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研究将地震与美国中部和东部的水力压裂联系起来

发布时间:2019-05-14 16:24:56 来源:

根据SSA 2019年会上的研究人员的说法,俄亥俄州,宾夕法尼亚州,西弗吉尼亚州,俄克拉荷马州和德克萨斯州的小地震可以与这些地区的水力压裂井相连。

虽然与美国中部石油和天然气田废水处理造成的地震相比相对较少,俄亥俄州迈阿密大学的迈克尔布鲁津斯基及其同事已经在这些州发现了600多次小地震(介于2.0级和3.8级之间)。

Brudzinski说,与废水处理相关的地震活动相比,这些地震可能会被“低估”,因为它们似乎不那么频繁发生。他和他的同事正在研究与水力压裂或压裂引起的地震活动可能性相关的趋势,这可以帮助工业和州监管机构更好地管理钻井实践。

非常规的美国石油生产,使用各种钻井技术从页岩和致密岩石中提取石油,与近十年来美国中部大陆人为地震的增加有关。研究俄克拉荷马州地区增加的研究人员认为,这种地震活动增加的主要原因是通过提取回到岩层中产生的废水注入,这增加了岩石内的孔隙压力,并且可以影响选择用于处置的层中的断层的应力。

水力压裂使用加压液体在岩层内破裂或产生裂缝,石油和天然气可以通过该裂缝流动并且更容易提取。

在俄亥俄州的东半部和阿巴拉契亚盆地的其他部分,过去二十年来天然气产量急剧增加,水力压裂井比废水处理井更为普遍,部分原因是含有石油的地质层天然气不像俄克拉荷马州那样潮湿,减少了废水处理的需要。

俄亥俄州东部的众多水力压裂井促使布鲁津斯基及其同事仔细研究该地区的小地震是否与压裂作业有关。“这些井在活动时间距更大,并且没有那么多的废水处理,”Brudzinski解释说,“所以当废水处理产生地震活动和水力压裂时,你可以更直接地看到这一点。正在阿巴拉契亚盆地产生地震活动。“

科学家使用了一种称为多站模板匹配的技术,该技术扫描数百个地震信号,找到与已知地震“指纹”相匹配的地震信号。该技术使他们能够发现可能被忽视的小地震,并将一个地区更完整的地震目录与区域压裂井作业的时间和位置信息进行比较。

地震学家认为地震是由水力压裂井造成的,当时它们在时间和空间上与压裂作业紧密相连。Brudzinski说,与水力压裂有关的地震活动也往往与废水处理引起的地震活动有所不同。

“当你在某种时间线上观察它时,[水力压裂]地震信号显示出这些地震活动的爆发,在几天或几周内发生了数百次甚至数千次的事件,然后它再次变得安静。你不会看到这种模式与废水处理,“他解释说。

Brudzinski和他的同事们正在使用他们来自俄克拉荷马州的数据集来研究各种变量如何影响压裂诱发地震的可能性,从注入液体的体积和粘度到压裂目标的岩层深度。

布鲁津斯基说:“最让我们感到震惊的是,井的深度与地震活动的可能性相比,与我们的预期相关。”

他说,不仅井越深,越接近地下室岩石和可能滑落的成熟断层的可能性越大,尽管这可能仍然在这些地震中发挥作用。相反,超压似乎与压裂引起的地震活动具有更强的相关性。当许多覆盖的岩层深埋在盆地中的岩石内存在高流体压力时,会发生超压。“这是我们看到的最强劲趋势之一,”布鲁津斯基说。

研究人员与加拿大和中国的同事讨论了他们的一些研究结果,他们正在密切研究压裂作业引起的地震活动。“我们正在进行这种国际比较,以便更好地处理不仅仅与特定地点相关的显着特征和趋势,”Brudzinski说。

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