Le risque de séismes d'origine humaine dus à la fracturation hydraulique est considérablement réduit si l'injection de fluide à haute pression utilisée pour fissurer les roches souterraines est à 895 m des failles de la croûte terrestre, selon de nouvelles recherches.

La recommandation, du consortium ReFINE (Researching Fracking), est basé sur les données microsismiques publiées de 109 opérations de fracturation réalisées principalement aux États-Unis.

Dirigé conjointement par les universités de Durham et de Newcastle, ROYAUME-UNI, les recherches ont porté sur la réduction du risque de réactivation des failles géologiques par injection de fluide dans les forages.

Les chercheurs ont utilisé des données microsismiques pour estimer dans quelle mesure les fractures induites par la fracturation hydraulique dans la roche s'étendaient horizontalement à partir des points d'injection du trou de forage.

Les résultats ont indiqué qu'il y avait un pour cent de chance que les fractures dues à la fracturation hydraulique puissent s'étendre horizontalement au-delà de 895 m dans les roches de schiste.

Il y avait également une probabilité de 32 % de fractures s'étendant horizontalement au-delà de 433 m, qui avait été précédemment suggérée comme distance de séparation horizontale entre les points d'injection de fluide et les failles dans une étude antérieure.

La recherche est publiée dans la revue Géomécanique et géophysique pour la Géo-Énergie et les Géo-Ressources.

La fracturation hydraulique - ou fracturation hydraulique - est un processus dans lequel les roches sont délibérément fracturées pour libérer du pétrole ou du gaz en injectant un fluide sous haute pression dans un trou de forage. Ce fluide est généralement un mélange d'eau, produits chimiques et sable.

En 2011 les tremblements de Blackpool, ROYAUME-UNI, ont été causés lorsque le fluide injecté utilisé dans le processus de fracturation a atteint une faille géologique jusque-là inconnue sur le site de fracturation de Preese Hall.

La fracturation est maintenant en train de recommencer à terre au Royaume-Uni après avoir été interrompue en raison de tremblements de terre induits par la fracturation.

L'auteur principal de la recherche, Miles Wilson, un doctorant au Département des sciences de la Terre de l'Université de Durham, a déclaré : « des tremblements de terre induits peuvent parfois se produire si les fluides de fracturation atteignent des failles géologiques. Les tremblements de terre induits peuvent être un problème et, s'ils sont assez grands, pourrait endommager les bâtiments et mettre en danger la sécurité du public.

"En outre, car certaines failles permettent aux fluides de s'écouler le long d'elles, on craint également que si les fluides injectés atteignent une faille géologique, il existe un risque accru qu'ils se déplacent vers le haut et contaminent potentiellement les ressources en eaux souterraines peu profondes telles que l'eau potable.

"Nos recherches montrent que ce risque est considérablement réduit si les points d'injection dans les forages de fracturation sont situés à au moins 895 m des failles géologiques."

Les dernières découvertes vont plus loin qu'une étude ReFINE de 2017 qui recommandait une distance maximale de 433 m entre les forages horizontaux et les failles géologiques. Cette recherche était basée sur une modélisation numérique dans laquelle un certain nombre de facteurs, y compris le volume et le débit d'injection de fluide, et l'orientation et la profondeur de la fracture, ont été maintenus constants.

Les chercheurs à l'origine de la dernière étude ont déclaré que la modification de ces paramètres pourrait entraîner différentes étendues horizontales de fractures à partir des points d'injection de fluide.

Les chercheurs ont ajouté que cela ne signifiait pas que les résultats de modélisation de l'étude précédente étaient erronés. Au lieu de cela, ils ont déclaré que l'étude précédente abordait le même problème en utilisant une méthode différente et que la nouvelle étude a fourni un contexte supplémentaire.

Dans les dernières recherches, les chercheurs ont utilisé les données d'opérations de fracturation antérieures pour mesurer la distance entre l'événement microsismique détecté le plus éloigné - un petit tremblement de terre causé par la fracturation hydraulique de la roche ou la réactivation d'une faille - et le point d'injection dans le trou de fracturation.

Sur les 109 opérations de fracturation analysées, les chercheurs ont découvert que l'étendue horizontale atteinte par les fractures hydrauliques variait de 59 m à 720 m.

Il y avait 12 exemples d'opérations de fracturation hydraulique où les fractures hydrauliques s'étendaient au-delà des 433 m proposés dans l'étude de 2017.

Selon la nouvelle étude, la probabilité d'une fracture hydraulique s'étendant au-delà de 433 m dans le schiste était de 32 % et au-delà de 895 m de 1 %.

La recherche a également révélé que les opérations de fracturation dans les roches de schiste avaient généralement leurs événements microsismiques détectés les plus éloignés à des distances plus grandes que celles dans les roches de charbon et de grès.

Des données microsismiques ont été utilisées dans des recherches antérieures de l'Université de Durham à partir de 2012. Cela suggérait une distance verticale minimale de 600 m entre la profondeur de la fracturation et les aquifères utilisés pour l'eau potable, qui constitue désormais la base de la réglementation de la fracturation hydraulique dans l'Infrastructure Act 2015 du Royaume-Uni.

Professeur Richard Davies, Université de Newcastle, qui dirige le projet ReFINE, a déclaré :« Nous recommandons fortement que, pour le moment, la fracturation n'est pas effectuée là où les failles se trouvent à moins de 895 m du trou de forage fracturé pour éviter le risque de fracturation provoquant des tremblements de terre et que cette directive est adoptée dans le monde entier."