Deux tremblements de terre de taille modérée qui ont frappé le sud de la province chinoise du Sichuan en décembre et janvier derniers ont probablement été causés par des opérations de fracturation hydraulique à proximité, selon une nouvelle étude publiée dans Lettres de recherche sismologique .

Les séismes de magnitude 5,7 de décembre 2018 et de magnitude 5,3 de janvier 2019 dans le bassin sud du Sichuan ont causé d'importants dégâts aux fermes et autres structures de la région. Le tremblement de terre de décembre a été particulièrement destructeur, blessant 17 personnes et entraînant une perte économique directe d'environ 50 millions de yuans renminbi chinois (environ 7,5 millions de dollars).

Le bloc de gaz de schiste de Changning dans le bassin du sud du Sichuan est le site d'opérations de fracturation hydraulique depuis 2010, avec de vastes puits d'injection de fracturation horizontale de plus en plus courants depuis 2014. Le taux de tremblement de terre dans le bloc de Changning a considérablement augmenté en même temps que le début de la fracturation systématique.

Aux Etats-Unis, l'élimination des eaux usées provenant des opérations pétrolières et gazières, où l'eau produite lors de l'extraction des hydrocarbures est réinjectée dans les couches rocheuses, est considérée comme la principale cause des tremblements de terre induits, surtout en Oklahoma. Cependant, il est de plus en plus évident que la fracturation hydraulique, ou la fracturation hydraulique, qui utilise de l'eau injectée pour briser les couches rocheuses lors de l'extraction d'hydrocarbures, peut avoir causé des tremblements de terre de taille modérée sur certains sites de l'Ohio, Oklahoma et l'ouest du Canada.

L'évacuation des eaux usées et la fracturation hydraulique ont provoqué des tremblements de terre dans le sud du bassin du Sichuan, disent Xinglin Lei de la Commission géologique du Japon et ses collègues. Dans leur nouvelle étude en SRL, les chercheurs présentent "une chaîne complète de preuves" pour montrer que les tremblements de terre de décembre et janvier ont été induits par des opérations de fracturation hydraulique.

Ils ont localisé l'emplacement des tremblements de terre, constatant qu'ils étaient relativement peu profonds (entre deux et dix kilomètres sous la surface), comme on pouvait s'y attendre pour les séismes induits. Les séismes de décembre et janvier ont également coïncidé dans le temps et dans l'espace avec l'injection dans les plateformes de puits de fracturation à proximité. Ils ne disposaient pas des volumes d'injection exacts sur ces plateformes de puits pour mieux comprendre la relation entre les activités d'injection et l'évolution de la sismicité.

La modélisation de l'activité sismique de Lei et ses collègues montre que la majeure partie de l'activité provient des chocs principaux initiaux, avec peu d'activité de réplique, ce qui est également cohérent avec le schéma observé pour les séismes induits. Finalement, leurs calculs montrent qu'une surpression sur les pores de la roche, produit par les injections de fracturation, était assez forte pour activer des failles préexistantes dans la région. Ces failles étaient pour la plupart non cartographiées et pas dans une orientation favorable pour glisser sous une activité tectonique normale, notent les chercheurs.

"Pour la plupart des coussinets, la sismicité associée s'estompe rapidement après la fin ou l'arrêt de la fracture hydraulique, " dit Lei, bien qu'il ait noté que leur analyse a soulevé la possibilité de voir des signes de réactivation de failles à partir de la sismicité précédente.

"À mon avis, des séismes modérés répétés peuvent être provoqués tant que l'injection se poursuit, étant donné qu'un séisme modéré libère une contrainte très limitée, " Il a ajouté. " La réglementation nationale en Chine devrait être mise à jour avec l'obligation pour les opérateurs de prendre des mesures si certains signes de réactivation de panne étaient observés. "

Les chercheurs disent que plus d'informations sont nécessaires sur les failles et leurs modèles de contraintes dans les zones du bassin du Sichuan entourant les plates-formes de fracturation, pour guider le forage de manière à éviter une activité sismique modérée. « Des séismes modérés ont été observés dans un nombre limité de sites, " a déclaré Lei. " Si ces sites pouvaient être éliminés, le risque de tremblements de terre modérés serait considérablement réduit. »

Lei et ses collègues aimeraient voir des chercheurs, les régulateurs et les opérateurs pétroliers et gaziers travaillent ensemble pour mieux comprendre les causes de la sismicité induite par injection dans le bassin du sud du Sichuan, pour permettre des opérations de fracturation efficaces et sûres.