Selon une nouvelle étude publiée dans Lettres de recherche sismologique.
Le projet CO2CRC Otway à Victoria est un site d’essai de recherche pour le stockage souterrain du dioxyde de carbone, comme un moyen possible de réduire les impacts des émissions de carbone qui contribuent au réchauffement climatique. Cependant, il existe un risque de tremblements de terre induits après l’injection de gigatonnes de dioxyde de carbone dans le même bassin géologique par plusieurs projets de stockage au cours de décennies d’exploitation, et les scientifiques aimeraient mieux comprendre comment cette sismicité est déclenchée et comment elle évolue dans le temps.
Parmi les détails intéressants découverts par le nouveau déploiement du DAS à Otway : les minuscules tremblements de terre qui ont accompagné deux phases d’injection sur le site semblent suivre le front de saturation du panache de CO2 dans la roche, plutôt que le front de pression de l’injection.
« Pour autant que nous sachions, le projet Otway reste le seul projet de stockage de CO2 où la sismicité induite coïncidait au moins avec le mouvement du front de saturation, et non avec le front de pression », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Stanislav Glubokovskikh du Lawrence Berkeley National Laboratory.
« Nous nous sommes appuyés sur les instantanés fréquents de la formation de stockage pour relier l’évolution du panache de CO2 à la sismicité induite », a-t-il ajouté. « Il est difficile de penser à un autre système de surveillance pratique en dehors du profilage sismique vertical multi-puits DAS qui pourrait fournir une telle résolution temporelle et spatiale pour un petit panache de CO2. »
Le système de surveillance sismique a été conçu par un groupe de géophysiciens de l’Université Curtin de Perth, en Australie, dirigé par Roman Pevzner et Boris Gurevich, pour s’appuyer sur cinq forages profonds équipés d’un câble à fibre optique sensible pour surveiller une injection de CO2 de 15 000 tonnes métriques, appelée étape 3, sur le site d’Otway pendant 610 jours. Ils ont détecté 17 petits événements sismiques au cours de cette période, avec une magnitude maximale de 0,1.
Une injection antérieure de CO2 « Étape 2C » sur le site, de la même taille, a été surveillée à l’époque à l’aide de géophones enfouis sous la surface qui ont détecté plusieurs événements microsismiques.
Une partie de l’objectif de l’injection de l’étape 3 était d’examiner de plus près le potentiel de surveillance rentable et à long terme du stockage géologique du carbone, a déclaré Glubokovskikh. « Pour permettre la surveillance à long terme, nous avons dû utiliser une installation permanente en fond de trou des capteurs sismiques. Sinon, le déploiement et la démobilisation du réseau pour chaque relevé sismique actif seraient d’un coût prohibitif et causeraient trop d’interruptions aux propriétaires fonciers. Le DAS est la technologie optimale pour de telles conditions. »
Les observations du DAS ont également révélé la faille sismogène sous la surface, qui n’avait pas été capturée dans les images sismiques antérieures.
Glubokovskikh a déclaré qu’on ne sait toujours pas exactement quels mécanismes déclenchent les petits tremblements de terre sur le site, bien que l’observation intéressante selon laquelle la sismicité coïncide avec la saturation en CO2 puisse offrir quelques indices.
« L’affaiblissement géochimique des failles du réservoir par le CO2 semble être une explication plausible, étant donné que certains des échantillons de carottes de l’intervalle d’injection se sont effondrés lors des expériences d’inondation de carottes au CO2 », a expliqué Glubokovskikh en laboratoire.
Mais la composition minéralogique de la jauge de faille et la composition de l’écoulement et du fluide interstitiel sur le site sont encore inconnues, ce qui rend difficile la confirmation de l’affaiblissement géochimique, a-t-il noté.
Outre les événements sismiques déclenchés dans le panache de CO2 de stade 2C, un deuxième groupe d’événements s’est produit en dehors de toute zone d’accumulation de CO2. « Ces [second group] les événements ne se sont produits que pendant les opérations d’injection, mais n’ont montré aucune relation claire avec la pression d’injection ou le mouvement du panache de saturation », a déclaré Glubokovskikh.
Le projet Otway se dirige vers une injection de phase 4, qui se produira à proximité des deux panaches de CO2 précédents, a-t-il déclaré. « Ainsi, nous obtiendrons probablement un autre ensemble d’événements sismiques induits qui fourniront plus d’informations sur le mécanisme de déclenchement. Même si la nouvelle injection ne produira aucun événement détectable, ce fait peut être perçu comme une autre preuve de la nature liée au flux de la sismicité Otway. »
Plus d’information:
Stanislav Glubokovskikh et al, la détection par fibre optique multipuits révèle les effets du flux de CO2 sur la sismicité déclenchée, Lettres de recherche sismologique (2023). DOI : 10.1785/0220230025