Индуцированная закачкой сейсмичность на разломах фундамента с учетом пороупругого нагружения

Большинство значительных индуцированных землетрясений происходит на разломах в фундаменте, залегающем под осадочным чехлом. В данном двумерном численном исследовании в условиях плоской деформации рассматривается полный пороупругий отклик разломов фундамента на закачку флюида в вышележащие толщи с учетом (1) проницаемости зоны разлома и (2) гидравлической связанности разломов с целевым горизонтом. При заданных гидравлических и механических свойствах рассчитывается пространственно-временное изменение кулоновского напряжения, которое разделяется на (1) изменение пороупругих напряжений, Δτs + fΔσn, где Δτs и Δσn — изменения касательного и нормального напряжений (Δτs > 0 и Δσn > 0 способствуют скольжению), и (2) изменение порового давления, fΔp. Диффузия порового давления в гидравлически связанные проницаемые разломы определяет их механическую устойчивость. Однако для гидравлически изолированных разломов или разломов с низкой проницаемостью пороупругие напряжения, передаваемые на более глубокие уровни фундамента, могут инициировать скольжение даже без повышенного порового давления. Скорость сейсмичности в зонах разломов фундамента прогнозируется с использованием модели Дитериха (1994). Высокие значения скорости сейсмичности могут наблюдаться на проницаемых, гидравлически связанных разломах вследствие прямой диффузии порового давления. Для изолированных круто падающих сбросов прогнозируются более низкие значения, обусловленные исключительно пороупругим нагружением. Напротив, сейсмичность на аналогично ориентированных взбросах подавляется.