by rzec „gotowy do drogi”. Mające zastosowanie w tym kontekście wartości tarcia różniły się w szerszej skali.

Bardzo ostrożna analiza wszystkich zjawisk w ramach serii, które nadawały się do przeprowadzenia oceny, prowadzi do wniosku, że „pierwsze wstrząsy o sile M5.0 mogły spowodować opadanie kaskadujące, skutkujące późniejszymi wstrząsami wzdłuż Uskoku Wilzetta”.