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“能源开采诱发地震危险”,是真的吗?

 2017年08月10日 10:31

“为什么老地震,是不是人类开采地下能源开采多了?”

 

【无所不能 文丨芸豆】昨晚临睡前,四川地震的消息一时之间刷了屏。

 

中国地震台网正式测定:08月08日21时19分在四川阿坝州九寨沟县发生7.0级地震,震源深度20千米。截至8月9日13时10分,经初步核查,九寨沟地震已致19人死亡,247人受伤(40人重伤,207人轻伤),目前,国务院抗震救灾指挥部启动国家Ⅱ级地震应急响应。

 

 图片来源:新华社

 

中国地震台网中心研究员孙士鋐称,此次地震的成因与汶川地震相同(但并没有联系,不是汶川地震余震),即印度板块向亚洲板块的俯冲,造成青藏高原的快速隆起,导致地震。

 

地震发生后,救援立即展开。

 

图片来源:视觉中国

 

部队子弟兵、消防官兵、医生急救队等人第一时间赶往灾区,在芸豆君关心的能源方面:

 

→中国石油  四川销售公司立即启动自然灾害应急预案,排查各加油站设施设备受损情况,并开辟多条路线连夜送油。

 

→中国石化  四川石油紧急调拨55.2万瓶饮用水支援灾区一线和途中加油站,同时在九环线上的平武县境内的南坝和白草两座加油站设置救援点,免费为救灾人员提供水和食物,所有加油站开通救灾绿色通道。

 

→中海油  华东销售四川公司启动应急响应预案,有关负责人已赶赴一线,确保在川加油站11座正常运营,并为救灾车辆开通加油绿色通道,保障油品供应。

 

→国网四川电力  启动应急响应,调集绵阳、德阳、成都的应急发电车赶往灾区,组织急抢险队伍对震区供电设备开展故障巡查,随时准备投入抢险救援。目前九寨沟县黄龙机场(国网供区)供电正常。九寨沟县城(地方电力供区)地震后发生过短时停电,现已恢复供电。

 

……

 

祈福九寨,我们同在。

 

 

“为什么老地震,是不是人类开采地下能源开采多了?”

 

每次发生地震,人为诱因引发地震,即“能源开采诱发地震危险”的说法甚嚣尘上。

 

↑雅安地震后,有博主分析与持续开采有关来源:微博截图

 

↑来源:微博截图

 

美国国家研究理事会(National Research Council)2012年6月曾发布一份报告指出,近几十年来,至少有13个美国的州和20个其他国家因地下能源开发而发生了地震。近年来全球范围内地下作业不断增加,涉及能源生产的所有环节,包括石油与天然气开采、地热能源项目以及碳捕获与封存,与此相关的地震数量正同步增加。

 

“能源开采诱发地震危险”的说法,是真的吗?

 

 

开采石油和天然气会引发地震吗?

 

2015年,美国最大能源生产州得克萨斯州接连发生有感地震,最频繁时27小时内有12次。根据中新网的报道,专家质疑在得州罕见的“丛集地震”(芸豆注:在较短时段内连续发生一组地震的现象)频发可能与石油和开燃气开采有关。

 

文章中说:

(开采页岩气所使用的水力压裂法)水力压裂和水平孔钻探通常需消耗几百万加仑水、化学物质和沙土的混合液体,用以压裂坚硬的页岩,释放天然气和石油。百万加仑的工业废液最终被注入到地面几千英尺以下的巨大废液井内。位于地壳断层的废液井降低了断层表面的摩擦力,无形中起到润滑作用,因而可能诱发地震。

 

石油开采真的会引发地震吗?

 

先说结论:理论上,水力压裂确实能够引起地震,并且大多数是由废水注入地层引起地震的,但不是所有的废水注入井都会引起地震。

 

让我们先认识一下地震。地震往往是由断层的活动引起的,断层是地下岩层即地球板块不完全对齐的地方,打个比方就是衬衫扣错了扣子。

 

石油和断层之间也有着一定的关系。断层有助于石油、天然气运移聚集,一个有很多断层的地方也很可能有很多石油。

 

所以,在人们开采石油、天然气的过程中,把废水(用传统方式或水力压裂的方法)注入到岩石当中,可能会提高地下的压力水平,从而激发地质断层活动,增加地震的可能性。

 

↑将液体注入地下的井口图片来源:JOSHUA DOUBEK Wikipedia CC BY SA 3.0

 

这种人类活动引起的地震被称为诱导地震。

 

但其实不必过于担心:事实上,大多数注入操作并不会诱发地震。

 

其实,并不仅仅是水力压裂油井,所有的油井都会产生废水。光注入这些废水并不能产生地震,注射速率、注射总体积是否能产生足够大的压力,以及注射路径的压力,都是产生地震的条件。

 

地震,其产生的根本原因还在于地球板块的运动。地震是个量变到质变的过程,只有能量聚积到一定程度才会发生地下岩层的断裂,产生地壳的震动。由于油气废水注入诱发的低级地震也并不能探究清楚人为因素与自然因素之间的绝对关系。对于大型的地震而言,人为原因只是诱导,但并不能对地震产生决定性的作用。

 

 

挖煤等矿产会引发地震吗?

 

还记得“震源深度0千米”的一些新闻吗?

 

2014年4月13日,陕西省榆林市府谷县(北纬39.2度,东经110.7度)发生2.8级地震,震源深0千米。

2015年11月12日 ,黑龙江鸡东县发生3.0级地震,震源深度0千米。

2016年4月19日01时10分北京房山发生2.7级地震,震源深度0千米。

 

上述三次地震都属于“矿震”:即采矿诱发地震。

 

矿震,亦称之为矿山地震,属矿山动力学灾害,采矿业称之为“冲击地压”,具有突发性、连锁反应的特点;冲击地压、突出、大面积顶板垮落等岩体失稳过程引起的矿区范围的震动破坏现象统称为矿震。矿震发生极易引起瓦斯大量涌出,发生爆炸等。

 

矿震和一般我们说的常说的地震其实不太相同。

 

矿震虽然属于地震的一种,但是由于采矿形成采空区造成的,比如陕西省的神木县,虽然并不在地震带上,但采空区塌陷而引发的地震频发,严重的地区地表随处可见裂缝,水井已枯竭,当地村民不得不移民搬出。我们常说的地震震源深度一般较深,几十公里的算浅源了,而矿震要浅得多,可能只有几百米。地震影响范围很广,矿震只是影响矿山生产范围。

 

虽然在矿震这个问题上,人为的原因更高,但并不等于“XX大地震是人们开采资源太多而引发的”。

 

 

水电站会引发地震吗?

 

会,但仅发生在水域线几千米范围内,震级不大。

 

08年的汶川大地震成为了一代人的痛苦记忆,在地震之后有人猜测是三峡水库引发了这次地震,对此有人建议暂停一些“具有诱发强震的风险”大型电站的立项与审批。

 

图片来源:视觉中国

  

人们对于水电站的担忧集中在以下两点:

 

1、引起山体滑坡。山体主要靠岩石之间裂隙的摩擦力来支撑保持稳定。山体下部埋在水中,摩擦力降低不足以支撑山体重量时会发生大规模的滑坡。

 

2、水库地震。水电站大幅度快速地蓄水放水,就像不断给地震断层进行“强力按摩”,会促使断裂加速活动,造成地震灾害。

 

因水库蓄水而诱发使坝区、水库库盆或近岸范围内发生的地震,叫做水库诱发地震。

 

水库诱发地震仅发生在距离水库水域线几千米的范围内,震源深度从百米至数百米,最深不超过5千米。这类地震仅仅在某些特定的水库库区或油田地区发生,且随着大坝坝高的增加,水库发生诱发地震的比例也会相应增加。

 

水库所诱发的地震,其震级都比较小。绝大多数水库诱发地震的震级小于里氏5级,属于弱震或微震,约占总数的80%以上;较强的水库诱发地震不到总数的20%,其中5.0-5.9级的中等强度地震10例, 6.0-6.5级强度地震仅4例,其中中国一次。

 

迄今为止,世界上还未发生因水库诱发地震而使大坝失事的实例。虽然修建水电站有可能会引发地震,但是所占比例很小,诱发地震的范围和深度都比较有限。修建水库引发汶川地震?传播者可能需要交智商税了。

 

附:地震来了怎么办

(图片来源:人民日报微博)

 

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