加拿大西部誘發(fā)地震的主因是水壓致裂而非廢水注入*

劉文浩　編譯

(中國(guó)科學(xué)院蘭州文獻(xiàn)情報(bào)中心， 蘭州730000)

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加拿大西部誘發(fā)地震的主因是水壓致裂而非廢水注入*

劉文浩※編譯

(中國(guó)科學(xué)院蘭州文獻(xiàn)情報(bào)中心， 蘭州730000)

在美國(guó)中部石油和天然氣生產(chǎn)過程中， 由于廢水的注入而引發(fā)了數(shù)以百計(jì)的小型地震， 因此， 有人將石油和天然氣生產(chǎn)誘發(fā)的地震歸因于廢水注入。 但是， 在加拿大西部開展的研究結(jié)果表明， 該地區(qū)地震是由生產(chǎn)過程中的水壓致裂所致。 2016年3月30日， 《地震研究通訊》(Seismological Research Letters)刊發(fā)的文章《水壓致裂與加拿大西部沉積盆地的地震活動(dòng)》(Hydraulic fracturing and seismicity in the Western Canada sedimentary basin)報(bào)道了加拿大西安大略大學(xué)的這項(xiàng)最新研究成果。

加拿大西部沉積盆地(Western Canada sedimentary basin, WCSB)含有世界上最大的石油和天然氣儲(chǔ)備， 并且被密集開采。 研究人員比較了1985～2015年分布在亞伯達(dá)省(Alberta)和不列顛哥倫比亞省( British Columbia)之間近45.4萬平方公里發(fā)生的3級(jí)或者更大震級(jí)的地震與12289口壓裂井和1236口廢水處置井之間的相關(guān)性。 基于統(tǒng)計(jì)分析， 綜合地震的時(shí)間和位置， 研究者確定了哪些地震可能與水壓致裂有關(guān)。 分析判定地震由壓裂引發(fā)的條件是： 如果地震發(fā)生位置離操作井非常近， 并且在壓裂完成后3個(gè)月內(nèi)， 如果有其他誘發(fā)因素， 如廢水處理， 則不進(jìn)行研究。 結(jié)果顯示， 39口水壓致裂井(約占全部水壓致裂井的0.3%)以及17口廢水處理井(占全部廢水處理井的1%)同3級(jí)及以上地震密切相關(guān)。 雖然其占比很小， 但是， 研究人員認(rèn)為， 每年成千上萬的水壓致裂井在WCSB盆地進(jìn)行作業(yè)， 極大地增加了地震的可能性。 即使目前附近沒有發(fā)生較大的地震， 但是， 面對(duì)脆弱的基礎(chǔ)設(shè)施， 研究人員仍然警告這可能僅僅是時(shí)間問題， 實(shí)際上已經(jīng)可以看到一些損壞的發(fā)生。

研究還證實(shí)， 在過去幾年里該地區(qū)幾乎所有的3級(jí)及更大的地震均由人為引起。 60%以上的地震與水壓致裂有關(guān)， 剩余的30%～35%則由廢水處理引發(fā)， 僅有5%～10%的地震是由天然構(gòu)造過程所致。 研究人員表示， 新的數(shù)據(jù)可以用來重新計(jì)算該地區(qū)的地震災(zāi)害， 這可能會(huì)引起包括水壩、 橋梁等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的建筑規(guī)范和安全評(píng)估的變化。 此外， 研究還發(fā)現(xiàn)， 水壓致裂液注入量與其誘發(fā)地震的震級(jí)之間沒有明顯的相關(guān)性， 這使得對(duì)壓裂引發(fā)地震的預(yù)測(cè)變得困難。 研究人員表示， 未來將進(jìn)一步完善計(jì)算過程， 確定易發(fā)地震的區(qū)域分布。

文獻(xiàn)來源： Gail M Atkinson, David W Eaton, Hadi Ghofrani， et al. Hydraulic fracturing and seismicity in the Western Canada sedimentary basin.Seismol. Res. Lett.,2016, 87(3)： 631-647. doi: 10.1785/0220150263

* 收稿日期：2016-04-22； 采用日期： 2016-05-02。

中圖分類號(hào)：P315；

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：D；

doi:10.3969/j.issn.0235-4975.2016.05.003

※通訊作者： 劉文浩， e-mail: liuwh@llas.ac.cn。