Onderzoekers die hydrofracturering bestuderen, hebben een al lang bestaande vraag beantwoord over hoe de praktijk soms matige aardbevingen kan veroorzaken en kunnen hun model mogelijk gebruiken om te voorspellen wanneer aardbevingen die verband houden met fracking kunnen optreden.

Het team van seismologen en geofysici van de Dalhousie University en de University of Calgary voerde een nieuwe studie uit die gericht was op het begrijpen van de fysieke mechanismen van aardbevingen die worden "geïnduceerd" door hydrofracturering, een veelgebruikte methode om de winning van koolwaterstoffen uit de grond te stimuleren.

Ze wilden begrijpen waarom deze gebeurtenissen plaatsvonden, ondanks laboratoriummetingen die suggereren dat ze niet zouden moeten gebeuren in het type schaliegesteente dat wordt gestimuleerd.

Wat ze ontdekten, is dat de injectie van breekvloeistoffen kan leiden tot een langzame slip op een fout. Dat kan langzaamaan genoeg druk uitoefenen op een ander, verafgelegen deel van de breuk waardoor deze plotseling wegglijdt en een aardbeving veroorzaakt.

Mogelijkheden voor nieuwe monitoring- en mitigatiestrategieën

Dmitry Garagasj, een professor in de afdeling Civil and Resource Engineering van Dalhousie, co-auteur van de studie die werd gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang , een eersteklas online tijdschrift van de American Association for the Advancement of Science.

"Door op deze manier te werken, kunnen we het fenomeen beter begrijpen en kunnen we uiteindelijk leiden tot verbeterde regelgeving en praktijken van hydrofracturering, " zei dr. Garagash.

"Het ontwikkelde op fysica gebaseerde model van foutslip in reactie op veranderingen veroorzaakt door fracking kan leiden tot een betere voorspelling van dit soort gebeurtenissen, maar suggereren ook nieuwe strategieën voor veldmonitoring en mitigatie."

Het team werd geleid door Dr. Thomas Eyre, een postdoctoraal onderzoeker bij de afdeling Geowetenschappen aan de Universiteit van Calgary, en keek naar zogenaamde "gevoelde gebeurtenissen" of aardbevingen die groot genoeg zijn om in nabijgelegen gemeenschappen te worden gevoeld.

Dat omvatte eerder dit jaar een aardbeving met een kracht van 4,2 bij Red Deer, Alt., en een aardbeving van 4,5 vorig jaar in de buurt van Fort St. John, voor Christus

De onderzoekers analyseerden een reeks seismische en geologische gegevens, waarvan sommige werden verzameld tijdens een aardbeving met een kracht van 4,1 op de schaal van Richter op 12 januari, veroorzaakt door hydrofracturering. 2016, nabij Fox Creek in het noordwesten van Alberta.

Een belangrijke mijlpaal

Bij hydraulisch breken wordt een mengsel van water gepompt, zand en chemicaliën in een boorgat onder hoge druk om breuken te creëren in reservoirgesteenten om ze te exploiteren voor olie en gas.

"Dit is een belangrijke nieuwe mijlpaal voor het begrijpen van aardbevingen veroorzaakt door hydrofracturering, " zegt co-auteur van de studie Dr. David Eaton, een professor aan de afdeling Geowetenschappen van de Universiteit van Calgary.

Dr. Eyre zei dat op basis van het model van het onderzoeksteam, bevestigd door veldwaarnemingen en door op fysica gebaseerde wiskundige modellering, de aardbeving begint op een afgelegen deel van de breuk waar de wrijvingsomstandigheden onstabiel zijn.

"In het geval dat we bestudeerden, de aardbeving vond honderden meters boven de hydraulische breekzone plaats, ' zei dokter Eyre.

Eerdere studies hebben gesuggereerd dat foutverschuiving in schalieformaties waarop fracking is gericht, te langzaam plaatsvindt om een ​​aardbeving te veroorzaken. Maar het nieuwe onderzoek wees uit dat deze langzame slip de omstandigheden op de fout op een afstand van de plaats van fracking kan veranderen en een verre aardbeving kan veroorzaken.