開採油氣的廢水，會破壞斷層、導致地震？

在陸上油氣開採產生的廢水泵回地下的速度下降多年後，有震感的地震仍有可能繼續發生。

俄克拉荷馬 概念圖

近日，《自然—通訊》發表的一項模型研究表明，在美國俄克拉何馬州和堪薩斯州的油田廢水注入速度下降後，高震級地震發生頻率的降速可能低於整體地震率。

在美國中部大部分地區，地震已經成為一種常見現象，那裡3級或3級以上地震的平均發生率從2008年以前的每年約19次增加到2008年以後的每年400多次。在許多情況下，油田廢水被泵入深層地質構造中，導致流體壓力從注入井中遷移，這一過程破壞了斷層的穩定性，並導致地震，例如發生在俄亥俄州波尼的5.8級破壞性地震。

油田產生的廢水一般通過鹽水處置井泵入深層地層。這個過程會導致基底岩石承壓不斷上升，直至達到一定閾值後通過地震活動釋放壓力。自20世紀60年代以來，科學家就知道，向地下深處泵入液體會增加流體壓力，從而引發地震。

堪薩斯 概念圖

油田廢水中溶解固體的濃度也可能增加流體壓力而引起地震。在俄克拉何馬州和堪薩斯州等地，這會導致所謂的注入誘導型地震—— 一般發生在地下4千米至8千米。

弗吉尼亞理工學院暨州立大學的Ryan Pollyea及同事利用數值模型表明，油田廢水密度可能大於基底岩石中的流體，因此它們滲入岩石的深度超出此前預期。

模型預測顯示，這會顯著推遲壓力恢復過程，可能導致在廢水注入速度下降很長時間後，基底岩石中的流體壓力仍會上升。研究人員認為減少或停止廢水注入不一定會減少或停止地震活動，而且在廢水注入速度減緩10年後，地震活動仍可能繼續。

俄克拉荷馬城 概念圖

「我們的研究表明，在未來數年內，俄克拉何馬州和堪薩斯州南部因注入誘發的地震發生率可能仍高於歷史水平，而且高震級地震的發生率下降速度低於研究區域的總體地震發生率。」Pollyea說。

研究人員表示，上述發現可能對油氣開採活動活躍地區的未來規劃和地震災害評估具有一定意義。（唐一塵）

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