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頁巖氣開采會誘發地震?

來源:中國化工報 日期:2019-03-05 瀏覽量:

榮縣連續地震引發社會廣泛關注——

2月24日5時38分、2月25日8時40分、2月25日13時15分,四川省自貢市榮縣分別發生里氏4.7級、4.3級、4.9級地震。截至2月28日17時,3次地震共造成2人死亡,13人受傷。當地有不少群眾質疑——近期頻繁發生的地震是否與頁巖氣開采有關?2月25日晚,榮縣政府發布消息:因地震安全原因和安全生產需要,當地頁巖氣開發企業已暫停開采作業。

那么,頁巖氣開采真的會誘發地震嗎?中國化工報記者進行了采訪。

關聯尚不能明確

榮縣地震發生后,四川省地震局組織專家答記者問時表示,目前尚不能確定此次地震的發生與工業開采有關。此次連續發生的地震震源深度都在5千米左右,人類工業開采活動達不到這一深度。從目前掌握的情況看,此次仍然屬于天然構造地震范疇,相關問題還需進一步研究論證。

“以頁巖氣開采的壓力計算,需要極大規模才能引起很小的地震,但這種微地震是人類難以感覺出來的,它非常輕微,很局部、很淺層。從某種意義上來說,微地震是有一定好處的,它幫助整個大地釋放能量。”原國土資源部礦產資源儲量評審中心主任張大偉向記者表示,“一般頁巖氣開采深度在3~4千米,而地震震源在10千米左右。而且,四川的地震在頁巖氣開采以前就有,這是地質構造問題。”

早在2018年10月底,就有網友針對此問題在網上提問,當時自貢市防震減災局回復稱——“因地震發生在地下幾千米至十幾千米范圍,加之地球的不可入性,故目前世界各國都還不能清楚掌握地震發生時地下的地球物理變化過程。你提到的榮縣近期小地震活動是否與頁巖氣開發有關的問題,還需進一步開展深入的科學研究”。

中國地震臺網中心研究員孫士鋐告訴記者,從宏觀方面看,印度板塊會推擠歐亞板塊,四川盆地受到推擠影響后,地下的構造應力就會加強。至于哪些地區加強,與地質構造有關。有斷層的地方容易積累應力,此外還要考慮作用力的方向、斷層的走向等復雜因素。“頁巖氣開采是否會改變地區構造應力分布狀態?是否會降底斷層抗壓強度?這些現在都還是推測,難以說清。”孫士鋐說。

國際上早有爭論

記者注意到,頁巖氣開采是否可能誘發地震的問題,在國際上已有爭論。

大慶油田勘探開發研究院研究員崔永強告訴記者,國外早就開展了對頁巖氣誘發地震的研究。如2016年11月17日,一篇發表在《Science》上題為《加拿大西部水力壓裂引起的斷層活化》的文章提出,水力壓裂作業引起的地應力變化可使天然斷層的偏移距超過1千米。

崔永強表示,自頁巖氣開發力度加強以來,美國中部及東部地區的地震發生率大幅提高。2010~2012年,美國中東部地區發生了近300起震級高于3級的地震;1967~2000年,當地年均地震次數僅21次。俄亥俄州的楊斯頓2010年12月以前從未發生過地震,但最近3年來,該地區發生109次地震。2001年以來,美國中西部阿拉巴馬州到北方落基山脈地區地震頻發。僅2009年,該地區就發生50次3級及以上地震;2010年,3級及以上地震達87次;2011年則達到134次,為上世紀同期的6倍。

記者還發現,我國其他省份也曾進行相關的調研工作。

2017年2月7日,重慶市涪陵焦石壩地區發生地震,由于當地是頁巖氣開采先導區,居民出現恐慌心理。隨后,重慶市地震局對該地區的地震活動性進行了流動臺網加密觀測,并開展地震活動性特征研究。重慶市地震局工程師唐茂云參與了該次調研,并撰文《重慶涪陵焦石壩頁巖氣開采誘發地震加密觀測》。文章稱,“目前的研究表明,頁巖氣開采過程中注水壓裂和廢水處理都可能誘發地震”。

唐茂云告訴記者:“從國際上的研究來看,理論上頁巖氣開采是可能誘發地震的,美國、加拿大、英國已有相關報道。有研究稱,頁巖氣開采誘發地震存在很多方面的因素,與注水壓力大小、注水體積、地下地質結構是否穩定都有關系。”

急需加強科學研究

崔永強表示,榮縣地震后,四川省地震局專家表示尚不能確定此次地震發生與工業開采有關,但也未確定與頁巖氣開采無關。“無論如何,我國對頁巖氣開采與地震關系的研究重視不夠,急需加強相關科學研究。”崔永強說。

“在地質復雜的地區,盆地沉積層內部高角度斷裂林立,它們處在應力平衡狀態。大規模水力壓裂液注入天然斷裂之后,可能會打破斷裂原有的應力平衡。”崔永強說。作為石油天然氣勘探方面的專家,他曾多次提請有關方面加強研究,慎重對待地質復雜地區的頁巖氣開采。

“鑒于頁巖氣開采帶來的不確定性,部分國家和地區已限制開采頁巖氣。”崔永強向記者介紹,目前已立法禁止頁巖氣開采的國家有保加利亞、法國、德國、西班牙;禁止開采的地區有加拿大的新不倫瑞克省,澳大利亞維多利亞州,美國佛蒙特州、紐約州、馬里蘭州。此外,美國目前已有3個州用法律形式永久禁止水力壓裂法。其中,水力壓裂法的發源地——美國德克薩斯州丹頓市于2014年11月通過了水力壓裂法禁令。

“中國地質調查局數據顯示,60%以上的頁巖氣儲量集中在長江沿線11省區,這關系到長江經濟帶乃至整個國家的可持續發展。所以,務必請國家有關部門加強調查研究,搞清楚頁巖氣開采與地震的關系。”崔永強如是說。

來源:中國化工報  2019年03月04日 作者:陳丹江

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