根据美国地质调查局的信息显示,在当地时间9月3日早上7点左右,奥克拉荷马州北部波尼西北方15公里处发生了地震,地震规模达到了5.6级,震源深度近4.1英里,这是奥克拉荷马州历史上最强的地震之一。除了奥克拉荷马州,本次地震还波到堪萨斯州、密苏里州、阿肯色州、德克萨斯州、爱荷华州和内布拉斯加州。
据报道,当地居民感到了强烈的震感,波尼居民说一些窗户出现了破碎,一些房子的外部受到了损害。但是庆幸的是目前为止还没有此次地震造成人员伤亡和大面积破坏的报道。
在不少媒体报道中,都或多或少地表示此次地震同奥克拉荷马州的石油开采过程中的水力压裂施工有关。那么水力压裂究竟要不要为这次地震背锅呢?
地震相关数据
有关水力压裂引发地震的探讨一直都没有停息过,首先必须承认的一点是,进行石油天然气的开采,对原始地层进行改造是无法避免的一个过程。而在对地层进行水力压裂的过程中,废水注入过程可能改变断层线附近的压力,造成断层滑动。
从数据上来说,跟据美国地理调查机构发布的调查,进行大规模油气开发以来,在美国奥克拉荷马州过去的几年间发生了比以往更多的地震。
奥克拉荷马州地处美国中部,远离已知的重要断层线,但2014年该州发生了585场3.0级或以上的地震,这超过处于地震多发带的加利福尼亚的180次的3倍,这个数字还在持续上升——2015年,奥克拉荷马州共经历907次3级或以上地震。
不仅奥克拉荷马州,在田纳西州、堪萨斯州和科罗拉多州等数个州都出现了类似的情况。下图中蓝色点表示1960-2012年以来发生的地震,绿色表示2013年的,红色是2014年的,很明显油气大规模开发的近几年地震次数上升得很快。
在美国地质调查局发布的2016年自然和人造地震风险带预测地图中(颜色越深表示地震风险越大),可以发现奥克拉荷马州的颜色深且集中。
拉蒙特-多尔蒂地球观测站的研究表明,远距离发生大地震会引发水力压裂的地区产生震感。
2012年2月28日,也就是智利大地震发生后的一天,奥克拉荷马州布拉格市发生了5.7级地震。而布拉格市恰恰广泛分布着大量的废水井,随后的2年里,该地附近持续出现异常的地震活动。2011年的日本地震和2012年的苏门答腊地震同样引发了德克萨斯州西部和科罗拉多州南部废水井周围的中规模地震。
“20年前,我们就知道远距离大规模地震可以引发高流体压力地带的震感。”拉蒙特-多尔蒂地球观测站观察员杰弗里·艾博斯称,“可以看出,地震高发地带就是裂隙压力增加的区域。”
这也就是说:地震频发地点正是注水井废水排放大量增加的地区。
所以,地震同油气开采的水力压裂过程是相关的。
废水注入是罪魁祸首
那么相关是否就意味着水力压裂要为地震负全责呢?我们必须要明确指明的一点是:水力压裂和能源钻探过程会引发小规模的震颤,但是真正引发地震的是压裂后的废水深井注入。
在水力压裂之后,抽取出的受污染的上百万加仑液体需要处理,对这些废水的处理一般有两种方法——一是循环利用,二是运到其他地方打入地下深井封存。而后一种废水注入地下的处理过程一直以来都被视为地震诱因。
压裂过程本身会释放地层压力,但是废水注入过程会加大地层压力,废水注入地层裂缝之后,对断层会产生压力,一旦断层承受不住压力产生断层滑动,就有可能导致地震。除此之外,不加节制地把废水注入地下,还可能会引起地下水污染等等可能的问题。
美国《科学》杂志早在2013年就刊登过两篇相关文章——哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的《美国中部与西部地区水力注入引发地震》以及美国地质调查局的地质学家威廉·埃尔斯沃思发表的《水力压裂导致地震》,两篇文章都深入探讨过这个问题。
在《水力压裂导致地震》中,作者还提出一个监控办法:设置一个安全监控地震活动的阈值,通过一个“信号灯”系统对地震活动进行监测,如果地震活动超过预设阈值,就减少废水注入;如果地震频率持续上升,就考虑暂停开采。
技术本身无罪
所以严格来说水力压裂和地震的关系应该是:水力压裂后的废水注入过程可能诱发地震。但是废水注入过程只是水力压裂过程的一部分,不能否认的是开发石油天然气是社会必需,石油天然气的开发也促进了工业发展和社会进步,真正出问题的地方不是水力压裂技术,而是工业开发之后,石油天然气公司为了追求利益对废水的随意处理。
技术本身没有好坏之分,对技术的滥用才是造成自然破坏和人为地质灾害的元凶,就像星新一的著名科幻小说《喂,出来》里面所揭示的那样:地球上突然出现了一个奇怪的洞,人们发现这个洞似乎没有底,就把所有处理不了的垃圾废料倾倒进洞中,它容纳了人类制造的一切垃圾,使人类的生产和生活没有了后顾之忧,于是城市的天空越来越美好,人们开始心安理得地享受着无底洞带来的福利。然而,好景不长,文章的最后,先前抛进的小石头又从洞的上空掉了下来,这也意味着,原来扔下的所有东西也将重新倾泻回地球。
不去处理好工业过程中产生的废弃物,而是一股脑地把垃圾废物塞给大自然想一了百了,最后也只能是自食其果。地震监控固然可以治标,但是研究行之有效的废水再利用的技术,才是治本之法。
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- Linda
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石油圈认证作者
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