view in publisher's site

Surface Deformation and Induced Seismicity Due to Fluid Injection and Oil and Gas Extraction in Western Texas

Abstract Texas is experiencing increasing seismicity, likely related to the oil and gas production process. We used satellite InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar) to monitor surface deformation at three study sites in western Texas with similar geologic characteristics. The deformation data were compared to earthquake distribution, groundwater changes, volumes of produced and injected fluid, and calculated pore pressure change and Coulomb failure stress change to assess causes of deformation and seismicity. Site 1 experienced surface uplift due to fluid injection but no increase in seismicity. The average media properties were estimated based on the deformation using a poroelastic model. Site 2 experienced subtle surface subsidence and elevated seismicity. Subsidence here might reflect groundwater withdrawal. Simulated pore pressure changes using MODFLOW suggest the earthquakes are likely induced by fluid injection. Site 3 experienced significant surface subsidence and seismicity. InSAR time series, water level data, and oil/gas extraction history suggest that subsidence in the northern part of this site reflects oil/gas extraction, while subsidence in the southern part is mainly due to groundwater withdrawal. An Okada tensile model was used to derive the equivalent source strength causing the subsidence, then Coulomb failure stress changes associated with this source were calculated. We found that pore pressure change (simulated using MODFLOW) due to fluid injection is likely the main contributor to elevated seismicity at this site. Variations in oil/gas production activity, seismicity, and surface deformation between our three sites suggest the importance of local rock structure and media properties in determining susceptibility to induced seismicity.

فرسایش سطحی و رسوب القایی ناشی از تزریق سیال و استخراج نفت و گاز در غرب تگزاس

چکیده تگزاس در حال تجربه افزایش لرزه خیزی است که احتمالا به فرآیند تولید نفت و گاز مربوط می‌شود. ما از InSAR ماهواره‌ای (رادار ترکیبی بین‌سنجشی)برای نظارت بر تغییر شکل سطح در سه محل مطالعاتی در غرب تگزاس با ویژگی‌های زمین‌شناسی مشابه استفاده کردیم. داده‌های تغییر شکل با توزیع زلزله، تغییرات آب زیرزمینی، حجم سیال تولید شده و تزریق‌شده، و تغییر فشار منفذی محاسبه‌شده و تغییر تنش شکست کولمب برای ارزیابی علل تغییر شکل و لرزه خیزی مقایسه شدند. سایت ۱ بربلندی سطح را به دلیل تزریق سیال تجربه کرد اما هیچ افزایشی در میزان لرزه خیزی نداشت. خواص متوسط رسانه‌ها براساس تغییر شکل با استفاده از یک مدل پوروالاستیک تخمین زده شد. سایت ۲ نشست سطحی دقیق و لرزه خیزی بالایی را تجربه کرده‌است. کمبود آب زیرزمینی در اینجا ممکن است نشان‌دهنده عقب‌نشینی آب زیرزمینی باشد. تغییرات فشار منفذی شبیه‌سازی شده با استفاده از MODFO نشان می‌دهد که زلزله‌ها احتمالا با تزریق سیال القا می‌شوند. سایت شماره ۳ نشست و لرزه خیزی قابل‌توجهی را تجربه کرده‌است. سری زمانی InSAR، داده‌های سطح آب و تاریخچه استخراج نفت و گاز نشان می‌دهد که نشست در بخش شمالی این سایت نشان‌دهنده استخراج نفت و گاز است، در حالی که نشست در بخش جنوبی عمدتا به دلیل عقب‌نشینی آب‌های زیرزمینی است. یک مدل کششی اوکادا برای بدست آوردن قدرت منبع معادل که باعث نشست می‌شود استفاده شد، سپس تغییرات تنش شکست کولنی مرتبط با این منبع محاسبه شد. ما دریافتیم که تغییر فشار منفذی (شبیه‌سازی شده با استفاده از MODFlow)به دلیل تزریق سیال احتمالا عامل اصلی افزایش لرزه خیزی در این محل است. تغییرات در فعالیت تولید نفت / گاز، لرزه خیزی و تغییر شکل سطحی بین سه محل ما، اهمیت ساختار سنگ محلی و ویژگی‌های رسانه‌ای در تعیین حساسیت به لرزه خیزی القایی را نشان می‌دهد.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Geophysics
  • ترجمه مقاله Geophysics
  • مقاله ژئوفیزیک
  • ترجمه مقاله ژئوفیزیک
  • مقاله Earth and Planetary Sciences (miscellaneous)
  • ترجمه مقاله Earth and Planetary Sciences (miscellaneous)
  • مقاله علوم زمین و سیاره‌ای (متفرقه)
  • ترجمه مقاله علوم زمین و سیاره‌ای (متفرقه)
  • مقاله Geochemistry and Petrology
  • ترجمه مقاله Geochemistry and Petrology
  • مقاله شیمی خاک و سنگ‌شناسی
  • ترجمه مقاله شیمی خاک و سنگ‌شناسی
  • مقاله Space and Planetary Science
  • ترجمه مقاله Space and Planetary Science
  • مقاله علوم فضایی و سیاره‌ای
  • ترجمه مقاله علوم فضایی و سیاره‌ای
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.