Basin-scale multi-decadal analysis of hydraulic fracturing and seismicity in western Canada shows non-recurrence of induced runaway fault rupture
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Hydraulic fracturing (HF) is a reservoir stimulation technique that has been widely deployed in recent years to increase the productivity of light oil and/or natural gas from organic-rich, low-permeability formations. Although the process of fracturing a rock typically results in microseismic events of magnitude < 0, many cases of felt seismic events (typically magnitude 3.0 or larger) have also been reported. In the Western Canada Sedimentary Basin (WCSB), where more than 40,000 wells have been drilled and hydraulically fractured in the past two decades, the occurrence of HF-induced events has surged in some areas. Yet, many other areas of the WCSB have not experienced a significant increase in induced seismicity, despite a sharp increase in both the number of HF wells and the volumes of injected fluid. The relationship between injected volume and induced magnitudes can be quantified using the seismic efficiency ratio (S EFF ), which describes the ratio between the net seismic moment release and the injected fluid volume. Runaway rupture, in which the fault rupture is dominated by the release of accumulated tectonic stresses, is inferred to be marked by an abrupt increase in S EFF to a value > 0.5. Most previous studies of induced earthquakes have been limited to a single operation and/or seismicity sequence. To better understand the observed variability of the seismic response to HF stimulations at a basin scale, we compiled HF data for all unconventional wells hydraulic fractured in the WCSB between 2000 and 2020, together with the seismicity reported during the same period. We grouped these observations into bins measuring 0.2° in longitude and 0.1° in latitude, or approximately 13 by 11 km. We identified 14 areas where large magnitude events resulted in high S EFF values, implying runaway rupture had taken place. However, we find that in these areas, sustained fluid injection did not lead to persistent high S EFF values. Instead, as injection continued, S EFF values returned to values less than 0.5. This suggests that there is a limited budget of tectonic strain energy available to generate runaway rupture events: once this is released, event magnitudes decrease even if high volume injection persists.
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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 | 0,001 |
| 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 | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 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.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 ».