연구는 파쇄를 다른 유형의 흔들림과 연관시킵니다.

새로운 연구에 따르면 파쇄는 이전에 과학자들에게 그 기원이 미스터리였던 느리고 작은 지진이나 진동을 유발한다는 것이 확인되었습니다. 진동은 크고 파괴적인 지진을 일으킬 수 있는 것과 동일한 과정에 의해 발생합니다.

파쇄는 석유와 천연가스를 추출하기 위해 지하에 유체를 고압 주입하는 것입니다. 일반적으로 폐수를 사용하여 수행되지만 이 연구에서는 액체 이산화탄소를 사용한 파쇄 데이터를 조사했습니다. 이 과정은 탄소를 지하로 밀어내고 탄소가 지구 대기에 열을 가두는 것을 방지합니다.

일부 추정에 따르면, 이산화탄소 파쇄는 연간 10억 개의 태양광 패널만큼 많은 탄소를 절약할 수 있습니다. 폐수를 사용하는 것보다 액체 CO2를 사용하여 분리하는 것이 환경에 훨씬 더 유리합니다. 대기 중 탄소를 배출하지 못하는 폐수입니다.

"이 연구는 지하에서 탄소를 격리하는 과정을 조사하기 때문에 지속 가능성과 기후 과학에 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다."라고 UC Riverside 지구물리학 부교수이자 Science 저널에 게재된 연구의 공동 저자인 Abhijit Ghosh는 말했습니다.

그러나 이산화탄소는 액체이기 때문에 이 연구의 결과는 물을 이용한 파쇄에 거의 확실히 적용될 수 있다고 Ghosh는 말했습니다. 둘 다 떨림을 일으킬 가능성이 높습니다.

지진계에서는 일반적인 지진과 진동이 다르게 나타납니다. 큰 지진은 높은 진폭 펄스로 인해 날카로운 충격을 유발합니다. 떨림은 좀 더 완만하며 훨씬 적은 진폭으로 배경 소음 위로 천천히 상승했다가 천천히 감소합니다.

Ghosh는 “이제 이러한 진동을 사용하여 파쇄로 인한 유체의 움직임을 추적하고 유체 주입으로 인한 결함의 움직임을 모니터링할 수 있게 되어 기쁘게 생각합니다.”라고 말했습니다.

이전에는 지진학자들 사이에서 지진의 원인에 대해 논쟁이 있었습니다. 일부 논문에서는 진동 신호가 수천 마일 떨어진 곳에서 발생하는 대규모 지진에서 나온 것이라고 주장했지만, 다른 논문에서는 이것이 기차나 산업 기계의 움직임과 같은 인간 활동으로 인해 발생하는 소음일 수 있다고 생각했습니다.

“지진계는 똑똑하지 않습니다. 근처에서 트럭을 운전하거나 발로 차면 진동이 기록됩니다.”라고 Ghosh는 말했습니다. "그래서 한동안 우리는 신호가 수액 주입과 관련이 있는지 확실히 알 수 없었습니다."

그 기원을 확인하기 위해 연구원들은 캔자스 주 웰링턴의 파쇄 현장 주변에 설치된 지진계를 사용했습니다. 데이터에는 6개월의 전체 파쇄 주입 기간은 물론 주입 전 한 달과 주입 후 한 달이 포함되었습니다.

배경 소음을 제거한 후, 팀은 나머지 신호가 지하에서 생성되었으며 유체 주입이 발생하는 동안에만 나타나는 것을 보여주었습니다. “우리는 주사 전후에 떨림을 발견하지 못했습니다. 이는 떨림이 주사와 관련이 있음을 시사합니다.”라고 Ghosh는 말했습니다.

수압파쇄가 더 큰 지진을 일으킬 수 있다는 것은 오랫동안 알려져 왔습니다. 단층이 지하로 미끄러져 들어가거나 진동을 일으키는 것을 방지하기 위한 한 가지 옵션은 파쇄를 중단하는 것입니다. 그럴 가능성은 낮기 때문에 암석이 어떻게 변형되는지 이해하고 주입 후 유체의 움직임을 추적하려면 이러한 활동을 모니터링하는 것이 중요하다고 Ghosh는 말합니다.

모델링 실험은 회사가 초과해서는 안 되는 유체 주입 압력을 결정하는 데 도움이 되도록 수행될 수 있으며 수행됩니다. 이러한 한도를 유지하면 유체가 지하의 큰 단층으로 이동하여 파괴적인 지진 활동을 유발하는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다. 그러나 모든 결함이 매핑되는 것은 아닙니다.

“우리는 기존 결함이 있다는 것을 알고 있을 때만 이러한 유형의 실험을 모델링할 수 있습니다. 우리가 알지 못하는 결함이 있을 수도 있고, 그런 경우 어떤 일이 일어날지 예측할 수 없습니다.”라고 Ghosh는 말했습니다.