研究人員繪製了易受人爲地震影響的地圖

研究人員繪製了易受人為地震影響的地圖

研究人員繪製了易受人為地震影響的地圖

俄克拉何馬州和堪薩斯州的地震一直在上升,原因是在法規開始限制注入之前,廢水(石油和天然氣開採的副產品)被注入。現在,斯坦福大學研究人員開發的一個新模型將地震物理學和地球對廢水注入的水文地質反應結合起來,預測到2020年俄克拉荷馬州和堪薩斯州的人為地震會減少。

該模型是基於公眾可獲得的有關向阿巴克爾組注入廢水的數據。阿巴克爾組是位於俄克拉荷馬州中北部和堪薩斯州南部的一個近7000英尺深的沉積地層。假設從石油和天然氣中注入的廢水以目前的速度繼續下去,研究人員繪製了該地區未來發生地震的可能性圖。這項研究發表在9月26日的《自然通訊》雜誌上。

石油和天然氣開採活動通常會產生大量的鹹水,他們將這些水注入地下深處,以保護地表附近用於飲用、牲畜和灌溉的蓄水層中的水。注入Arbuckle地層的流體增加了壓力,這種壓力在很大範圍內擴散。這種壓力是有問題的,因為它會影響附近的大斷層,這些斷層已經受到了構造過程的壓力。這些斷層能夠產生廣泛的感覺,並可能造成破壞性地震,如果達到由注入造成的壓力增加。

同樣的壓力在不同地區的增加會導致100倍的地震。地震不一定集中在壓力變化最大的地區。為了瞭解地震在局部範圍內會發生或不會發生在什麼地方,新的模型評估了該地區脆弱的、預先存在的斷層的壓力增加情況。讓人驚訝的是,當地對地震的易感性波動如此之大。俄克拉荷馬州的例子表明,管理與這些人為誘發地震相關的地震災害的關鍵是管理廢水的注入量和注入地點。

俄克拉荷馬州的誘發地震在2009年前後急劇增加,並在2015年達到頂峰,近1000次強烈的地震波及到了該州的北部和中部地區。俄克拉何馬州公共事業委員會,俄克拉何馬公司委員會,在2016年初要求減少40%的注水,此後地震的數量下降。新模型顯示,2018年、2019年和2020年,俄克拉荷馬州的政策將發揮作用,2018年、2019年和2020年,分別有32%、24%和19%的可能發生5.0級或以上的破壞性地震。如果目前俄克拉荷馬州中北部和堪薩斯州南部的注入活動繼續下去,到2020年將會發生一次破壞性的5.0級或更大的地震。

這項研究的預測地圖使俄克拉荷馬州和堪薩斯州的居民能夠看到潛在破壞性地震襲擊他們家附近的可能性。新模型還可用於評估未來旨在減輕地震危害的注入方案。該方法的優點不僅在於預測,還在於基於監管機構可能採取的新措施做出新預測的能力。事實證明,你可以在相當早的過程中進行這些分析。

研究人員希望這一模型也能應用於石油和天然氣業務擴張的其他領域。佐巴克說,像德克薩斯州西部的二疊紀盆地這樣的地方正在以驚人的速度發展,注水可能已經導致了該地區的地震。


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