地震和開採石油真的有關？

　　能源圈2016-11-16 19:20:21


　　

　　工業廢水注入地下導致地震頻發

　　奧克拉荷馬州原本不算是地震帶，自從頁岩油、氣產業起飛，美國奧克拉荷馬州成了最大受益者之一，全州就業竟有高達四分之一都來自油氣產業。頁岩油氣產業開始發展的 2008 年以前，一年平均只有不到 2 次 3 級以上地震，自從頁岩油氣產業蓬勃發展以後，地震發生頻率顯著變高，2014 年 3 級以上地震發生 585 次，2015 年 3 級以上地震發生 890 次，成了全美國地質活動最活躍的州。

　　地質學家目前認為，地震頻繁可能與頁岩油氣產業棄置廢水的方式有關。頁岩油氣採掘的方式是「高水壓裂岩」，先以炸藥本地底將頁岩層炸裂，之後以高水壓將裂縫撐大，水中混合沙粒，把水抽走時，沙粒會撐住裂縫，而一片片頁岩中的油、氣就能透過裂縫流出。這個過程會耗用大量的水，但所使用的並非純水，而是混合許多特殊配方的混合液，以高壓注入地底頁岩層又抽回的同時，又會帶出許多地層深處的污染物，包括重金屬、放射性物質等，於是成為污染性的廢水。

　　平均每生產 1 桶原油，就會產生 9~10 桶廢水，過去在頁岩油氣產業發展的早期階段，這些廢水的棄置問題曾經造成許多環保抗爭，之後發展出目前主流的處理方式：讓來自地下的回歸地下，把這些挾帶地層深處污染物的廢水，直接注入地底深處的礫石層。隨著奧克拉荷馬州頁岩油氣產業發展，注入地底的廢水量激增，自 2009 年至 2014 年，注入量大增 81%，年注入廢水超過 10 億桶。許多地質學家認為，許多廢水井位於地底斷層附近，注入這麼大量的廢水，造成地底壓力結構改變，是地震頻仍的原因。

　　正當地質學家們一方面認為這可以證明了大量注入廢水的確與地震有關，一方面欣喜於技術上已經得到了改進地震受到控制時，2016 年 9 月，奧克拉荷馬州波尼鎮卻發生有史以來最大規模的 5.8 級地震，由於距離奧克拉荷馬州石油交易與輸送中心庫欣僅 25 英里，當時引起州政府嚴重關切，並立即關閉周遭 37 座廢水井。

　　既然地質學家已經確定地震頻發的原因是因為大量的注入工業廢水，造成地底壓力結構改變，並有效的控制了廢水，然而，2016 年 11 月，庫欣發生 5.0 級地震，雖然石油相關設施包括 6,000 萬桶石油儲槽並未受到太大損害，但是小震減少，大規模地震反而連續發生，而且還離庫欣越來越近，讓奧克拉荷馬州的地震問題這下成為全美的國安問題。

　　突然聯想到1920年英格爾伍德地震，1929年的威蒂克地震，1930年的聖莫尼卡地震和1933年的長灘地震，難道這些地區地震的原因也是也是因為工業廢水導致的？如果真的是因為大量注入工業廢水導致的，隨著注水採油法的普及和其他工業設備的優化，在1935年後就再也沒有誘發性地震的出現，奧克拉荷馬州地震也不應該愈加頻繁，那麼到底是什麼原因導致地震頻發呢？

　　

　　1923年拍攝於洛杉磯信號山（Signal Hill）的大片油田

　　11月1日，美國地震學會公布的一份新研究報告顯示，歷史調查已經證明，石油生產與洛杉磯盆地在20世紀初石油繁榮期間發生的一系列破壞性地震之間可能存在聯繫。

　　油氣開採「招地震」

　　該研究是首批尋求1935年前洛杉磯地區工業活動引發地震證據的研究之一。研究人員指出，因為當時石油和天然氣的開採方法與今天採用的方法有顯著不同，因此他們的研究結果「並不意味著當今石油開採活動和地震之間有任何關聯」。

　　其他研究也得出結論，1935年以後洛杉磯盆地地區並沒有明顯誘髮型地震的跡象。

　　「隨著注水採油法的普及和其他工業設備的優化，在1935年後就再也沒有誘發性地震的出現」，霍夫說：「因此，這可能只是20世紀初的現象。」

　　然而，一旦研究人員確認這類大型地震，如6.4級的長灘地震，是由人類活動造成的話，人們將重新定義地震學家如何計算盆地自然地震活動的頻率。

　　「如果將1920年，1929年，1930年和1933年的4次地震算作人為誘髮型地震的話，人們就不得不重新審視之前關於洛杉磯盆地自然地震頻率的理論和計算」,霍夫說：」因此，洛杉磯盆地的地質結構可能並沒有我們想象的那樣「招地震」。」

　　洛杉磯的石油繁榮始於1892年，人們在如今的道奇體育場附近首次勘探到石油。隨後，洛杉磯油田在1923年佔到了世界原油總產量的近20％。然而，儘管如此大規模的生產，盆地中誘髮型地震的發生在20世紀早期似乎並不常見。

　　霍夫最終找到了一份20世紀初加利福尼亞油田的運營報告，將地震列表與行業數據進行比對后，研究人員發現了地震和地震發生地附近大量石油開採生產活動之間的聯繫：鑽井的位置,無論它們是否接近已用的地震斷層，都似乎是引發地震的重要因素。

　　霍夫解釋，鑽井越深，就越接近地下岩石，那裡有大量儲存構造應力的活動斷層。

　　霍夫指出：「最近，美國和加拿大中部地區人為地震的增加更加使人們想知道，地震如何產生、何時何地產生，以及為什麼產生的『完整背景』。對於誘導型地震，過去十年的記錄只是極小的片段，因此我們將審視能夠找到的所有歷史數據。」

　　不論是因為大量注入工業廢水導致地震，還是因為石油開採鑽井的位置導致的，編者認為，大量的開採石油，勢必會導致岩層斷裂，從而導致發生一切的結構轉變，即便有一些有油田存在的地方從未發生過地震，未必再過十年或者幾十年不會發生類似的情況，做個假設，如果油田關閉，是不是會控制地震的發生，但是因為經濟發展這種假設是不會發生的，希望人類在開採石油的同時是否應該控制油井的數量呢？