Техногенные землетрясения в США будут сильнее

Что же будет дальше ?

Но геофизики заявляют, что нефтегазовая промышленность способна и на большее. «Есть разломы достаточно крупные, чтобы вызвать землетрясение в семь баллов. Мы не исключаем такой возможности», — отметил соавтор доклада Джастин Рубинштайн (Justin Rubinstein).

Обычно карты сейсмической опасности составляются Геологической службой США в расчете на 50 лет (это также является средней «продолжительностью жизни» зданий). Однако интенсивность техногенных землетрясений зависит от быстро меняющихся факторов: скважины для сточных вод бурят в новых районах, падение цен на нефть заставляет останавливать добычу, правительства штатов меняют законы, регулирующие нефтегазовую отрасль.

По этой причине в новой карте учитывается вероятность землетрясений в пределах одного года. Кроме того, уже к концу 2015 года ее пересмотрят — но даже сейчас она приносит практическую пользу: власти, например, могут решить, какие мосты штата ремонтировать в первую очередь.

В последнее время и ученые, и официальные лица начали более серьезно относиться к угрозе техногенных землетрясений. Так, 21 апреля 2015 года Геологическая служба Оклахомы впервые признала, что недавнее учащение подземных толчков связано не с естественными причинами, а с закачиванием в пласты отработанной воды.



То, что изменение напряжений в земной коре при крупных объемах добычи полезных ископаемых или углеводородов автоматически влечет за собой угрозы движения пластов земной коры, тем самым вызывая опасность землетрясений знают давно.

Одно из первых техногенных землетрясений, связанных с добычей нефти, произошло в 1939 году на месторождении Уилмингтон в Калифорнии. Оно стало началом целого цикла стихийных бедствий, которые привели к разрушению зданий, дорог, мостов, нефтяных скважин и трубопроводов. Проблему решили закачав воду в нефтеносный пласт. Но этот метод — далеко не панацея. Вода, закаченная в глубинные пласты, может повлиять на температурный режим массива и стать одной из причин возникновения землетрясения.



Месторождение протягивается через юго-западные районы города Лос-Анджелеса и через залив Лонг-Бич доходит до прибрежных кварталов одноименного курортного города. Площадь нефте-газоносности 54 км2 . Месторождение было открыто в 1936 году, а уже в 1938 году стало центром нефтедобычи Калифорнии. К 1968 году из недр было добыто почти 160 млн. тонн нефти и 24 млрд. м3 газа, всего же надеются получить здесь более 400 млн. тонн нефти.



Расположение месторождения в центре высокоиндустриальной и густонаселенной области южной Калифорнии, а также близость его к крупным нефтеперерабатывающим заводам Лос-Анджелеса имело важное значение в развитии экономики всего штата Калифорния. В связи с этим с начала эксплуатации месторождения до 1966 года на нем постоянно поддерживался наивысший уровень добычи по сравнению с другими нефтяными месторождениями Северной Америки.



В 1939 году жители городов Лос-Анджелес и Лонг-Бич почувствовали довольно ощутимые сотрясения поверхности земли — началось проседание грунта над месторождением. В сороковых годах интенсивность этого процесса усилилась. Наметился район оседания в виде эллиптической чаши, дно которой приходилось как раз на свод антиклинальной складки, где уровень отбора не единицу площади был максимален. В 60-х годах амплитуда оседания достигла уже 8,7 метров. Площади, приуроченные к краям чаши оседания, испытывали растяжение. На поверхности появились горизонтальные смещения с амплитудой до 23 см , направленные к центру района. Перемещение грунта сопровождалось землетрясениями.



В период с 1949 по 1961 годы было зафиксировано пять довольно сильных землетрясений. Земля в буквальном смысле слова уходила из-под ног. Разрушались пристани, трубопроводы, городские строения, шоссейные дороги, мосты и нефтяные скважины. На восстановительные работы потрачено 150 млн. долларов США. В 1951 году скорость проседания достигла максимума — 81 см/год. Возникла угроза затопления суши. Напуганные этими событиями, городские власти Лонг-Бича прекратили разработку месторождения до разрешения возникшей проблемы.



К 1954 году было доказано, что наиболее эффективным средством борьбы с проседанием является закачка в пласт воды. Это сулило также увеличение коэффициента нефтеотдачи. Первый этап работы по заводнению был начат в 1958 году, когда на южном крыле структуры стали закачивать в продуктивный пласт без малого 60 тыс.м3 воды в сутки. Через десять лет интенсивность закачки уже возросла до 122 тыс.м3/сут. Проседание практически прекратилось.



В настоящее время в центре чаши оно не превышает 5 см/год, а по некоторым районам зафиксирован даже подъем поверхности на 15 см . Месторождение вновь вступило в эксплуатацию, при этом на каждую тонну отобранной нефти нагнетают около 1600 л воды. Поддержание пластового давления дает в настоящее время на старых участках Уилмингтона до 70% суточной добычи нефти. Всего на месторождении добывают 13700 т/сут нефти.



В последнее время появились сообщения о проседании дна Северного моря в пределах месторождения Экофиск после извлечения из его недр 172 млн.т нефти и 112 млрд. м3 газа. Оно сопровождается деформациями стволов скважин и самих морских нефтяных платформ. Последствия трудно предсказать, но их катастрофический характер очевиден.



Проседание грунта и землетрясения происходят и в старых нефтедобывающих районах России. Особенно это сильно чувствуется на Старогрозненском месторождении. Слабые землетрясения, как результат интенсивного отбора нефти из недр, ощущались здесь в 1971 году, когда произошло землетрясение интенсивностью 7 баллов в эпицентре, который был расположен в 16 км от г. Грозного. В результате пострадали жилые и административные здания не только поселка нефтяников на месторождении, но и самого города. На старых месторождениях Азербайджана — Балаханы, Сабунчи, Романы (в пригородах г. Баку) происходит оседание поверхности, что ведет к горизонтальным подвижкам. В свою очередь, это является причиной смятия и поломки обсадных труб эксплуатационных нефтяных скважин.



Совсем недавние отголоски интенсивных нефтяных разработок произошли в Татарии, где в апреле 1989 году было зарегистрировано землетрясение силой до 6 баллов (г. Менделеевск). По мнению местных специалистов, существует прямая зависимость между увеличением добычи нефти из недр и активизацией мелких землетрясений. Зафиксированы случаи обрыва стволов скважин, смятие колонн. Подземные толчки в этом районе особенно настораживают, ведь здесь сооружается Татарская АЭС. Во всех этих случаях одной из действенных мер также является нагнетание в продуктивный пласт воды, компенсирующей отбор нефти.

Не менее 20% землетрясений, происходящих в последние годы в американском штате Оклахома, вероятнее всего, связаны с добычей газа, которая производится методом гидравлических разрывов пласта, сообщается в опубликованном в научном журнале Science исследовании. С начала года в Оклахоме на юге центральной части США было зарегистрировано уже 240 землетрясений магнитудой 3,0 или выше, что вдвое больше подземных толчков такой силы, чем в Калифорнии, которая считается «сейсмическим центром» страны. При этом до 2008 года, когда в Оклахоме началась массовая добыча газа и нефти путем закачивания в скважины воды, в штате отмечалось не более одного землетрясения такой силы в год.

Ученые из Корнелльского университета и других организаций в своем исследовании пришли к выводу, что пятая часть всех землетрясений в штате связана с четырьмя крупнейшими скважинами по добыче газа юго-восточнее города Оклахома-сити. По мнению исследователей, деятельность на этих объектах может вызывать подземные толчки в радиусе до 35 километров от их расположения.

Один из авторов доклада, преподаватель Колумбийского университета Джеффри Эйберс (Geoffrey Abers) исключил природное происхождение всплеска сейсмической активности в Оклахоме. «Такое большое число повторяющихся землетрясений не может быть частью природной системы», — цитирует ученого британская газета Guardian. Местные власти в США и ранее связывали серии землетрясений с новыми методами добычи полезных ископаемых, активно внедряющимися в стране последние годы. Обнародованный в четверг доклад впервые придает этим догадкам научное обоснование.

Начав эксплуатацию месторождений нефти и газа, человек, сам того не подозревая, выпустил джина из бутылки. Поначалу казалось, что нефть приносит людям только выгоду, но постепенно выяснилось, что использование ее имеет и оборотную сторону. Чего же больше приносит нефть, пользы или вреда? Каковы последствия ее применения? Не окажутся ли они роковыми для человечества?