Les scientifiques du Laboratoire national de Los Alamos ont mis au point une méthode pour déterminer l'orientation des contraintes mécaniques dans la croûte terrestre sans se fier aux données de tremblements de terre ou de forage. Cette méthode est moins coûteuse que les approches actuelles, pourrait avoir une large applicabilité en géophysique et fournir un aperçu des régions continentales dépourvues d'informations géologiques historiques.

"Nous avons utilisé le comportement élastique non linéaire dans les roches et appliqué une nouvelle technique pour surveiller l'orientation de la contrainte de compression horizontale maximale dans les roches dans certaines parties de l'Oklahoma et du Nouveau-Mexique, " a déclaré Andrew Delorey de Los Alamos. " L'orientation de cette contrainte de compression horizontale maximale révèle quelles fractures de la roche seront actives. "

Le centre-nord de l'Oklahoma a été sélectionné parce qu'une activité sismique induite s'est poursuivie dans la région après des décennies d'injection d'eaux usées provenant des opérations pétrolières et gazières. Cette activité sismique se produit sur des failles orientées de manière optimale dans le champ de contrainte régional. Le centre-nord du Nouveau-Mexique a été sélectionné pour comparer les résultats à un environnement géologique chevauchant une faille continentale séparant le plateau du Colorado d'une section stable de la croûte terrestre.

Les scientifiques ont déterminé que la terre présente une anisotropie de susceptibilité non linéaire induite par la contrainte qui est alignée avec la contrainte de compression horizontale maximale dans ces deux contextes géologiques différents. Les roches deviennent plus rigides lorsqu'elles sont comprimées et plus molles lorsqu'elles sont étendues, mais cet effet n'est pas instantané. La vitesse est plus rapide dans l'orientation où le champ de contrainte ambiant est le plus compressif. En mesurant ce taux dans différentes orientations, les scientifiques peuvent déterminer l'orientation où la contrainte ambiante est la plus compressive.

Détermination de l'orientation géophysique des contraintes, ou la direction de la contrainte de compression horizontale maximale, est généralement déterminé par un forage étroit, forages profonds. Cependant, le forage de forage est coûteux et ne fournit qu'un seul point de données.

De plus, pour de vastes régions, les données géophysiques n'ont tout simplement pas été collectées car elles sont trop chères. Cette méthode offre une alternative.

Leur approche pourrait être essentielle pour l'industrie pétrolière et gazière essayant d'éviter les risques et d'optimiser la production. Dans le cas de la fracturation hydraulique, les fractures s'ouvriront dans le sens de la contrainte de compression horizontale minimale, que les scientifiques peuvent désormais déterminer avant tout forage.

"Estimation de l'orientation des contraintes dans la croûte terrestre sans données de séisme ou de forage, "  par Andrew A. Delorey, Christopher W. Johnson, et Paul A. Johnson et Götz Bokelmann de l'Université de Vienne a été publié en septembre dans La nature 's " Communications Terre et Environnement journal.