去年12月和今年1月袭击中国南部四川省的两次中等规模地震,可能是附近的水力压裂作业造成!其研究成果于2019年4月3日发表在《地震研究快报》(Seismological Research Letters)上。2018年12月的5.7级地震和2019年1月的5.3级地震对四川盆地南部农舍和其他建筑造成了广泛的破坏。去年12月的地震破坏力尤其大,造成17人受伤,直接经济损失约5000万元人民币(约合750万美元)。自2010年以来,川南长宁页岩气区块一直是压裂作业的现场,自2014年以来,大量水平压裂注入井变得更为普遍。
博科园:与此同时,长宁区块的地震频率急剧上升。在美国,石油和天然气开采的废水处理被认为是诱发地震的主要原因,尤其是在俄克拉荷马州。然而,越来越多的证据表明,水力压裂法可能在俄亥俄州、俄克拉荷马州和加拿大西部的一些地区引发了中等规模地震。日本地质调查局(Geological Survey of Japan)的雷兴林(音译)及其同事表示,废水处理和水力压裂都在川南盆地引发了地震。在SRL新研究中,研究人员提出了“完整的证据链”,表明12月和1月的地震是由水力压裂作业引起。
页岩气水力压裂示意图,显示主要可能的环境影响。图片:Mikenorton/Wikipedia
研究人员确定了地震的位置,发现它们相对较浅(在地表以下2到10公里之间),这与预期的诱发地震是一致。四川去年12月和今年1月的地震,在时间和空间上都与附近压裂井垫层的注入相吻合。为了更好地理解注入活动和地震活动性演化之间的关系,还没有准确的井底注入量。研究人员对地震活动的建模表明,地震活动大部分来自初始主震,很少有余震活动,这也与诱发地震的模式一致。最后,他们的计算表明,水力压裂注入所产生岩石孔隙上的超压足以激活该地区先前存在的断层。
研究人员指出,这些断层大多未被绘制成地图,在正常构造活动下,它们不处于有利的滑动方向。对于大多数井台来说,在水力压裂结束或停止后,相关的地震活动会很快消失。研究人员指出,分析确实提高了从以前的地震活动中看到断层重新活动迹象的可能性。只要注入仍在继续,重复的中强度地震就有可能发生,因为中强度地震释放的应变非常有限。研究人员并提议中国的国家规定应该更新,要求如果发现一些重新激活的迹象,开发商必须采取行动。
研究人员表示,需要更多关于四川盆地破裂井台周围地区断层及其应力模式的信息,以指导钻井避免中度地震活动。在有限的几个地点观测到中等强度地震,如果这些地点能被筛选出来,中度地震的风险将大大降低。该研究的研究人员希望(如果确实是,也相信研究人员的研究成果,我们“博科园”也希望)中国的研究人员、监管机构和油气运营商开发商等共同努力,更好地理解是什么原因导致了川南盆地的注水诱发地震,从而使水力压裂作业有效和安全。
博科园-科学科普|研究/来自: 美国地震学会
参考期刊文献:《地震研究快报 》
DOI: 10.1785/0220190029
博科园-传递宇宙科学之美