压裂可以诱发几级地震-ReFINE_图文
压裂可以诱发几级地震？
水力压裂，简称压裂，是指在高压下通过注入压裂液将岩石压开并产生裂缝的过程。在英国兰开夏郡近期开展的页岩气勘探中，水力压裂因为诱发了轻微的地震，而引起了公众的关注。为此，杜伦能源研究中心和基尔大学从全球范围内对关于诱发地震（人工地震）已经发表的数据进行了搜集和分析。研究表明，与采矿、油气田开采和储层注水所诱发的地震相比，压裂诱发地震的级别要小很多。
什么是诱发地震？
当地质断层突然活动时容易发生地震，通常用‘seismicity’一词来指某一地区的地震活动。地震能够反映该地区地壳的结构和当地的应力条件。诱发地震是指人类活动导致某一个休眠断层重新活动，从而引起的地震，诱发因素可能是物质的迁移（如采矿过程），也可能是能够润滑断层带的流体的注入。由水力压裂诱发的地震属于第二种情况。通过向页岩中注入流体而产生的裂缝，能够使裂缝网络和断层带连通起来。因此，注入的流体或者流体压力脉冲可能会到达断层带，并使之产生滑动。到目前为止，人们对与压裂相关的诱发断层的形成机制、震级和频率尚不清楚。压裂诱发断层和其他类型的诱发断层还未被放在全球视野下进行对比研究。
该研究基于由Richard J. Davies、 Gillian Foulger、 Annette Bindley 和 Peter Styles在2013年4月发表在杂志Marine and Petroleum Geology上的一篇文章：Induced seismicity and hydraulic fracturing for the recovery of hydrocarbons。此文章可以通过以下链接免费下载：uk
图1：简化三维地质模
型模拟页岩气开采诱发
车用尿素有什么用途地震。一口井钻入埋藏
较深、富含气的页岩中
。通过高压将流体注入
目标岩石中，促使岩石
破裂并放出气体。当水
力压裂使液体进入断层
带时，通常会导致诱发
地震的发生。
什么是震级？
震级是指地震的大小，可以通过多种方法来测量。通常情况下，人们采用里氏震级标准来衡量震级，但它仅适用于近震和地方震。为了测量地震释放的能量，地震学家应用基础物理理论来计算地震矩。在此基础上提出了矩震级规模，目前和里氏震级标
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准都在广泛应用。三级以下的地震人类很少能够感知。三级地震释放的能量比四级地震释放的能量少30 倍，而比五级地震释放的能量要少900 倍。
诱发地震：全球综述
图2总结了本次研究搜集到的已发表数据， 概括了由不同活动而导致的诱发地震的震级和频率。通过调查自1929年以来发表的200多个诱发地震的案例，我们做出了第一份关于诱发地震的全球性综述，并将与裂缝有关的地震活动放在了更广泛的背景下进行分析。研究表明，除了在三个地区由页岩气的水力压裂而引起过诱发地震外，人类多种其他活动也可引起诱发地震，包括拦河筑坝蓄水（水库；39次）、油气田开发（油气枯竭；42次）、采矿（77次）和地热资源开发（21次）。
哪种人类行为能够引起最大的诱发地震？
有记录的发生过的最大震级的诱发地震如下：水库（ 7.9 级）、油气田开发（ 7.3 级）、采矿（ 5.6 级）、地下废料处理（5.3级）、油田注水（5.1 级）、地热资源开发（4.6级）、页岩气水力压裂（3.8级）和地震研究钻井（3.1
级）。虽然水力压裂通过压力使岩石破碎的过程能够引起诱发地震， 但研究数据表明此类诱发地震的震级相对都比较小（图3）。
如何处理人际关系
图2：已发表的198 个震级大于1 级的诱发地震案例的诱发因素，震级和频率等信息。当同一地区连续发生多次诱发地震时，仅考虑最大震级的那次地震。记录中最大震级的两次诱发地震分别是7.9 级（中国，水库）和7.3 级（阿塞拜疆，油气田）。
页岩气水力压裂能够诱发多大震级的地震？
与水力压裂有关的诱发地震案例只出现在三个页岩气田中，它们分别位于英国、美国和加拿大。如图3 所示，在这些页岩气田中水力压裂导致的大于1震级的诱发地震发生了79次。
最大的震级为  3.8次，发生在加拿大英属哥伦
比亚省的Horn River Basin。此次地震可感知，
但并未造成严重破坏。该地震和另外其他三个
地震（2个发生在英国，一个发生在美国）是
一边一边造句二年级
仅有的已发表的介绍压裂诱发地震的案例。自行车品牌土拨鼠
小结
本次研究为近期热议的‘页岩气水力压裂引起诱
发地震的风险’话题提供了重要的信息。我们提
出了四个主要机制可以在水力压裂过程中使断
层重新活动，对应的液体或液压运移通道为：
1) 直接通过钻井；
2) 通过新诱发的裂缝；
3) 通过之前存在的裂缝；
4) 通过沿界面或者渗透性强的岩石的运移。
通过与由其他诱发因素如采矿、水库等所引起
的诱发地震相比，目前水力压裂机制诱发的地
震是相对无害的。这可能是由于较少的水被用
于水力压裂中，大概相当于2-11个奥林匹克游
泳池的水量，且注水时间相对较短。水力压裂
通过引起断层重新活动而诱发地震的现象可能
会再次发生，并且大于目前已有记录的震级。
但对页岩地质更全面的认识能够帮助我们降低
这种风险。根据目前已有的数据，虽然不能根
除，但压裂导致有感地震（大于3级）的可能
性非常小。
图3：压裂诱发地震震级大于1级的案例。在三个回忆童年
地区（Eola field，俄克拉菏马州，美国；Preese
Hall, 兰开夏郡，英国；Horn River Basin，英属哥伦
比亚省，加拿大），有记录的震级大于1级的诱发
地震共发生了79次。压裂诱发地震最大的震级为
3.8级（Horn River, 加拿大）。

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