地震和开采石油真的有关？

爱相随

　　工业废水注入地下导致地震频发

　　奥克拉荷马州原本不算是地震带，自从页岩油、气产业起飞，美国奥克拉荷马州成了最大受益者之一，全州就业竟有高达四分之一都来自油气产业。页岩油气产业开始发展的 2008 年以前，一年平均只有不到 2 次 3 级以上地震，自从页岩油气产业蓬勃发展以后，地震发生频率显著变高，2014 年 3 级以上地震发生 585 次，2015 年 3 级以上地震发生 890 次，成了全美国地质活动最活跃的州。

　　地质学家目前认为，地震频繁可能与页岩油气产业弃置废水的方式有关。页岩油气采掘的方式是“高水压裂岩”，先以炸药本地底将页岩层炸裂，之后以高水压将裂缝撑大，水中混合沙粒，把水抽走时，沙粒会撑住裂缝，而一片片页岩中的油、气就能透过裂缝流出。这个过程会耗用大量的水，但所使用的并非纯水，而是混合许多特殊配方的混合液，以高压注入地底页岩层又抽回的同时，又会带出许多地层深处的污染物，包括重金属、放射性物质等，于是成为污染性的废水。

　　平均每生产 1 桶原油，就会产生 9~10 桶废水，过去在页岩油气产业发展的早期阶段，这些废水的弃置问题曾经造成许多环保抗争，之后发展出目前主流的处理方式：让来自地下的回归地下，把这些挟带地层深处污染物的废水，直接注入地底深处的砾石层。随着奥克拉荷马州页岩油气产业发展，注入地底的废水量激增，自 2009 年至 2014 年，注入量大增 81%，年注入废水超过 10 亿桶。许多地质学家认为，许多废水井位于地底断层附近，注入这么大量的废水，造成地底压力结构改变，是地震频仍的原因。

　　正当地质学家们一方面认为这可以证明了大量注入废水的确与地震有关，一方面欣喜于技术上已经得到了改进地震受到控制时，2016 年 9 月，奥克拉荷马州波尼镇却发生有史以来最大规模的 5.8 级地震，由于距离奥克拉荷马州石油交易与输送中心库欣仅 25 英里，当时引起州政府严重关切，并立即关闭周遭 37 座废水井。

　　既然地质学家已经确定地震频发的原因是因为大量的注入工业废水，造成地底压力结构改变，并有效的控制了废水，然而，2016 年 11 月，库欣发生 5.0 级地震，虽然石油相关设施包括 6,000 万桶石油储槽并未受到太大损害，但是小震减少，大规模地震反而连续发生，而且还离库欣越来越近，让奥克拉荷马州的地震问题这下成为全美的国安问题。

　　突然联想到1920年英格尔伍德地震，1929年的威蒂克地震，1930年的圣莫尼卡地震和1933年的长滩地震，难道这些地区地震的原因也是也是因为工业废水导致的？如果真的是因为大量注入工业废水导致的，随着注水采油法的普及和其他工业设备的优化，在1935年后就再也没有诱发性地震的出现，奥克拉荷马州地震也不应该愈加频繁，那么到底是什么原因导致地震频发呢？

　　

　　1923年拍摄于洛杉矶信号山（Signal Hill）的大片油田

　　11月1日，美国地震学会公布的一份新研究报告显示，历史调查已经证明，石油生产与洛杉矶盆地在20世纪初石油繁荣期间发生的一系列破坏性地震之间可能存在联系。

　　油气开采“招地震”

　　该研究是首批寻求1935年前洛杉矶地区工业活动引发地震证据的研究之一。研究人员指出，因为当时石油和天然气的开采方法与今天采用的方法有显著不同，因此他们的研究结果“并不意味着当今石油开采活动和地震之间有任何关联”。

　　其他研究也得出结论，1935年以后洛杉矶盆地地区并没有明显诱发型地震的迹象。

　　“随着注水采油法的普及和其他工业设备的优化，在1935年后就再也没有诱发性地震的出现”，霍夫说：“因此，这可能只是20世纪初的现象。”

　　然而，一旦研究人员确认这类大型地震，如6.4级的长滩地震，是由人类活动造成的话，人们将重新定义地震学家如何计算盆地自然地震活动的频率。

　　“如果将1920年，1929年，1930年和1933年的4次地震算作人为诱发型地震的话，人们就不得不重新审视之前关于洛杉矶盆地自然地震频率的理论和计算”,霍夫说：”因此，洛杉矶盆地的地质结构可能并没有我们想象的那样“招地震”。”

　　洛杉矶的石油繁荣始于1892年，人们在如今的道奇体育场附近首次勘探到石油。随后，洛杉矶油田在1923年占到了世界原油总产量的近20％。然而，尽管如此大规模的生产，盆地中诱发型地震的发生在20世纪早期似乎并不常见。

　　霍夫最终找到了一份20世纪初加利福尼亚油田的运营报告，将地震列表与行业数据进行比对后，研究人员发现了地震和地震发生地附近大量石油开采生产活动之间的联系：钻井的位置,无论它们是否接近已用的地震断层，都似乎是引发地震的重要因素。

　　霍夫解释，钻井越深，就越接近地下岩石，那里有大量储存构造应力的活动断层。

　　霍夫指出：“最近，美国和加拿大中部地区人为地震的增加更加使人们想知道，地震如何产生、何时何地产生，以及为什么产生的‘完整背景’。对于诱导型地震，过去十年的记录只是极小的片段，因此我们将审视能够找到的所有历史数据。”

　　不论是因为大量注入工业废水导致地震，还是因为石油开采钻井的位置导致的，编者认为，大量的开采石油，势必会导致岩层断裂，从而导致发生一切的结构转变，即便有一些有油田存在的地方从未发生过地震，未必再过十年或者几十年不会发生类似的情况，做个假设，如果油田关闭，是不是会控制地震的发生，但是因为经济发展这种假设是不会发生的，希望人类在开采石油的同时是否应该控制油井的数量呢？