Piccoli terremoti in Ohio, Pennsylvania, Virginia dell'ovest, Oklahoma e Texas possono essere collegati a pozzi di fratturazione idraulica in quelle regioni, secondo i ricercatori intervenuti al meeting annuale SSA 2019.
Sebbene relativamente rari rispetto ai terremoti causati dallo smaltimento delle acque reflue nei giacimenti di petrolio e gas negli Stati Uniti centrali, Michael Brudzinski della Miami University in Ohio ei suoi colleghi hanno identificato più di 600 piccoli terremoti (tra magnitudo 2.0 e 3.8) in questi stati.
Brudzinski ha affermato che questi terremoti potrebbero essere "sottovalutati" rispetto alla sismicità relativa allo smaltimento delle acque reflue poiché sembrano verificarsi meno frequentemente. Lui e i suoi colleghi stanno studiando le tendenze relative alla probabilità di sismicità indotta dalla fratturazione idraulica o dal fracking, che potrebbe aiutare l'industria e le autorità di regolamentazione statali a gestire meglio le pratiche di perforazione.
Produzione di petrolio statunitense non convenzionale, che estrae petrolio da scisti e rocce strette utilizzando una varietà di tecniche di perforazione, è stato collegato a un aumento dei terremoti indotti dall'uomo in tutto il continente centrale degli Stati Uniti per quasi un decennio. I ricercatori che studiano l'aumento in luoghi come l'Oklahoma pensano che il principale motore di questo aumento della sismicità sia l'iniezione di acque reflue prodotte dall'estrazione negli strati rocciosi, che aumenta la pressione dei pori all'interno delle rocce e può influenzare lo stress lungo le faglie negli strati selezionati per lo smaltimento.
La fratturazione idraulica utilizza un liquido pressurizzato per rompere o creare crepe all'interno di una formazione rocciosa attraverso le quali il petrolio e il gas naturale possono fluire ed essere estratti più facilmente.
Nella metà orientale dell'Ohio e in altre parti del bacino degli Appalachi, dove c'è stato un drammatico aumento della produzione di gas naturale negli ultimi due decenni, i pozzi di fracking sono più diffusi dei pozzi di smaltimento delle acque reflue, in parte perché gli strati geologici che contengono petrolio e gas non sono così bagnati come in posti come l'Oklahoma, riducendo la necessità di smaltimento delle acque reflue.
I numerosi pozzi di fracking nell'Ohio orientale hanno spinto Brudzinski e i suoi colleghi a esaminare più da vicino se i piccoli terremoti nella regione potessero essere collegati alle operazioni di fracking. "I pozzi sono più distanziati quando sono attivi, e non c'è così tanto smaltimento delle acque reflue in corso, "Brudzinski ha spiegato, "così puoi vedere un po' più specificamente e direttamente quando lo smaltimento delle acque reflue sta generando sismicità e quando la fratturazione idraulica sta generando sismicità nel bacino degli Appalachi".
Gli scienziati hanno utilizzato una tecnica chiamata abbinamento di modelli multi-stazione, che scansiona centinaia di segnali sismici per trovare quelli che corrispondono alle "impronte digitali" dei terremoti conosciuti. La tecnica ha permesso loro di rilevare piccoli terremoti che altrimenti sarebbero stati trascurati, e confrontare il catalogo dei terremoti più completo in una regione con le informazioni sui tempi e l'ubicazione delle operazioni regionali dei pozzi di fracking.
I sismologi identificano i terremoti come causati da pozzi di frattura idraulica quando sono strettamente collegati nel tempo e nello spazio alle operazioni di fratturazione. La sismicità correlata al fracking tende anche a sembrare diversa dalla sismicità causata dallo smaltimento delle acque reflue, ha detto Brudzinski.
"La firma sismica [fracking] quando la guardi in una sorta di linea temporale mostra queste esplosioni di sismicità, centinaia o talvolta migliaia di eventi in un paio di giorni o settimane, e poi è di nuovo tranquillo. Non tendi a vedere quel modello con lo smaltimento delle acque reflue, " Lui ha spiegato.
Brudzinski e i suoi colleghi stanno ora utilizzando il loro set di dati dall'Oklahoma per esaminare come una varietà di variabili potrebbe influenzare la probabilità di terremoti indotti dal fracking, dal volume e dalla viscosità del liquido iniettato alla profondità degli strati rocciosi interessati dal fracking.
"Quello che ci ha colpito di più è che la profondità del pozzo è più legata alla probabilità di sismicità di quanto ci aspettassimo, "Brudzinski ha detto.
Non è solo più profondo il pozzo, più è probabile che sia più vicino alla roccia del seminterrato e alle faglie mature che rischiano di scivolare, Egli ha detto, anche se questo potrebbe ancora svolgere un ruolo in questi terremoti. Anziché, la sovrapressione sembra avere una correlazione più forte con la sismicità indotta dal fracking. La sovrapressione si verifica quando c'è un'elevata pressione del fluido all'interno delle rocce sepolte in profondità in un bacino da molti strati rocciosi sovrastanti. "È una delle tendenze più forti che abbiamo visto, ", ha detto Brudzinski.
I ricercatori hanno discusso alcune delle loro scoperte con colleghi in Canada e Cina, dove la sismicità indotta dalle operazioni di fracking viene studiata da vicino. "Stiamo facendo questo tipo di confronto internazionale per capire meglio le caratteristiche e le tendenze salienti che non sono solo legate a un luogo specifico, ", ha detto Brudzinski.
