Naujas būdas užkirsti kelią žemės drebėjimams, kuriuos sukelia naftos ir dujų pramonė

Iki

Žemės drebėjimo seisminiai įvykiai

Mokslininkai rado būdą sumažinti žemės drebėjimus, kuriuos sukelia nuotekų išmetimas po naftos ir dujų procesų, tokių kaip gręžimas ir smulkinimas. Kreditas: MIT

Naujasis lauke naudojamas modelis sumažino žemės drebėjimus naftos ir dujų procesuose; gali padėti valdyti seisminius įvykius nuo anglies sekrecijos.

Kai žmonės ant žemės nuleidžia didelius skysčių kiekius, jie gali sukelti potencialiai kenksmingus žemės drebėjimus, atsižvelgiant į pagrindinę geologiją. Taip buvo kai kuriuose naftos ir dujų gavybos regionuose, kur nuotekos dažnai sumaišomos su nafta ir šalinamos jas išmetant ant žemės – šis procesas pastaraisiais metais sukėlė didelius seisminius įvykius.

Andy Su mokslininkai, bendradarbiaudami su tarpdisciplinine pramonės ir akademinės bendruomenės mokslininkų grupe, sukūrė žmogaus sukurto seisminio valdymo metodą ir įrodė, kad šis metodas sėkmingai sumažino žemės drebėjimų aktyviame naftos telkinyje skaičių.

Jų rezultatai buvo paskelbti 2021 m. Liepos 28 d Gamta, gali padėti sumažinti žemės drebėjimus, kuriuos sukelia naftos ir dujų pramonė ne tik įpurškiant naftos susidarančių nuotekų, bet ir dėl hidraulinio skaldymo. Komandos požiūris taip pat gali padėti užkirsti kelią kitiems žmogaus veiklos žemės drebėjimams, pavyzdžiui, vandens telkinių ir podirvių užpildymui ir anglies dioksido išsiskyrimui giliuose geologiniuose dariniuose.

„Trigerio seismiškumas yra ne tik naftos gavybos problema“, – sakė tyrimo pagrindinis autorius Bradfordas Hageris ir MIT Žemės, atmosferos ir planetos mokslų katedros žemės mokslų profesoriai Tsesilas ir Ida Greenas. „Jei mums reikia saugiai suleisti anglies dvideginį į šį podirvį, tai yra didžiulė visuomenės problema. Mes pademonstravome tam reikalingus tyrimus “.

Tyrimo autoriai yra MIT civilinės ir aplinkos inžinerijos profesorius Rubenas Juanesas ir Eni partneris Kalifornijos universitete Riverside, Teksaso universitete Ostine, Harvardo universitete ir tarptautinė naftos ir dujų įmonė, įsikūrusi Italijoje. .

Saugi injekcija

Natūralūs ir žmogaus sukelti žemės drebėjimai įvyksta palei geologinius trūkumus arba įtrūkimus tarp dviejų žemės plutoje esančių uolienų blokų. Stabiliais laikotarpiais uolos iš abiejų plyšio pusių laikomos esant aplinkinių uolienų sukeltam slėgiui. Tačiau jei didelis skysčio kiekis siunčiamas vienu metu dideliu greičiu, šis gedimas gali sutrikdyti skysčių balansą. Kai kuriais atvejais staigus įpurškimas gali sutepti gedimą ir sukelti abiejų pusių akmenų paslydimą ir sukelti žemės drebėjimą.

Dažniausias tokio skysčio įpurškimo šaltinis yra naftos ir dujų pramonės sukeltų nuotekų sunaikinimas. Lauko operatoriai pašalina šį vandenį per įpurškimo šulinius, kurie nuolat jį grąžina į žemę esant aukštam slėgiui.

“Kartu su aliejumi susidaro daug vandens ir jis pilamas ten, o tai sukėlė daug žemės drebėjimų”, – pažymi Heigeris. „Taigi kurį laiką Oklahomos naftos gavybos vietovėse įvyko 3 balų žemės drebėjimai, palyginti su Kalifornija.

Pastaraisiais metais panaši problema iškilo ir Italijos pietuose, kur įpurškimo šuliniai Eni valdomuose naftos telkiniuose sukėlė mikroorganizmus rajone, kur praeityje įvyko dideli natūralūs žemės drebėjimai. Ieškodama būdų išspręsti problemą, bendrovė paprašė pagrindinių seisminio darbo ir požeminio vandens tekėjimo į konsulatą ekspertų iš Heigerio ir Juaneso.

“Tai buvo mums galimybė susipažinti su aukštos kokybės seisminiais duomenimis apie požemį ir sužinoti, kaip saugiai atlikti šias injekcijas”, – sakė Juanesas.

Seisminis projektas

Komanda naudojo išsamius duomenis, kuriuos naftos kompanija surinko per ilgus savo veiklos metus Val D’Agri naftos telkinyje, esančiame tektoniškai aktyviame Pietų Italijos baseine. Duomenys apima 1600 metų senumo regiono žemės drebėjimų įrašus, taip pat duomenis apie uolienų ir įtrūkimų struktūrą bei požeminio vandens būklę, atitinkančią skirtingą kiekvieno šulinio liejimo greitį.

Tyrėjai sujungė šiuos duomenis į požeminį srautą ir geomechaninį modelį, kuris numato, kaip pasikeis požeminių konstrukcijų įtempiai ir įtempimai, pavyzdžiui, porų skysčio pokytis po potvynio. Jie susiejo šį modelį su žemės drebėjimo mechanikos modeliu, kad žemės įtempio ir skysčio slėgio pokyčiai būtų paversti žemės drebėjimų inicijavimo tikimybe. Tada jie kiekybiškai įvertino žemės drebėjimų greitį, susijusį su skirtingu vandens srauto greičiu, ir nustatė scenarijus, kurie negalėjo sukelti didelių žemės drebėjimų.

Kai jie pradėjo naudoti modelius, naudodami duomenis nuo 1993 m. Iki 2016 m., Seisminio aktyvumo prognozės nukrito į to laikotarpio žemės drebėjimo rekordą ir patvirtino jų požiūrį. Tada jie pastūmėjo modelius į priekį iki 2025 m., Kad numatytų seisminį regiono poveikį, atsižvelgiant į tris skirtingus įpurškimo dažnius: 2000, 2500 ir 3000 kubinių metrų. Modeliavimas parodė, kad jei operatoriai išlaikys 2000 kubinių metrų per dieną pylimo greitį, būtų galima išvengti didelių žemės drebėjimų – srauto greičio, panašaus į mažą viešąjį gaisrinį hidrantą.

Per 30 mėnesių laikotarpį nuo 2017 m. Sausio mėn. Iki 2019 m. Birželio mėn. „Eni“ lauko operatoriai įgyvendino komandos rekomenduojamą normą vieninteliame naftos telkinio vandens įpurškimo šulinyje. Per šį laiką komanda stebėjo tik keletą nedidelių seisminių įvykių, kurie sutapo su trumpais operatorių ciklais. buvo didesnis nei rekomenduojamas injekcijos greitis.

“Per šiuos dvejus su puse metų seisminė jėga regione buvo labai maža, ir skirtingai nei šimtai žemės drebėjimų, įvykusių 2006-2016 m., Įvyko keturi žemės drebėjimai, kurių stiprumas buvo maždaug 0,5”, – sakė Hageris.

Rezultatai rodo, kad operatoriai gali sėkmingai valdyti žemės drebėjimus koreguodami įpurškimo greitį, atsižvelgdami į žemą geologiją. Juanesas teigė, kad komandos modeliavimo metodas gali padėti užkirsti kelią žemės drebėjimams, susijusiems su kitais procesais, tokiais kaip užtvankos statyba ir anglies dvideginio sekrecija, jei yra išsami informacija apie regiono podirvį.

“Norint suprasti geologinę aplinką, reikia įdėti daug pastangų, – sako Juanesas, – jei anglies gavyba bus baigta naftos telkiniuose,” tokie rezervuarai gali turėti istoriją, seisminius duomenis ir geologinę interpretaciją. Galite naudoti juos kurdami panašius modelius. Mes parodome, kad seismiškumą galima valdyti bent jau eksploatavimo sąlygomis. Ir mes siūlome projektą, kaip tai padaryti “.

Nuoroda: Bradfordas H. Hageris, Jamesas Dieterichas, Cliffas Frohlichas, Rubenas Juanesas, Stefano Mantika, Johnas H. Shawas, Francesca Bottazzi, Federica Caresani, Davidas Castineira, Alberto Cominelli „Marco Meda, Lorenzo Oskulati, Stephanie Petroselli ir Andreasas Pleschas, liepos 28 d. , 2021 m. Gamta.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03668-z

Šį tyrimą iš dalies palaikė Eni.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Pasukite 3D ritmą Marse ir ištirkite NASA ištvermę

NASA „Mars Perseverance“ roveris rodomas jo stotelėje prie Jezero kraterio, tokiu būdu peržiūrėjus iš „Naršykite ištvermingai“ 3D žiniatinklyje. Šis interaktyvus žiniatinklio įrankis turi...

Prieš 400 000 metų senovės žmonės išsaugotus dramblius pavertė nuostabiais kaulų instrumentais

Kaulų įrankiai buvo iškasti iš Castel di Guido Italijoje. Kreditas: Villa ir kt. 2021 PLOS TASI Senovės žmonės galėjo padaryti nuostabių dalykų su...

Šimtai erelio ruonių, apvyniotų meškerėmis ir tinklais, kasmet sukelia siaubingus sužalojimus ir skaudžias mirtis.

Žvejybos tinklai ir tinklai daro didelę įtaką kailių ruoniams (Arctocephalus pusillus), labiausiai paplitę jūrų žinduoliai, buvo pastebėti Pietų Afrikos ir Namibijos pakrantėse, kur jie...

FDP balsavo 16: 2 ir atmetė Piper vakcinos „oster A“ vakcinos platinimą plačiajai visuomenei.

Šiuo metu nėra trečiosios Kovid-19 vakcinos. Pirmaujanti Maisto ir vaistų administracijos (FDA) mokslinė patariamoji taryba balsavo už tai, kad plačiajai visuomenei būtų atsisakyta suteikti „Pfizer“...

Elon Musk Tesla Bot kelia rimtą susirūpinimą

„Tesla“ kitais metais ketina pristatyti humanoidinio roboto prototipą. Paskola: Tesla Elonas Muskas paskelbė apie humanoidinį robotą, skirtą padėti šioms pasikartojančioms, varginančioms užduotims, kurių žmonės...

Newsletter

Subscribe to stay updated.