俄克拉荷馬州的地震與廢水注入深度密切相關(guān)。
根據(jù)布里斯托爾大學(xué)的一項(xiàng)新研究，美國(guó)俄克拉何馬州的人為地震與石油和天然氣工業(yè)廢水的深度密切相關(guān)。
在過(guò)去的十年里，俄克拉何馬州一直是地震的熱點(diǎn)地區(qū)，破壞性地震的數(shù)量——包括在2016年發(fā)生的5.8級(jí)波尼地震——經(jīng)常影響居民的生活，導(dǎo)致對(duì)油井運(yùn)營(yíng)商的訴訟。
人類(lèi)制造或誘發(fā)的地震對(duì)關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施造成了更大的風(fēng)險(xiǎn)，例如在庫(kù)欣的主要商業(yè)儲(chǔ)油設(shè)施，使它們成為國(guó)家安全威脅。
“地震活動(dòng)”——地震的頻率——和深流體注入地下巖層之間的聯(lián)系已經(jīng)形成，但科學(xué)家、決策者和石油和天然氣行業(yè)都對(duì)地震活動(dòng)的空前激增感到困惑。自2011年以來(lái)，俄克拉荷馬每年發(fā)生的地震數(shù)量增長(zhǎng)了大約800倍。
自2011年以來(lái)，俄克拉荷馬州的油井運(yùn)營(yíng)商平均每年向地面注入23億桶液體。廢水通常在地下一至兩公里處的深度處理，遠(yuǎn)低于淡水供應(yīng)的水平。此外，鹽水被注入到地下深處，以使石油和天然氣得以恢復(fù)。
如今，布里斯托爾大學(xué)和南安普敦大學(xué)、代爾夫特理工大學(xué)和未來(lái)資源大學(xué)的一項(xiàng)重要研究成果在《科學(xué)》雜志上發(fā)表，結(jié)果表明，俄克拉荷馬州的地震活動(dòng)與流體注入深度密切相關(guān)。
該研究的主要作者、布里斯托爾大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院的高級(jí)研究員西亞·漢克斯博士說(shuō):“我們的新模型框架為管理俄克拉荷馬州的誘發(fā)地震的大量減少提供了有針對(duì)性的證據(jù)基礎(chǔ)，在世界其他地方有廣泛的應(yīng)用可能性?！边@標(biāo)志著了解俄克拉何馬地區(qū)地震活動(dòng)的進(jìn)展。
該小組利用一種強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)模型，結(jié)合美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的注入井記錄和地震數(shù)據(jù)，研究了在六年期間內(nèi)注入量、深度、位置和地質(zhì)特征之間的聯(lián)系。
這項(xiàng)研究使用了創(chuàng)新的新軟件Uninet，該軟件是由Delft科技大學(xué)的Roger Cooke教授的研究小組開(kāi)發(fā)的，它可以免費(fèi)為來(lái)自LightTwist軟件的學(xué)術(shù)用戶提供。Uninet以前曾被用于發(fā)展航空業(yè)的因果風(fēng)險(xiǎn)模型。
研究小組發(fā)現(xiàn)，深度和體積的共同作用是至關(guān)重要的，而且注入體積的影響更大，更有可能引發(fā)地震——在地層深處，層狀沉積巖與結(jié)晶基底巖石相接。這是因?yàn)檩^深的井允許更容易地進(jìn)入裂縫性基底巖石，這些巖石更容易發(fā)生地震。
湯姆Gernon博士,副教授在南安普頓大學(xué)地球科學(xué)和研究報(bào)告合著者說(shuō):“俄克拉荷馬的根本原因的誘發(fā)地震是一個(gè)開(kāi)放的和復(fù)雜的問(wèn)題,尤其是因?yàn)橛谐^(guò)10000注水井,與許多不同的運(yùn)營(yíng)商和操作特點(diǎn),都在一個(gè)區(qū)域復(fù)雜的地質(zhì)情況。
“多虧了一種能夠分析大型復(fù)雜數(shù)據(jù)集的創(chuàng)新模式，我們的研究首次確定了地震活動(dòng)與流體注入深度之間的清晰聯(lián)系?！?/p>
該研究還表明，在關(guān)鍵地區(qū)，如何將注入井深度提升到基底巖石之上，可以顯著降低地震釋放的年能量，從而降低更大、破壞性地震的相對(duì)可能性。目前的監(jiān)管干預(yù)措施包括要求運(yùn)營(yíng)商要么減少在地下室的注入或提高油井，通常還需要一個(gè)未確定的數(shù)額。
布里斯托爾大學(xué)(University of Bristol)和阿斯皮諾爾(Aspinall & Associates)的教授威利·阿斯皮諾(Willy Aspinall)認(rèn)為，該研究解決了越來(lái)越多的人需要更廣泛地理解操作、空間和地質(zhì)參數(shù)是如何結(jié)合起來(lái)影響誘發(fā)地震風(fēng)險(xiǎn)的。
“我們的分析允許在合理的、定量的基礎(chǔ)上對(duì)地震效應(yīng)進(jìn)行評(píng)估?！?/p>
