Hat Fracking Hunderte von Erdbeben in Oklahoma verursacht?

In Oklahoma gibt es induzierte Seismizität . Im Jahr 2016 gab es 623 Erdbeben mit einer Stärke von über 3,0. Einige davon waren viel stärker als 3,0, darunter ein Erdbeben der Stärke 5,8 im September 2016.

Die induzierten Erdbeben scheinen um 2009 herum begonnen zu haben , und das Problem ist seitdem gewachsen:

Laut dem US Geological Survey und anderen Geologen wird Oklahomas induzierte Seismizität jedoch hauptsächlich durch Abwasserinjektion und nicht durch Fracking verursacht. Die Unterscheidung ist wichtig, weil:

• Es gibt Ölförderungsstätten, die Fracking verwenden, aber nicht viel Abwasser produzieren und nicht viel (oder überhaupt) zum Erdbebencluster beitragen.
• Es gibt Ölförderungsstandorte, die kein Fracking verwenden und viel Abwasser produzieren, die einen großen Beitrag zum Erdbebencluster leisten.

Die Unterscheidung ist auch deshalb wichtig, weil Abwasser in einem anderen Zustand entsorgt werden kann als in dem, in dem das Öl gefördert wurde (siehe zB this , this ), was eine ganze Reihe neuer Fragen für Politik und Gesetzgeber aufwirft.

Laut USGS :

Oklahoma hat jetzt regelmäßig mehr Erdbeben als Kalifornien. Sind sie auf Fracking zurückzuführen?

In einigen Fällen ja, aber in den meisten Fällen nein. Die Mehrheit der Erdbeben in Oklahoma seit 2011 ereignet sich in Gebieten, in denen Öl gefördert wird, indem riesige Wassermengen aus natürlich gebrochenen Formationen gepumpt werden, um viel kleinere Ölmengen zu fördern. Die meisten Bohrlöcher, die für den Zugang zum Öl verwendet werden, werden ohne Fracking fertiggestellt. Das natürliche Formationswasser, das mit dem Öl an die Oberfläche kommt, ist zu salzhaltig, um an die Umwelt abgegeben zu werden. Die Entsorgung durch Injektion in tiefe Formationen ist derzeit die gebräuchlichste Entsorgungsmethode. Das Einpressen großer Wassermengen in die tiefen Sedimentformationen erhöht großflächig den Porendruck, der Erdbeben auslösen kann.

Und Mythen und Fakten zu Abwasserinjektion, hydraulischem Brechen, verbesserter Ölgewinnung und induzierter Seismizität :

Hydraulic Fracturing spielt keine Schlüsselrolle bei der Zunahme, da (1) Hydraulic Fracturing typischerweise keine spürbaren Erdbeben auslöst; (2) in Oklahoma, dem Ort mit dem größten Anstieg der Seismizität, stellt verbrauchte hydraulische Fracking-Flüssigkeit keinen großen Prozentsatz der Flüssigkeiten dar, die entsorgtes Abwasser umfassen; und (3) Öl, das aus vielen Feldern mit großen Mengen an produziertem Wasser gefördert wurde, beinhaltete kein hydraulisches Fracking.

Standorte, die dieselbe Methode der Ölförderung verwenden, können aufgrund geologischer Unterschiede unterschiedliche Abwassermengen produzieren. Zum Beispiel in Oklahoma:

Die Bakken-Formation ist ebenfalls hydraulisch gebrochen, erfordert jedoch weniger Abwasserentsorgung und hat wenige bis keine induzierten Erdbeben erlebt.

Fast jede Methode der Ölgewinnung erzeugt etwas Abwasser:

Das meiste Abwasser, das derzeit im ganzen Land entsorgt wird, wird im Prozess der Öl- und Gasförderung erzeugt und produziert. Wie oben diskutiert, wird während des Extraktionsprozesses Salzwasser als Nebenprodukt produziert. Dieses Abwasser findet sich bei fast jeder Öl- und Gasförderbohrung.

und insbesondere in Oklahoma ist produziertes Wasser ein großes Problem :

An vielen Orten hat Abwasser wenig oder gar nichts mit Hydraulic Fracturing zu tun. In Oklahoma werden weniger als 10 % des Wassers, das in Abwasserentsorgungsbrunnen injiziert wird, als hydraulische Fracking-Flüssigkeit verwendet. Das meiste Abwasser in Oklahoma ist Salzwasser, das während des Extraktionsprozesses zusammen mit Öl entsteht.

Und die USGS erklärt warum:

Abwasserentsorgungsbrunnen sind in der Regel länger in Betrieb und injizieren viel mehr Flüssigkeit als das hydraulische Brechen, wodurch sie eher Erdbeben auslösen. Bei der verbesserten Ölförderung wird Flüssigkeit in Gesteinsschichten injiziert, in denen bereits Öl und Gas gefördert wurden, während die Abwasserinjektion häufig in nie zuvor berührte Gesteine ​​erfolgt. Daher kann die Abwasserinjektion die Druckniveaus stärker erhöhen als die verbesserte Ölförderung und erhöht somit die Wahrscheinlichkeit von induzierten Erdbeben.

Diese USGS-Seite Mythen und Missverständnisse erklärt einige der Unterschiede zwischen Fracking und Abwasserinjektion und warum die Abwasserinjektion und nicht Fracking die Ursache für die meisten kürzlich verursachten Erdbeben in den zentralen Vereinigten Staaten ist. Vielleicht interessiert Sie auch das Video Was steckt hinter den Erdbeben in Oklahoma? vom Stanford-Geophysiker Mark Zoback (Spoiler-Alarm: Es handelt sich um eine Abwasserinjektion, nicht um Fracking).

Diese Antwort ist leicht tangential (da sie spezifisch für Texas und nicht für Oklahoma ist; was in der zitierten Forschung ausdrücklich als geologisch unterschiedlich festgestellt wurde). Die Hauptschlussfolgerung scheint der Antwort von @ ff542 ähnlich zu sein. Ja, es gab eine erhöhte Anzahl von Erdbeben, aber nein, die Zunahme ist nicht auf Fracking zurückzuführen (sondern auf die Flüssigkeitsentsorgung in Klasse-II-Entsorgungsbohrungen).

Die Vorveröffentlichungsstudie der Academy of Medicine, Engineering and Science of Texas (TAMEST) von 2017 „ENVIRONMENTAL AND COMMUNITY IMPACTS OF SHALE DEVELOPMENT IN TEXAS“ sagt im Kapitel über Erdbeben:

• In den letzten Jahren ist die Rate der aufgezeichneten Seismizität in Texas gestiegen. Zwischen 1975 und 2008 gab es durchschnittlich ein bis zwei Erdbeben pro Jahr mit einer Stärke von mehr als M3,0. Zwischen 2008 und 2016 stieg die Rate auf durchschnittlich etwa 12 bis 15 Erdbeben pro Jahr.
• Unter bestimmten einzigartigen geologischen Bedingungen können Verwerfungen, die sich bei oder nahe kritischer Spannung befinden, abrutschen und ein Erdbeben erzeugen, wenn eine Flüssigkeitsinjektion in der Nähe die effektiven unterirdischen Spannungen verändert, die auf eine Verwerfung einwirken.
• Die Mechanismen sowohl natürlicher als auch induzierter Erdbeben in Texas sind nicht vollständig verstanden, und die Erstellung physikalisch vollständiger Modelle zu ihrer Untersuchung erfordert die Integration von Daten, die immer irreduzible Unsicherheiten aufweisen.
• Bisher wurden potenziell induzierte Erdbeben in Texas, die an der Oberfläche zu spüren waren, mit der Flüssigkeitsentsorgung in Klasse-II-Entsorgungsbohrungen in Verbindung gebracht, nicht mit dem hydraulischen Fracking-Prozess .
• Die TexNet-Ziele adressieren ein integriertes Forschungsportfolio, das Seismizitätsanalyse, geologische Charakterisierung, Fluidströmungsmodellierung und geomechanische Analyse berücksichtigt.