加拿大發(fā)現(xiàn)水力壓裂法與地震間的聯(lián)系及人為地震成因

    據(jù)加拿大卡爾加里先驅(qū)報(bào)報(bào)道，阿爾伯塔省地質(zhì)調(diào)查局和阿爾伯塔大學(xué)開展的研究已弄清水力壓裂法是如何在阿爾伯塔北部引發(fā)地震的，但要利用這些知識(shí)預(yù)測地震的發(fā)生還有很長的路要走。相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學(xué)》（Science）雜志上。

    阿省地質(zhì)調(diào)查局的團(tuán)隊(duì)研究了自2013年以來在該省Duvernay地區(qū)開發(fā)石油和天然氣引發(fā)的數(shù)百次地震。最大的一次發(fā)生在2016年1月，地震強(qiáng)度在4.2到4.8級(jí)之間。之前的研究已經(jīng)將地震原因歸結(jié)為水力壓裂法，即將高壓流體泵到地下產(chǎn)生細(xì)小的巖石裂縫以釋放天然氣或石油，但研究人員感到困惑的是，在地震發(fā)生前，這一地區(qū)已經(jīng)被壓裂了三年，而且其中一些地方根本就沒有震動(dòng)。

通過使用一組復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)工具分析來自約300口井的數(shù)據(jù)，研究人員得出結(jié)論，當(dāng)某些特定的操作程序與恰好的地質(zhì)條件相吻合時(shí)會(huì)引發(fā)地震。人類引起地震發(fā)生之前，至少有四個(gè)因素必須存在。一是地下的巖石需要有一個(gè)斷層線；二是斷層必須導(dǎo)向一個(gè)可以滑動(dòng)的方向；三是必須有一條途徑可以讓水力壓裂的液體對(duì)斷層施加壓力；四是水力壓裂液體的體積足夠大。在一個(gè)易受影響地區(qū)如果有太多的壓裂液體就會(huì)引發(fā)地震。

    研究人員在地震數(shù)量和注入體積之間建立了一個(gè)線性關(guān)系，注入的液體量越多，得到的地震越多，越有可能得到一個(gè)大地震。研究人員意識(shí)到，并不是Duvernay所有區(qū)域都有恰好的地質(zhì)條件，直到運(yùn)營商開始在一個(gè)具備條件的地區(qū)開始鉆探，才引發(fā)地震。這項(xiàng)分析并不能讓地質(zhì)學(xué)家預(yù)測什么時(shí)候壓裂流體會(huì)導(dǎo)致其它區(qū)域的地震，但這項(xiàng)研究確實(shí)有助于在那些已知因素存在的地區(qū)開展工作，它為水力壓裂法如何使地面移動(dòng)的困惑提供了一個(gè)重要解釋。阿省的能源監(jiān)管機(jī)構(gòu)已經(jīng)改變了Duvernay地區(qū)運(yùn)營商的操作規(guī)則，以減輕進(jìn)一步地震的風(fēng)險(xiǎn)。