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Seismicity and fault aseismic deformation caused by fluid injection in decametric in-situ experiments - 02/09/18

Doi : 10.1016/j.crte.2018.08.002 
Louis De Barros a, , Yves Guglielmi b, Diane Rivet a, Frédéric Cappa a, c, Laure Duboeuf a, d
a Université Côte d’Azur, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, IRD, Géoazur, Sophia Antipolis, 06560 Valbonne, France 
b Earth and Environmental Science Area, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA, USA 
c Institut universitaire de France, 75231 Paris cedex 05, France 
d Norsar, Gunnar Randers vei 15, PO Box 52, N2027 Kjeller, Norway 

Corresponding author. Norsar, Gunnar Randers vei 15, PO Box 52, N2027 Kjeller, Norway.Norsar, Gunnar Randers vei 15PO Box 52KjellerN2027Norway
Sous presse. Épreuves corrigées par l'auteur. Disponible en ligne depuis le Sunday 02 September 2018
Cet article a été publié dans un numéro de la revue, cliquez ici pour y accéder

Abstract

Seismicity induced by fluid perturbations became an important societal concern since felt earthquakes (Mw up to 6) occurred after anthropogenic activities. In order to mitigate the risks associated with undesired seismicity, as well as to be able to use the micro-seismicity as a probe for in-depth investigation of fluid-driven processes, it is of crucial importance to understand the links between seismicity, fluid pressure and flow. We have developed a series of in-situ, decameter-scale experiments of fault zone reactivation by controlled fluid injection, in order to improve the near-source geophysical and hydromechanical observations. The deployed geophysical monitoring close to the injection allows one to cover the full frequency range of the fault responses from the static deformation to the very high-frequency seismic emissions (up to 4kHz). Here, we focus on the microseismicity (Mw–4 to –3) recorded during two fluid injection experiments in low-permeable shale and highly-fractured limestone formations. In both experiments, the spatio-temporal distribution of the seismic events, the energy balance, and the seismic velocity changes of the fractured medium show that most of the deformation does not actually emit seismic signals. The induced deformation is mainly aseismic. Based on these high-resolution multiparametric observations in the near-field, we therefore proposed a new model for injection-induced seismicity: the seismicity is not directly induced by the increasing fluid pressure, but it is rather triggered by the stress perturbations transferred from the aseismic motion caused by the injection.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Fluid-induced seismicity, In-situ decametric experiments, Aseismic deformation, Stress transfer


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