En omfattande katalog över jordbävningssekvenser i Texass Fort Worth Basin, från 2008 till 2018, ger en närmare titt på hur avloppsvatten från olje- och gasprospektering har förändrat det seismiska landskapet i bassängen.
I sin rapport publicerad i Bulletin från Seismological Society of America , Louis Quinones och Heather DeShon från Southern Methodist University och kollegor bekräftar att seismiciteten i bassängen har minskat sedan 2014, en trend som verkar motsvara en minskning av avloppsvatteninjektion.
Dock, deras analys noterar också att nya fel har blivit aktiva under denna period, och att seismiciteten fortsätter på ett större avstånd från injektionsbrunnar över tiden, vilket tyder på att "fjärrfälts" förändringar i seismisk stress kommer att vara viktiga för att förstå bassängens framtida jordbävningsriskpotential.
"En sak vi har kommit att inse är hur brett injektion i bassängen har modifierat spänningen i hela bassängen, " sa DeShon.
Det första forskare noterade med avloppsvatteninjektion i bassängen "var återaktiveringen av individuella fel, " tillade hon, "och vad vi nu börjar se är i huvudsak den överblivna energin på alla möjliga små fel som frigörs av den ackumulerade volymen som har lagts i bassängen."
Jordbävningskatalogen som publicerades i BSSA rapporterar all seismicitet som registrerats av nätverk som drivs av SMU mellan 2008 och 2018. Vissa seismiska sekvenser i katalogen-till exempel jordbävningarna i Dallas Fort Worth Airport 2008-är välkända och välstuderade, medan andra som 2018 års västra Cleburne-sekvens rapporteras i tidningen för första gången.
DeShon sa att publiceringen av hela katalogen delvis var viktig för att hjälpa människor att inse att "det finns jordbävningar i hela bassängen, inte bara på dessa tre eller fyra sekvenser som har fått mycket uppmärksamhet i pressen."
Forskarna fann att den totala seismiciteten i Fort Worth Basin har varit starkt korrelerad i tid och rum med avloppsvatteninjektionsaktiviteter, med största delen av seismiciteten inom 15 kilometer från slutförvarsbrunnar.
Avloppsvattenvolymen började minska från sin topp 2014, mestadels till följd av lägre olje- och gaspriser, och studien visar "avsmalning av seismicitet längs förkastningarna som var nära höginjektionsbrunnar, sa Quinones.
Det finns undantag från detta mönster, inklusive sekvenserna 2015 Irving-Dallas och 2017 Lake Lewisville som inte har några brunnar inom 15 kilometer.
Inducerade jordbävningar uppstår när avloppsvatten som injiceras tillbaka i marken ökar portrycket i berget och påverkar spänningar längs förkastningar i omgivande berglager. I Fort Worth Basin, dessa spänningsförändringar kan fortplanta sig långt – mer än 10 kilometer – från injektionsbrunnarna, föreslår forskarna.
"Injektionshastigheten toppade 2014, men vi förstår fortfarande inte hur spatialt omfattande modifieringen av portrycket är på djupet, så vi förstår fortfarande inte hur faran kommer att minska med tiden, " sa DeShon.
Det finns fortfarande mycket färre inducerade jordbävningar i Fort Worth Basin jämfört med regioner som Oklahoma, som också har upplevt en dramatisk ökning av seismicitet under det senaste decenniet som ett resultat av bortskaffande av avloppsvatten från olje- och gasproduktion. Volymerna av injicerat avloppsvatten är mycket högre i Oklahoma, och felen där tenderar att vara mycket närmare varandra, sa DeShon.
Däremot Quinones sa, fel i Fort Worth Basin är mer spridda, och det finns få fall av jordbävningar som hoppar mellan förkastningarna.
Dock, den täta befolkningen i storstadsområdet Dallas-Fort Worth gör det viktigt att fortsätta övervaka regionens orsakade jordbävningsrisk, jämföra seismiska data med mer information om avloppsvatteninjektion.
För tillfället, DeShon sa:forskare har bara tillgång till månatlig kumulativ volym och medeltryck vid injektionsbrunnshuvuden, i en rapport som uppdateras en gång per år. "Det skulle vara bäst om injektionsdata tillhandahålls på ett mer lägligt sätt i Texas, och om mer detaljerad daglig information om insprutningshastigheter och -volymer och vissa mätningar av tryck i hålet tillhandahölls, " Hon sa.
