Des scientifiques de l'Université de Bristol ont trouvé un moyen plus efficace de prédire l'activité sismique sur les sites de fracturation hydraulique, s'assurer que l'activité sismique potentielle reste dans des niveaux de sécurité.

Fracturation hydraulique, ou la fracturation hydraulique, est une technique conçue pour récupérer le gaz et le pétrole de la roche de schiste en forant dans la terre et en injectant un mélange d'eau et de sable à haute pression, créant des fractures qui permettent au gaz ou au pétrole de s'écouler.

Comme beaucoup d'autres industries, comme les mines de charbon, l'hydroélectricité et la géothermie, la fracturation hydraulique est connue dans certains cas pour provoquer des tremblements de terre.

En 2011, les opérations de test près de Blackpool ont dû être suspendues après la détection de secousses de magnitude 1,5 et 2,2.

Les enquêtes menées après cela ont conclu qu'il était hautement probable que le forage avait causé les secousses et de nouvelles réglementations sur les « feux de circulation » ont été introduites sur les sites de fracturation hydraulique à travers le pays.

Si la magnitude des séismes est inférieure à un certain niveau, alors l'injection peut se dérouler normalement. Si les séismes dépassent une certaine magnitude de lumière ambre, alors l'opérateur doit procéder avec prudence en, par exemple, réduire le débit d'injection, pression ou volume. Si la magnitude dépasse la magnitude de la lumière rouge, alors l'injection doit s'arrêter.

Actuellement, il y a peu de bases scientifiques sur la façon dont les seuils orange et feu rouge devraient être décidés.

Auteur principal, Dr James Verdon de l'École des sciences de la Terre de l'Université, a déclaré :« De nombreuses industries peuvent créer des tremblements de terre induits, y compris les deux de longue date comme l'extraction du charbon et l'hydroélectricité, et de plus récents comme la fracturation géothermique et hydraulique pour le gaz de schiste.

« Notre objectif est de gérer la sismicité induite, veiller à ce que ces industries mènent leurs activités en toute sécurité, sans présenter de risque pour les bâtiments et les infrastructures à proximité."

La recherche dirigée par Bristol, publié aujourd'hui dans la revue Lettres de recherche sismologique , montre que l'utilisation de données microsismiques pour faire des prévisions sur la sismicité attendue peut fournir une approche beaucoup plus efficace que le simple système de schéma de feux de circulation (TLS) qui est actuellement utilisé.

Le Dr Verdon a ajouté :« Le TLS est une méthode rétroactive. Cela signifie que le seuil de feu rouge doit être réglé bien en dessous du niveau réel que nous devons éviter, sinon, l'opérateur ne s'arrêterait qu'après que des séismes plus importants se soient produits.

"C'est un problème car d'une part, les opérateurs peuvent être obligés d'arrêter leur travail alors que tout est en fait à un niveau sûr. Cependant, d'autre part, s'ils règlent le niveau de lumière rouge trop haut, ils peuvent permettre à des événements dommageables de se produire.

"Notre travail consiste à développer et à tester un modèle qui peut prendre les observations que nous avons à un stade précoce de l'opération et faire des prédictions robustes et précises sur ce qui se passera au fur et à mesure que l'injection se déroule, permettant ainsi à un opérateur de prendre des décisions tout en s'assurant que tout tremblement de terre reste à un niveau sûr."

Toutes les industries souterraines (par exemple, production d'huile, l'exploitation minière et la géothermie) produisent des « événements microsismiques » de très faible amplitude - ceux-ci sont beaucoup trop petits pour être détectés même par des instruments sensibles à la surface.

Au lieu, des instruments d'enregistrement appelés géophones sont installés dans des forages de surveillance situés à quelques centaines de mètres du point d'injection.

Cela leur permet de ramasser les éclats et les fissures de la roche lorsque le fluide est injecté. Pour donner une idée de l'échelle, un événement microsismique typique peut consister en une fracture de la taille d'une assiette se déplaçant de moins d'un millimètre.

Le Dr Verdon a déclaré :« Ces événements microsismiques peuvent nous donner des indices sur le fait que l'injection pourrait être sur le point de réactiver une faille plus importante et nous donner des événements plus importants, et cela peut nous donner des indices sur l'ampleur de cet événement.

"Donc, notre objectif est d'utiliser les données microsismiques, qui est beaucoup trop petit pour être ressenti par les gens à la surface et faire des modèles et des prédictions pour savoir si l'injection pourrait être sur le point de nous donner un événement plus important, et doit donc être arrêté."

L'équipe a développé un modèle statistique qui prend les données microsismiques de petite magnitude et fait des prédictions sur l'ampleur que les secousses pourraient atteindre à mesure que l'injection se poursuit.

Auparavant, ils testaient leur approche en utilisant des données antérieures provenant de sites plus anciens. Cependant, dans ce cas, ils analysaient les données en direct du site de Preston New Road dans le Lancashire, et fournissant à l'opérateur, Cuadrille, avec leurs résultats, qu'ils utilisaient pour éclairer les décisions en temps réel sur la façon de procéder.

Le Dr Verdon a déclaré :« Il est important de noter que notre approche de modélisation a été couronnée de succès :les grandeurs qui se sont réellement produites étaient conformes aux grandeurs que nous avions prédites à partir de notre modèle. Cela nous donne l'assurance que notre approche est robuste et peut être utilisée pour la prise de décision sur les futurs sites d'injection.

"Cette approche a des implications non seulement pour l'industrie du gaz de schiste d'aujourd'hui, mais pour les futures industries comme l'énergie géothermique et la capture et le stockage du carbone qui sont prévues au Royaume-Uni.