يشير بحث جديد إلى أن التكسير الهيدروليكي، حتى مع ثاني أكسيد الكربون السائل، يسبب هزات صغيرة لم تكن تُعزى بشكل واضح في السابق إلى هذه العملية. في حين أن التكسير الهيدروليكي لثاني أكسيد الكربون يمكن أن يحبس الكربون، مما يفيد البيئة، فإن ثاني أكسيد الكربون والتكسير الهيدروليكي المعتمد على الماء يمكن أن يؤدي إلى هذه الاهتزازات، مع احتمال حدوث زلازل أكبر.
أكد بحث جديد أن التكسير الهيدروليكي هو المسؤول عن الزلازل الصغيرة أو البطيئة التي لم يتم تفسيرها سابقًا. وينتج الاهتزاز عن نفس العمليات التي يمكن أن تخلق زلازل كبيرة ومدمرة.
يتضمن التكسير الهيدروليكي الحقن القسري للسوائل تحت سطح الأرض لاستعادة النفط والغاز الطبيعي. على الرغم من أن هذه الدراسة يتم إجراؤها عادة باستخدام مياه الصرف الصحي، إلا أنها بحثت في نتائج استخدام ثاني أكسيد الكربون السائل. تعمل هذه الطريقة على دفع الكربون إلى عمق التربة، مما يمنعه من المساهمة في احتباس حرارة الغلاف الجوي.
ببعض التقديراتيمكن لتكسير ثاني أكسيد الكربون أن يوفر قدرًا كبيرًا من الكربون سنويًا مثل مليار لوح شمسي. إن التكسير باستخدام ثاني أكسيد الكربون السائل أكثر فائدة من الناحية البيئية من استخدام مياه الصرف الصحي، التي لا تحبس الكربون خارج الغلاف الجوي.
وقال أبهيجيت غوش، الأستاذ المساعد في الجيوفيزياء بجامعة كاليفورنيا في ريفرسايد والمؤلف المشارك للدراسة في المجلة: “بما أن هذه الدراسة تبحث في عملية احتجاز الكربون تحت الأرض، فقد يكون لها آثار إيجابية على الاستدامة وعلوم المناخ”. علم.
ومع ذلك، نظرًا لأن ثاني أكسيد الكربون سائل، قال غوش إن نتائج هذه الدراسة تنطبق بشكل شبه مؤكد على التكسير الهيدروليكي بالماء. وكلاهما من المرجح أن يسبب الهزات.
على جهاز قياس الزلازل، تظهر الزلازل والهزات المنتظمة بشكل مختلف. الزلازل الكبيرة تسبب هزات عنيفة ذات نبضات عالية السعة. تكون الهزات أكثر ليونة، وترتفع ببطء فوق ضوضاء الخلفية بسعة أقل بكثير، ثم تتضاءل ببطء.
منصة حفر الغاز الصخري (التكسير) بالقرب من ألفارادو، تكساس. الائتمان: Loadmaster (ديفيد ر. تريبل)
وقال غوش: “يسعدنا أنه يمكننا الآن استخدام هذه الهزات لتتبع حركة السوائل من التكسير الهيدروليكي ومراقبة حركة العيوب الناتجة عن حقن السوائل”.
وفي السابق، كان هناك جدل بين علماء الزلازل حول مصدر الهزات الأرضية. في حين ادعت بعض المقالات أن إشارات الزلازل جاءت من زلازل كبيرة تحدث على بعد آلاف الأميال، اعتقد البعض الآخر أنها قد تكون أصواتًا ناتجة عن نشاط بشري، مثل حركة القطارات أو الآلات الصناعية.
“أجهزة قياس الزلازل ليست ذكية. وقال غوش: “يمكنك قيادة شاحنة قريبة، أو ركل شاحنة، وسوف تسجل هذا الاهتزاز”. “لهذا السبب، لفترة من الوقت، لم نكن نعرف على وجه اليقين ما إذا كانت الإشارات مرتبطة بحقن السوائل”.
ولتحديد مصدرها، استخدم الباحثون أجهزة قياس الزلازل المثبتة حول موقع التكسير الهيدروليكي في ويلينغتون، كانساس. غطت البيانات كامل فترة حقن الكسور البالغة ستة أشهر، بالإضافة إلى شهر واحد قبل الحقن وشهر واحد بعدها.
وبعد إزالة الضوضاء الخلفية، أظهر الفريق أن الإشارات المتبقية تم توليدها تحت الأرض ولم تظهر إلا أثناء حقن السوائل. وقال غوش: “لم نرصد الهزات قبل أو بعد الحقن، مما يشير إلى أن الهزات مرتبطة بها”.
لقد كان من المعروف منذ بعض الوقت أن التكسير الهيدروليكي يمكن أن ينتج زلازل أكبر. ولمنع الصدوع من الانزلاق تحت الأرض وإحداث الزلازل، يتمثل أحد الخيارات في وقف التكسير الهيدروليكي. وبما أن هذا غير مرجح، يقول غوش إنه من المهم مراقبة هذه الأنشطة لفهم كيفية تشوه الصخور وتتبع حركة السوائل بعد الحقن.
يمكن إجراء تجارب النمذجة لمساعدة الشركات على تحديد ضغوط حقن السوائل التي لا ينبغي تجاوزها. ويساعد البقاء ضمن هذه الحدود على ضمان عدم انتقال السوائل نحو الصدوع الكبيرة تحت الأرض، مما يؤدي إلى نشاط زلزالي ضار. ومع ذلك، لم يتم تعيين كافة الأخطاء.
“لا يمكننا أن نصمم هذا النوع من التجارب إلا عندما نعرف أن هناك خللاً. وقال غوش: “من الممكن أن تكون هناك عيوب لا نعرف عنها وفي تلك الحالات لا يمكننا التنبؤ بما سيحدث”.
المرجع: “يتم إنشاء إشارات الاهتزاز أثناء حقن السوائل عن طريق الانزلاق الخاطئ” بقلم شانكو نيوجي وأبهيجيت غوش وأبهاش كومار وريتشارد دبليو هاماك، 3 أغسطس 2023، علم.
دوى: 10.1126/science.adh1331
