水力压裂后的水流向哪里与地震风险有关

水力压裂后的水流向哪里与地震风险有关

除了生产石油和天然气外，能源工业还生产大量的水，平均每桶石油生产10桶水。由奥斯丁德克萨斯大学领导的一项新研究发现，产出水储存在地下的地方会影响诱发地震的风险。除了支持水处理和诱发地震之间的联系，这项研究还描述了有助于降低地震风险的因素。

这项研究发表在《地震研究快报》杂志上。共同作者包括圣地亚哥州立大学助理教授Matthew Weingarten;凯尔·默里，俄克拉荷马州大学的兼职教授;还有经济地质局的研究员罗伯特·里德。研究人员发现，在地质构造内部储存产出水所造成的压力增加，增加了诱发地震的风险。在油井和区域范围内，随着注水量的增加，以及注水速度的增加，风险也会增加。研究人员特别关注了致密油地区附近的储水，包括巴肯、鹰福特和二叠纪页岩地区，以及俄克拉何马州的总体情况。俄克拉何马州集中地区的地震活动性很强。研究人员发现，与地下水储存有关的地震活动程度存在显著差异。

例如，研究发现，在俄克拉何马州，56%用于处理产出水的井可能与地震有关。其次是德克萨斯州南部的鹰福特页岩，那里20%的页岩可能与地震有关。该研究报告说，不同水平的诱发地震活动除了其他原因外，还与水的管理方式和地下储存地点有关。在俄克拉何马州，人们倾向于将水储存在深部地质构造中，而深部地质构造往往与断层有关，断层在受到压力时可能引发地震，这增加了诱发地震的风险。在其他地区，水储存在较浅的深度，这限制了潜在危险断层的暴露。在传统的能源生产中，水通常被注入生产石油和天然气的储层，从而稳定储层内部的压力。然而，水力压裂过程中产生的水(致密油地层中获取能量的方法)无法返回，因为岩石孔隙太小，水无法注入到岩石中。这些水通常注入附近的地质构造，这会增加周围岩石的压力。

这些发现与俄克拉何马公司委员会(OCC) 2015年发布的减轻地震活动性的指令相一致，该指令包括将深井的注入速率和区域注入量降低40%。这项研究证实，与2015年的峰值相比，这些变化导致2017年超过3.0级的地震数量减少了70%。默里说:“OCC所做的一切都得到了我们这篇文章的支持。”“他们做出的决定，他们发出的指令，都得到了我们发现的统计关联的支持。”俄克拉荷马州地震的减少表明地下管理措施可以影响地震风险。不过，斯坎伦说，这些变化可能会带来权衡取舍。例如，浅层处理可能有助于降低地震风险，但较浅的存储深度可能增加产出水污染上层含水层的风险。“没有免费的午餐，”斯坎伦说。“你不断地重复和做事情，但你必须不断地观察发生了什么。”