俄克拉荷馬州的地震與廢水注入深度密切相關

俄克拉荷馬州的地震與廢水注入深度密切相關。

根據布里斯托爾大學的一項新研究，美國俄克拉何馬州的人為地震與石油和天然氣工業廢水的深度密切相關。

在過去的十年里，俄克拉何馬州一直是地震的熱點地區，破壞性地震的數量——包括在2016年發生的5.8級波尼地震——經常影響居民的生活，導致對油井運營商的訴訟。

人類製造或誘發的地震對關鍵的基礎設施造成了更大的風險，例如在庫欣的主要商業儲油設施，使它們成為國家安全威脅。

「地震活動」——地震的頻率——和深流體注入地下岩層之間的聯繫已經形成，但科學家、決策者和石油和天然氣行業都對地震活動的空前激增感到困惑。自2011年以來，俄克拉荷馬每年發生的地震數量增長了大約800倍。

自2011年以來，俄克拉荷馬州的油井運營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，遠低於淡水供應的水平。此外，鹽水被注入到地下深處，以使石油和天然氣得以恢復。

如今，布里斯托爾大學和南安普敦大學、代爾夫特理工大學和未來資源大學的一項重要研究成果在《科學》雜誌上發表，結果表明，俄克拉荷馬州的地震活動與流體注入深度密切相關。

該研究的主要作者、布里斯托爾大學地球科學學院的高級研究員西亞·漢克斯博士說:「我們的新模型框架為管理俄克拉荷馬州的誘發地震的大量減少提供了有針對性的證據基礎，在世界其他地方有廣泛的應用可能性。」這標誌著了解俄克拉何馬地區地震活動的進展。

該小組利用一種強大的計算機模型，結合美國地質調查局的注入井記錄和地震數據，研究了在六年期間內注入量、深度、位置和地質特徵之間的聯繫。

這項研究使用了創新的新軟體Uninet，該軟體是由Delft科技大學的Roger Cooke教授的研究小組開發的，它可以免費為來自LightTwist軟體的學術用戶提供。Uninet以前曾被用於發展航空業的因果風險模型。

研究小組發現，深度和體積的共同作用是至關重要的，而且注入體積的影響更大，更有可能引發地震——在地層深處，層狀沉積岩與結晶基底岩石相接。這是因為較深的井允許更容易地進入裂縫性基底岩石，這些岩石更容易發生地震。

湯姆Gernon博士,副教授在南安普頓大學地球科學和研究報告合著者說:「俄克拉荷馬的根本原因的誘發地震是一個開放的和複雜的問題,尤其是因為有超過10000注水井,與許多不同的運營商和操作特點,都在一個區域複雜的地質情況。

「多虧了一種能夠分析大型複雜數據集的創新模式，我們的研究首次確定了地震活動與流體注入深度之間的清晰聯繫。」

該研究還表明，在關鍵地區，如何將注入井深度提升到基底岩石之上，可以顯著降低地震釋放的年能量，從而降低更大、破壞性地震的相對可能性。目前的監管幹預措施包括要求運營商要麼減少在地下室的注入或提高油井，通常還需要一個未確定的數額。

布里斯托爾大學(University of Bristol)和阿斯皮諾爾(Aspinall & Associates)的教授威利·阿斯皮諾(Willy Aspinall)認為，該研究解決了越來越多的人需要更廣泛地理解操作、空間和地質參數是如何結合起來影響誘發地震風險的。

「我們的分析允許在合理的、定量的基礎上對地震效應進行評估。」

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