四川内江2天连发3次地震,与水力压裂开采页岩气到底有没有关系?

扬菲看科技 2023-08-20 13:25:01

四川省内江市又地震了!8月19日15时31分,内江市市中区发生4.2级地震,震源深度8公里。别看4.2级地震不算大,也没造成什么破坏,但却是内江在两天时间内发生的第3次有感地震,震感相当明显。

如果再把时间线放长一些,本次地震是内江市在1个月内发生的第五次地震,以及4个月内发生的第六次地震,分别是4月27日威远县3.5级地震、7月23日威远县3.7级地震、8月1日威远县3.0级地震、8月18日资中县3.4级地震和市中区4.0级地震,以及这次的市中区4.2级地震。这些地震的震级均在3级以上,最大4.2级,说大不大,说小也不算小了,足以引起人们的关注。

为什么内江近来地震这么多?连续的小地震会引发5·12汶川那样的大地震吗?关于后一个问题,大家尽可放心:一般来说如果发生了大地震,后面都会跟随一连串的小地震,但如果先发生几次小地震,后面再发生大地震的概率可能反而会降低,原因是小地震提前把一部分能量给释放了。

但对于最近地震为什么这么多的问题,不少人都在第一时间想到了一件事:页岩气开采!理由是内江原本不太怎么地震,但自从开始大规模开采页岩气之后,地震就明显多了起来。在近4个月的6次地震中,有3次都发生在威远县,这里正是一个整装页岩气大气田的所在地。8月18日发生3.4级地震的资中县,也有页岩气田。

除了内江之外,人们经常讨论的还有邻近的自贡市荣县的经历。荣县境内也有大量天然气田,2019年2月24日和25日,荣县连续发生三起地震,震级分别为4.7级、4.3级、4.9级,造成2死12伤。这几次的震源深度均为5千米,属于非常浅层的地震。而当地页岩气井的深度最深为3.4公里,与震源深度有一定差距,但是也不太远。为了谨慎起见,荣县当时全面暂停了页岩气开采。

为什么人们会把地震还页岩气开采联系起来呢?原因就在于一种日益流行的开采方法:水力压裂。四川盆地是我国天然气资源十分丰富的地区,由于上古时期动植物繁盛,又在长期的地震运动中形成了盆地,使得天然气的形成和储存条件都非常好,成了我国天然气的大宝库,在各个市县有众多的天然气田。

在这些天然气资源中,页岩气占了很大比例。页岩气是一种非常规天然气资源,是从页岩层中开采出来的。它的形成过程比较独特,是地层中的有机质经过上亿年的沉积演化之后,产生的天然气以吸附或游离状态被封闭在页岩的孔隙里,形成了页岩气。

与常规气田相比,由于页岩气被封闭在岩石中,开采难度和成本都是比较大的,在过去并没有受到重视。但是随着人类对清洁能源的需求量越来越大,天然气价格不断提高,页岩气也越来越具有开采价值。而水力压裂法的出现,更是催生了页岩气革命,开启了大规模开采的时代。

水力压裂就是用高压泵组将高粘度的压裂液(或者清水)压入油气层中,产生高压。油气层中的岩石承受不住这种高压,于是就会形成裂缝。随着压裂液的不断注入,这些裂缝随之扩张。然后再使用含有支撑剂的携砂液填充这些裂缝,维持扩张状态。这些裂缝便成了油气流体的排出通道。

这样一来,原来封闭在岩层孔隙中的页岩气就会沿着裂缝流动、汇聚,最终从岩层中排出,形成工业气流。水力压裂法大大提高了油气田的产量,特别是降低了开采页岩气的成本,使大量原本没有开采价值的页岩气储量也变成了宝藏。

美国就对水力压裂技术特别重视,其国内的页岩气开采成本已经比常规天然气高不了多少了,由此赚到了大量收益,还让美国变成了天然气净出口国,甚至影响了世界石油天然气供应的格局。

但水力压裂法的缺点也是显而易见的,首当其冲的是水污染问题,即使采用清水作为压裂液,也需要加入大量化学物质,压裂液多次使用之后,最终会形成大量的废水。这些废水无处可去,经常被回注埋藏在地层深处,从而产生了水污染的隐患。而另一个重要问题就是水力压裂能诱发小幅地震。

地震是地壳内部的能量释放,一般是由于板块挤压产生应力而形成的。但水力压裂强行挤开了岩层,并且人为改变了岩层的压力,造成孔隙中的压强升高,还会影响到地层的应力,从而“激活”原本不易产生地震的断层,造成地震频发。另外,大量废水的回注也会改变岩层的结构和压力,成为激发地震的因素,就像水库蓄水也可能诱发地震一样。

以美国的俄克拉荷马州为例,这里是美国页岩气的主产地。1975年至2008年,俄克拉何马州每年最多发生3起3.0级以上的地震。但从2009年开始,3级以上地震次数突然暴增。2009年达到20次,2010年增加到35次,2011年更是达到了64次,到了2014年,已经达到了585次,比正常水平增长了200倍。2016年9月,该州中北部发生5.6级地震,为该州有记录以来的最强地震。

俄克拉荷马州地震频率增长的时间段,与页岩气开采活动的增加呈现出高度相关的关系,让人不得不怀疑水力压裂技术对地震频次的影响。不过,这些地震是不是水力压裂直接引起的,目前还有争议,不能排除是地质构造本身发生了变化。另外,水力压裂对岩层的影响范围有限,即使诱发了地震,也是比较小的地震。

那么与俄克拉荷马州的地震相比,四川内江近期的频繁地震,是否与当地大规模的页岩气水力压裂开采活动有直接关系,也是有很大争议的。这里面的大背景就是自2008年汶川5·12大地震之后,四川省的地震活动就进入了活跃期。

我们知道青藏高原和喜马拉雅山脉都是印度洋板块向亚欧板块挤压造成的。目前印度洋板块每年大约向北移动4.5厘米左右,给青藏高原和周边地区造成了持续的压力。四川盆地位于青藏高原边缘,也会因此受到影响。

汶川地震与巨大的龙门山断裂带有关,四川内江虽然没有大的断裂带,但也有一些能够引发中小级别地震的背斜、断层构造。这几个月连续多次的地震,是因为地质构造的变动所引发,还是被水力压裂活动诱发,是一个说不清楚的问题,目前还无法下定论。甚至还有一种说法是水力压裂通过小地震提前释放了地层中的能量,反而减小了发生大地震的可能性。

虽然地震是否由开采页岩气引发这件事还有争议,但在水力压裂过程中,应该密切关注和评价对周围地质结构的影响,分析利弊,保证安全,却已经成为共识。

0 阅读:2
扬菲看科技

扬菲看科技

感谢大家的关注