科學家揭示石油開採與地震之間的聯繫
倫敦大學學院研究人員的一項新研究表明,2018 年和2019 年薩裡郡發生的100 多次小地震可能是由附近油井的石油開採引發的。這些地震發生在2018 年4 月至2019 年初的新迪蓋特及其周邊地區,震級在1.34 至3.18 級之間,與牆壁和天花板的裂縫以及人們房屋的其他損壞有關,據報道房屋和床鋪都在搖晃。
地質學家對這些地震是否可能是由距離約5 公里至10 公里的霍利Horse Hill 油井的開採引發存在分歧。
先前,一些研究人員認為地震模式與石油開採不符,開採量增加的時期並不會直接導致地震活動的增加。
這項新研究於今日(1 月10 日)發表在《地質學雜誌》上,進行了超過一百萬次模擬,根據石油開採的時間和數量估計地震的頻率,發現模型預測與實際結果大致相符,顯示石油開採與地震之間存在關聯。
主要作者馬修·福克斯博士(倫敦大學學院地球科學系)表示:「我們的研究表明地震與馬山石油開採之間存在聯繫,但我們不能排除這種聯繫是巧合。需要做更多的工作來了解這是否是因果關係。
在具有里程碑意義的法律案件中,規劃許可被撤銷後,馬山的石油開採於10 月停止。最高法院法官裁定,在薩裡郡議會批准該計畫之前,應該考慮該計畫對氣候的全部影響。
然而,另一個項目已獲得議會批准,將在西薩塞克斯郡巴爾科姆進行勘探性石油鑽探。此舉將受到居民團體的法律挑戰,預計上訴法院將於本月審理此案。
石油開採會改變其開採岩石內的流體壓力。這種壓力變化可以擴散到地下數十公里的距離,可能到達斷層——兩塊岩石相遇的裂縫。這種壓力變化傳播的速度取決於岩石的滲透性,即流體通過岩石的難易度。由於斷層通常承受著巨大的壓力,即使是輕微的壓力變化也會引發岩石的快速移動,從而引發地震。
在這項新研究中,研究人員使用數學模型根據已開採的石油量預測可能發生的地震次數,並考慮到石油開採的兩種不同岩石類型。
由於許多關鍵資訊尚不清楚——例如,從開採石油到發生地震的時間差是多少——該團隊使用了貝葉斯機器學習工具,可以隨機改變時間差等未知參數。
在已故格拉斯哥大學地質學家Rob Westerway 博士的研究基礎上,研究人員能夠解釋石油開採在兩種不同岩石類型之間切換的情況,其中一種是波特蘭岩,其滲透性是另一種是金默里奇岩的一百萬倍,這意味著開採和潛在誘發地震之間的延遲時間將是幾天而不是幾週。
儘管地震發生在石油開採開始之前,但研究人員表示,這些地震可能是由準備工作引發的——例如,檢查井內的壓力——這可能導致類似的壓力變化從地下傳播到斷層線。
研究人員表示,情況之所以複雜,是因為地震儀(檢測地面振動的儀器)是在第一次發生較大地震後才在該地區安裝的。在安裝這些儀器之前可能發生的任何較小地震都沒有記錄下來。這凸顯了在擬定地點開始石油開採之前進行詳細地震監測的必要性。
合著者菲利普·梅雷迪斯教授(倫敦大學學院地球科學系)表示:「我們的研究強調了在任何工作開始之前監測可能發生石油開採的地區的地震活動的重要性。薩裡幾十年來沒有發生過重大地震活動,所以這些地震是異常事件。
編譯自/ scitechdaily