• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Naturen
    Förutsäga seismisk aktivitet vid frackingplatser för att förhindra jordbävningar

    Flygfoto över den hydrauliska spräckningsriggen på Cuadrillas plats i Preston New Road. Kredit:Matthew Hampson, Cuadrilla Resources Ltd.

    Forskare från University of Bristol har hittat ett mer effektivt sätt att förutsäga seismisk aktivitet vid hydrauliska sprickplatser, säkerställa att potentiell jordbävningsaktivitet förblir inom säkra nivåer.

    Hydraulisk spräckning, eller fracking, är en teknik utformad för att utvinna gas och olja från skiffersten genom att borra ner i jorden och injicera en blandning av vatten och sand under högt tryck, skapar sprickor som gör att gasen eller oljan kan rinna ut.

    Precis som många andra branscher, som kolbrytning, vattenkraft och geotermisk energi, fracking har i vissa fall varit känt för att orsaka jordbävningar.

    2011 var testverksamheten nära Blackpool tvungen att avbrytas efter att skakningar på magnituden 1,5 och 2,2 upptäcktes.

    Undersökningar som gjordes efter detta kom fram till att det var mycket sannolikt att borrningen hade orsakat skakningarna och nya "trafikljus"-bestämmelser infördes på frackingplatser över hela landet.

    Om jordbävningens magnituder är under en viss nivå, då kan injektionen fortsätta som vanligt. Om jordbävningarna överstiger en viss gul ljusstyrka, då måste operatören gå fram med försiktighet genom att, till exempel, minska injektionshastigheten, tryck eller volym. Om magnituden överstiger styrkan för rött ljus, då måste injektionen pausas.

    För närvarande, det finns liten vetenskaplig grund för hur de gula och röda ljusgränserna ska bestämmas.

    Huvud författare, Dr James Verdon från University's School of Earth Sciences, sade:"Många industrier kan skapa inducerade jordbävningar, inklusive både långvariga sådana som kolbrytning och vattenkraft, och nyare som geotermisk och hydraulisk sprickning för skiffergas.

    "Vårt mål är att hantera inducerad seismicitet, säkerställa att dessa industrier bedriver sin verksamhet på ett säkert sätt, utan att utgöra en risk för närliggande byggnader och infrastruktur. "

    Den Bristol-ledda forskningen, publiceras idag i tidningen Seismologiska forskningsbrev , visar att användning av mikroseismiska data för att göra prognoser om förväntad seismicitet kan ge ett mycket mer effektivt tillvägagångssätt än det enkla trafikljussystemet (TLS) som för närvarande används.

    Dr. Verdon tillade:"TLS är en retroaktiv metod. Det betyder att tröskeln för rött ljus måste sättas långt under den faktiska nivån vi behöver undvika, annars skulle operatören bara sluta efter att större jordbävningar har inträffat.

    "Detta är ett problem eftersom operatörerna å ena sidan kan behöva avbryta sitt arbete trots att allt faktiskt är på en säker nivå. å andra sidan om de ställer in rödljusnivån för högt kan de tillåta att skadliga händelser inträffar.

    "Vårt arbete handlar om att utveckla och testa en modell som kan ta de observationer vi har i ett tidigt skede av verksamheten och göra förutsägelser som är robusta och korrekta om vad som kommer att hända när injektionen fortskrider, vilket gör det möjligt för en operatör att fatta beslut samtidigt som man säkerställer att eventuella jordbävningar förblir inom en säker nivå."

    Alla underjordiska industrier (t.ex. oljeproduktion, gruvdrift och geotermisk energi) producerar mycket små "mikroseismiska händelser" - dessa är alldeles för små för att upptäckas även av känsliga instrument på ytan.

    Istället, inspelningsinstrument som kallas geofoner är installerade i övervakningsborrhål som ligger inom några 100 meter från injektionspunkten.

    Detta gör att de kan plocka upp klipporna och sprickorna när vätskan injiceras. För att ge en uppfattning om skalan, en typisk mikroseismisk händelse kan bestå av en fraktur av storleken på en tallrik som rör sig med mindre än en millimeter.

    Dr Verdon sa:"Dessa mikroseismiska händelser kan ge oss ledtrådar om huruvida injektionen kan vara på väg att återaktivera ett större fel och ge oss större händelser, och det kan ge oss ledtrådar om hur stor den händelsen kan vara.

    "Så, vårt mål är att använda mikroseismiska data, som är alldeles för liten för att kunna kännas av människor på ytan och göra modeller och förutsägelser om huruvida injektionen kan vara på väg att ge oss en större händelse, och bör därför stoppas."

    Teamet utvecklade en statistisk modell som tar mikroseismiska data med liten magnitud och gör förutsägelser om vilken magnitud skakningarna kan nå när injektionen fortsätter.

    Tidigare testade de sitt tillvägagångssätt med hjälp av tidigare data från äldre webbplatser. Dock, i det här fallet analyserade de livedata från Preston New Road-platsen i Lancashire, och tillhandahålla operatören, Cuadrilla, med sina resultat, som de använde för att informera realtidsbeslut om hur de skulle gå vidare.

    Dr. Verdon sa:"Viktigt, vår modelleringsmetod var framgångsrik – de magnituder som faktiskt inträffade var i linje med de magnituder som vi förutspådde från vår modell. Detta ger oss förtroende för att vårt tillvägagångssätt är robust och kan användas för beslutsfattande på framtida injektionsställen.

    "Det här tillvägagångssättet har konsekvenser inte bara för dagens skiffergasindustri, men för framtida industrier som geotermisk energi och kolavskiljning och lagring som planeras i Storbritannien.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com