A hypothetical geomechanics model for the assessment of potential environmental impact of shale gas fracking – Part II: implication for induced seismicity

Baolin Wang

In the proceedings of: GeoMontréal 2013: 66th Canadian Geotechnical Conference; 11th joint with IAH-CNC

Session: Geohazards I

ABSTRACT: This paper presents a hypothesis that large scale hydraulic fracturing of gas shale for natural gas extraction causes disturbance to the shale. In turn, it causes stress re-distribution within the overall rock structure. Faults nearby may react to such change and be subject to additional strain. The response may extend to a depth several kilometres greater than that associated with isolated hydraulic fracturing pressures. A discontinuum model was used for this study. It was applied to the Utica shales in Quebec. Results from the model confirmed the hypothesis. However, the observed magnitude of fault deformation was found to be small. The estimated potential seismicity associated with such deformation is consistent with the observations reported by others, i.e. small magnitude events.

RÉSUMÉ: Cet article présente une hypothèse que la fracturation hydraulique à grande échelle des shales à gaz pour l'extraction du gaz naturel cause la réduction de la rigidité des shales. Ceci cause à son tour une redistribution des contraintes dans la structure rocheuse globale. Les failles à proximité peuvent réagir à ces changements et être sujettes à des déformations supplémentaires. Cette réponse peut s'étendre en profondeur à plusieurs kilomètres de plus que celle associée aux pressions de fracturation hydraulique isolées. Un modèle de discontinuum a été utilisé pour cette étude. Il a été appliqué aux shales d'Utica au Québec. Les résultats du modèle confirment l'hypothèse. Toutefois, la magnitude observée de la déformation est faible. La séismicité potentiellement associée à une telle déformation est en accord avec les observations rapportées par d'autres, c'est-à-dire des événements de faible magnitude.

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