Um estudo de terremotos induzidos pela injeção de fluidos no subsolo revelou padrões surpreendentes, sugerindo que as recomendações atuais para fraturamento hidráulico, eliminação de águas residuais, e poços geotérmicos podem precisar ser revisados.

Pesquisadores da UC Santa Cruz compilaram e analisaram dados de todo o mundo para terremotos claramente associados a poços de injeção. Eles descobriram que um único poço de injeção pode causar terremotos a distâncias superiores a 10 quilômetros do poço. Eles também descobriram que, em geral, injetar fluidos em rochas sedimentares pode causar maiores, terremotos mais distantes do que injetar na rocha do porão subjacente.

"Isso é problemático, uma vez que o conselho atual é injetar preferencialmente na sequência sedimentar como uma alternativa teoricamente mais segura para a rocha do embasamento, "disse Emily Brodsky, professor de ciências terrestres e planetárias da UC Santa Cruz.

O pesquisador de pós-doutorado Thomas Goebel disse que a questão principal é a pegada espacial da sismicidade induzida ao redor do poço de injeção. "Não é que a rocha do porão seja segura, porque ainda existe a possibilidade de encontrar uma falha na rocha do embasamento que pode causar um grande terremoto, mas a probabilidade é reduzida porque a pegada espacial é menor, " ele disse.

Em um artigo publicado em 31 de agosto em Ciência , Goebel e Brodsky descreveram dois padrões distintos de sismicidade induzida, que eles associaram a diferentes mecanismos físicos atuando em rocha de embasamento e rocha sedimentar. No primeiro padrão, associado à injeção na rocha do porão, terremotos tendem a ocorrer em um aglomerado compacto ao redor do poço, com um declínio acentuado nos terremotos mais distantes do poço. No outro padrão, associado a rochas sedimentares, terremotos induzidos diminuem gradualmente com a distância do poço e ocorrem a distâncias muito maiores.

O mecanismo físico pelo qual os poços de injeção induzem terremotos foi pensado para ser um resultado direto do aumento da pressão do fluido nos poros da rocha, fazendo com que as falhas deslizem mais facilmente. Este mecanismo pode ser responsável pelo padrão espacial de sismicidade visto com injeção na rocha do embasamento, Goebel disse. Mas o padrão visto com a injeção em rochas sedimentares sugere um mecanismo diferente resultante de um "acoplamento poroelástico eficiente, "que controla a capacidade da rocha de transmitir tensões de fluido para a matriz de rocha sólida.

"Quando você injeta água no solo, ele empurra a rocha circundante e cria tensão elástica na rocha, que pode colocar pressão nas falhas à distância sem colocar água nessas falhas. Então, se a poroelasticidade é dominante, você acaba com uma pegada maior porque está carregando falhas vizinhas além da área de aumento da pressão dos poros, "Brodsky disse.

De acordo com Goebel, a rocha de embasamento cristalina é mais rígida e tem porosidade menor que a rocha sedimentar. "Portanto, o aumento na pressão dos poros é limitado a bolsões isolados ao redor do poço, e o acoplamento disso com o campo de tensão geral é baixo, " ele disse.

Goebel disse que suas descobertas ajudam a explicar a extensão da sismicidade induzida em regiões como Oklahoma, onde há muitos locais de injeção em campos de petróleo e gás. Oklahoma viu um aumento dramático de terremotos desde 2010, a ponto de ocorrerem agora mais terremotos a cada ano em Oklahoma do que na Califórnia. Goebel e Brodsky não incluíram locais em Oklahoma em seu estudo, Contudo, porque há tantos poços de injeção, eles não conseguiam isolar os efeitos de cada poço.

"Em Oklahoma, eles estão injetando na unidade sedimentar de alta porosidade acima do porão, mas essas tensões elásticas podem ser transmitidas a uma grande distância, então você pode ativar uma grande falha no porão a uma distância de 10 quilômetros, "Goebel disse." Isso pode ser o que estamos vendo em lugares como Oklahoma. "