Testing hypotheses of stress drop variations with hydraulic fracturing induced seismicity in the Horn River basin
Notice bibliographique
Résumé
Source parameters can help constrain the causes and mechanics of induced earthquakes. In particular, systematic variations of stress drops of fluid-injection induced seismicity have been interpreted in terms of the role of fluids, differences between tectonic and induced events, and self-similarity. The empirical basis for the variations, however, remains controversial. Here, we test three hypotheses about stress drops with observations of seismicity induced by hydraulic fracturing in the Horn River basin (Canada). First, stress drop is self-similar and independent of magnitude. Second, stress drop increases with distance from the point of fluid injection, which might be expected if in-situ effective stresses increase away from the point of fluid injection. Third, stress drops estimated with empirical Green’s functions (EGFs) are systematically larger than those estimated from direct fits to source models, which is expected if seismic waves attenuate in a frequency-dependent manner or experience site effects. We probe the hypotheses with a large microseismic dataset collected during hydraulic fracturing operations in the Horn River shale gas play in British Columbia. 90,000+ seismic events were recorded by three borehole geophone arrays with a moment magnitude range of -3 < Mw < 0.5. To calculate corner frequencies, we assume small, co-located seismic events can be approximated as EGFs, which effectively remove propagation and site effects from a larger target event. We target 34 Mw > 0 events and search for EGFs over a 100 m radius for each event, choosing only those EGFs that satisfy multiple quality criteria. This study builds on previous work that estimated stress drops from direct fitting of standard Brune source models and found systematic high frequency resonances recorded by the geophones. Of the 34 target events, we retrieve corner frequency and stress drop estimates for 22 events to test the three hypotheses. We observe that stress drop appears relatively constant over Mw , but the magnitude range (0 < Mw < 0.5) is currently too limited to draw strong conclusions. Second, stress drop appears to decrease, rather than increase, with distance from the point of injection (with a moderate Pearson’s correlation co-efficient of -0.5 ± 0.2); this could be caused by a direct hydraulic connection causing a reduction of in-situ effective normal stresses distal to the point of injection. Third, we observe no systematic difference between stress drops from direct source fits and EGF-based estimates, although stress drop uncertainties are large compared to standard earthquake source studies because of limited azimuthal coverage and high-frequency instrument resonances. These initial results do not support the systematic variations of stress drop for fluid-injection induced seismicity that have been observed in other datasets.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».