Способы извлечения нефти и природного газа из гидравлического разрыва пласта (также называемого «гидроразрывом») являются спорным делом. Практика, при которой смесь воды, песка и химикатов закачивается глубоко в коренные породы под высоким давлением для создания трещин, позволяющих газу и нефти течь вверх, была разработана в конце 1990-х годов и стала все более распространенной в Соединенных Штатах. За последние несколько лет открылись геологические зоны, такие как сланцы Баккен в Северной Дакоте и сланцы Марцелл в Пенсильвании, Нью-Йорке и Западной Вирджинии, для резкого увеличения добычи газа.
Связанный контент
- Вытаскивание воды из земли может привести к землетрясениям в разломе Сан-Андреас
С одной стороны, сторонники утверждают, что гидроразрыв пласта увеличивает количество энергии, которое можно экономически производить в Соединенных Штатах, делая нефть и газ дешевле и уменьшая нашу зависимость от иностранного импорта. Оппоненты, тем не менее, отмечают, что в результате трещинообразования опасные химические вещества вымываются в подземные воды, выделяют в воздух известные канцерогены и увеличивают наш вклад в изменение климата.
Вместе с этими наблюдаемыми проблемами возникло и другое беспокойство: идея о том, что гидроразрыв пласта может спровоцировать землетрясение. Ученые на протяжении десятилетий знали, что впрыскивание жидкости в землю может вызвать землетрясения, но мы не были уверены, насколько велика причина увеличения распространения трещин. Прошлой весной ученые Геологической службы США решили, что недавнее резкое увеличение числа небольших землетрясений в Соединенных Штатах "почти наверняка вызвано искусственными работами", но не смогли окончательно связать это с этой конкретной деятельностью.
Теперь доказательства начинают накапливаться. Исследование, опубликованное сегодня в Слушаниях Национальной академии наук, обнаруживает корреляцию между десятками небольших землетрясений в районе Барнетт-Сланец в Техасе - месте интенсивной гидроразрыва пласта - и местоположением нагнетательных скважин, используемых для утилизации отходов этого процесс. «Вы не можете доказать, что какое-то одно землетрясение было вызвано нагнетательной скважиной, - говорит Клифф Фролих, геолог из Техасского университета, который проводил исследование, - но очевидно, что скважины увеличивают вероятность возникновения землетрясений».
Чтобы прийти к выводу, Фрелих проанализировал данные за два года из сети чрезвычайно чувствительных сейсмографов, которые были установлены в регионе в 2009 году. Он обнаружил десятки небольших землетрясений, о которых ранее не сообщалось, - и обнаружил, что все 24 из землетрясения, для которых он смог установить точный эпицентр, произошли в двух милях от скважины.
Одним из важных отличий является то, что эти скважины были площадками для захоронения отработанных жидкостей, которые уже использовались для разрушения породы, а не исходных скважин, используемых для добычи газа. Хотя настоящие газодобывающие скважины вызывают много микро землетрясений по самой своей природе (они буквально трескают коренную породу, выделяя газ и нефть), они слишком малы, чтобы ощущаться людьми или причинять какой-либо ущерб. Однако скважины для захоронения флюидов с большей вероятностью могут вызвать землетрясения, потому что они являются участками нагнетания в течение более длительного периода времени.
(Изображение через Wikimedia Commons / Майк Нортон) Жидкие отходы могут вызывать землетрясения, действуя в качестве смазок в ранее существовавших разломах глубоко под землей, позволяя массам горных пород легче проходить друг через друга и снимать повышенное давление. Все скважины, которые Фрелих обнаружил коррелированными с землетрясениями, были домом для высоких показателей закачки (более 150000 баррелей жидкости в месяц). Однако в этом районе были и другие скважины с аналогичными скоростями закачки, которые не коррелировали с повышенной сейсмической активностью. «Вполне возможно, что инъекция может спровоцировать землетрясение только в том случае, если впрыснутые жидкости достигают и уменьшают трение при ближайшем повреждении, которое уже готово проскользнуть», - объясняет Фрелих.
Хорошей новостью является то, что все эти землетрясения были все еще относительно небольшими, с магнитудой менее 3, 0 по шкале Рихтера, и вряд ли могли нанести какой-либо ущерб на поверхности. Сейсмологи, тем не менее, обеспокоены тем, что закачка жидкости может вызвать более сильные землетрясения, если жидкость мигрирует в более старые, более глубокие скальные образования за пределами местного сланца, которые являются домом для более крупных линий разломов. Ряд землетрясений, которые произошли в Огайо в прошлом году, в том числе силой 4, 0 балла, были связаны с утилизацией фракционирующих жидкостей.
Фрелих отмечает, что требуется гораздо больше исследований, чтобы помочь нам точно понять, почему некоторые скважины чаще вызывают землетрясения, чем другие. Для тех, кто уже обеспокоен фрекингом, его новое исследование добавляет еще одну серьезную проблему в растущий список.
