Fault activation processes by hydraulic fracturing operations

  • Deterministic and qualitative statistics of earthquake catalogs are fundamental for studying fault activation processes. Induced seismicity offers a valuable opportunity to couple input stresses from fluid injection to earthquake initiation, leading to (semi-) controlled conditions describing fault activation. Hence, the spatiotemporal relation of induced events and their source parameters to fluid injection is of particular interest to study the stresses that activate faults. Source parameters include fault plane solution, the seismic moment as a measure of fault size, spectral corner frequency as the inverse of the rupture duration, and the static stress drop, describing the released stress during a rupture. This work investigates hydraulic-fracturing-induced seismicity in northeast British Columbia, Canada. The earthquake physics shows a strong spatiotemporal relation between fluid injection and earthquake occurrence and a source parameter scaling comparable to tectonic earthquakes.
  • Das Erstellen und Auswerten von Erdbebenkatalogen ist essenziell bei Untersuchungen von erdbebeninitiierenden Prozessen. Induzierte Seismizität bietet die Gelegenheit, den Erdbebenbeobachtungen Spannungsänderungen durch Fluidinjektionen als Auslöser zuzuordnen. Dabei ist von besonderem Interesse, in welchem räumlich/zeitlichen Bezug die Erdbeben zu den Fluidinjektionen auftreten und welche Herdeigenschaften die Erdbeben haben. Zu den Herdeigenschaften zählen die Herdflächenlösung, das seismische Moment als Maß der Störungsgröße, die im inversen Verhältnis zur Bruchdauer stehende spektrale Eckfrequenz, sowie der statische Spannungsabfall durch ein Erdbeben. Diese Arbeit untersucht Erdbeben im nordöstlichen Britisch Kolumbien, Kanada, die als Folge von Hydraulic Fracturing auftreten. Die physikalischen Untersuchungen zeigen einen starken räumlich/zeitlichen Bezug zwischen Fluidinjektion und Erdbeben und eine mit tektonischen Ereignissen vergleichbare Skalierung der Herdparameter.

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Metadaten
Author:Marco Pascal RothORCiDGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-84601
DOI:https://doi.org/10.13154/294-8460
Subtitle (German):a case study on the Kiskatinaw area in northeast British Columbia, Canada
Referee:Rebecca M. HarringtonORCiDGND, Yajing LiuORCiDGND, Michael AlberGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2022/01/17
Date of first Publication:2022/01/17
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Geowissenschaften
Date of final exam:2021/11/29
Creating Corporation:Fakultät für Geowissenschaften
Tag:Störung (Geologie)
GND-Keyword:Induzierte Seismizität; Seismologie; Erdbebenherd; Fracking; Spannung (Geologie)
Institutes/Facilities:Institut für Geologie, Mineralogie und Geophysik
Institut für Geologie, Mineralogie und Geophysik, Arbeitsgruppe Hydrogeomechanik
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Geowissenschaften, Geologie
faculties:Fakultät für Geowissenschaften
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht