任丘油田的开发与诱发地震

深井注水或抽水诱发地震,世界上已有先例。我国任丘高产油田,自1976年开发以来,随着注水量剧增,小震活动逐渐向油田集中与增强,如从1975～77年间,共发生4次 M_L>1的地震,而1978与1979年的地震次数较前分别增加4.3倍与9.5倍,地震波能量释放较前分别增加34.6倍与901倍。诱发地震的骤然爆发引起了国家有关部门的关注。国家地震局地球物理研究所积极协助油田部门于1980年开始组建我国第一个深井地震传输台网和培训观测人员,年底前两个台已开始试验记录。深井液面前兆监视网也相应在建设     

罗城地区的地质构造与注水采盐诱发地震

四川省犍为县罗城地区(北纬29°17''-29°27'',东经103°55''-104°10'')位于威西盐矿厚度带上,历史上没有地震记载。四川省五通桥盐厂分别于1967年和1976年在罗城地区上了第一、二期基本建设工程,运用钻井注水采盐工艺对威西盐矿的岩盐进行开发利用。     

罗城地区的地质构造与注水采盐诱发地震

1.前言四川省犍为县罗城地区(北纬29°17′—29°27′,东经103°55′—104°10′)位于威西盐矿厚度带上,历史上没有地震记载。四川省五通桥盐厂分别于1967年和1976年在罗城地区上了第一、二期基本建设工程,运用钻井注水采盐工艺对威西盐矿的岩盐进行开发利用。1972年10月又在罗城地区修建了一座面积为2.7km~2,蓄水2000万m~3的新店水库。从1970年起,罗     

注水诱发地震

由于人们对工业活动会引发破坏性地震的关注,那些发生在特殊地点的地震已成为北美和欧洲科学界讨论的一个热点问题。水库蓄水、露天和地下采矿活动、地下水流体和天然气的抽取以及向地下岩层注入流体等都可能诱发地震活动,这一点早为人们所了解。注水诱发地震,尤其是在将水压致裂法应用到致密页岩层来提高之前贫油岩层的石油和天然气产量之后,越来越变成一个讨论的焦点。用水压致裂法提高致密页岩层油气产量这一过程,以及与提高产量和生产活动有关的废水处理等都有可能会诱发地震。本文回顾分析了最近发生的一些可能与工业活动有关的地震活动,重点分析了深井注废水处理引发的地震活动,科学评估注水诱发地震,并讨论了评估灾害危险性所面临的关键科学挑战。     

任丘油田地震工作十周年回顾

自1979年10月开展任丘油田地震研究工作以来,已取得了很多成果。经过10年的努力,科研人员在油田已建起深井地震观测系统,并开展了各种研究工作,例如:诱发地震的研究及预报、油田开发与地震活动的关系之研究、注水诱发地震的研究、震源机制及应力场的研究、工程地震研究、震源物理研究、油田注水与地下水位的关系之研究以及地震地质背景的研究等。本文综合介绍了以上研究工作。     

注水诱发地震的研究进展

研究注水诱发地震的特征、发生机理和最大可能震级等对开展诱发地震的预防、危险性评价、减灾策略制定等方面的工作具有重要意义。文章系统地梳理了国内外关于注水诱发地震研究的主要认识和分歧。结果表明：(1)诱发地震的最大可能震级由断层大小和应力状态等地质条件决定,受注水压力和累积注水量等参数的影响;(2)识别诱发地震的可靠方法取决于地震和注水之间的时空相关性,统计模型的参数以及断层活化分析等一系列证据链条;(3)当断层与流体储层之间存在水力连接时,孔隙压力扰动是诱发地震的主要发生机制,反之岩石基质体积变形引起的孔隙弹性应力变化主导了诱发地震的过程。此外,注水诱发的稳定滑动传播到断层的孕震部分、流体的化学作用和小地震级联触发效应也可能在注水诱发地震中发挥重要的作用。研究结果将为注水诱发地震机理研究和减轻破坏性诱发地震灾害提供一定的科学参考。     

任丘油田地下液体流动情况与地震活动的关系

任丘油田1975年9月开采,1976年底开始深井注水,1977年油田内部地震频度增加,1978年出现小震群,1979年发生两次M_33.0级以上的地震,到1981年9月,共记录到地震52个。本文通过保角映射的方法,利用油田注采资料,计算雾迷山组油藏的地下液体流速,从而反演该区地下液体流动情况,反映注水采油与地震的关系。     

深地下工程高压注水诱发地震研究进展

大量研究表明,石油、天然气等能源开采过程中的高压注水活动可以诱发有感、甚至破环性地震.本文首先调研了注水诱发地震研究的历史,并回顾了注水诱发地震研究中常用方法,进而对国内外三个典型注水诱发地震案例进行具体介绍.最后对注水诱发地震研究进行展望,认为丰富的观测资料,包括密集流动台阵的注水地震活动观测、注水活动规律、区域地质构造背景等,是注水诱发地震研究的基础;地震学、大地测量学、地质学以及地下水等学科联合研究是注水诱发地震研究的发展趋势.高压注水诱发地震的研究目的为,通过诱发地震的检测与研究,试图探索适当的注水速率过程,从而在不显著影响生产效率的同时,降低引发破坏性的地震灾害.     

任邱油田注水地震的初步研究

任邱地区历史上地震少而弱。1976年12月油田开始注水,注水前无微震记录,注水后三个月即有地震发生,随注水量增加,地震活动增强,地震活动特点是:注水量二阶差分Δ~2y_i(正值)较高后一至三个月有地震发生;Δ~2y_i大小与地震强度相关;震中分布受注水井位置控制;地震序例b位为0.65;单台初动符号及振幅比比较一致。初步研究认为:本区岩石为多孔隙岩石,断裂较多,注水使孔隙压力增大,降低了断层面上的摩擦阻力,积累的应力便以地震形式释放。     

重庆荣昌地区注水诱发地震加密观测

荣昌地区地震活动性原本很弱,历史上无5级以上地震的记载.但自20世纪80年代末期开始,随着工业部门将采集天然气过程产生的污水通过废井回灌,该区地震活动明显增强,震级逐渐增大,并于1997年发生了5.2级地震,从而为研究注水诱发地震提供了理想的场所.由于该地区仅有一个地震台,监测能力和定位精度很低,难以满足研究工作的需求...     

中国注水诱发地震的又一个实例

前言 1962—1969年美国丹佛附近军工厂深井注水、1970年日本松代的注水实验和1972年美国兰吉利油田油井注水诱发地震是广为人知的。1976年任丘油田、1985年胜利油田油井注水也诱发了地震。人们从中得出的结论是,注水与地震有着显而易见的因果关系。据调查,荣昌县安富镇华江机械厂周围发生的一系列小地震也与附近油井注水密切相关。现将情况简要介绍如下。     

四川长宁盐矿井注水诱发地震研究

根据现场调查资料、矿区地质构造资料和数字地震记录,研究了四川长宁盐矿井注水诱发的地震活动.研究发现,2006年4月前矿井注水与出水量相当,地震活动平稳;之后注水量远超过出水量,在注水量和出水量相差较大时,浅层中小地震频次急剧增加.长时间的大量注水可能渗入先存的长宁背斜内的小断裂及微裂缝带,加速附近区域微构造地层的破裂,引发了小震群活动.利用数字地震波形资料计算的Q值显示该地区地下介质较不均匀;小震精定位结果显示震源深度较浅,主要分布在2～3km;震源机制解表明,浅层地震呈正倾滑特征.这些都表现出矿井注水诱发地震活动的某些特征.     

注水诱发地震的成因及影响因素探讨

根据胜利油田东营凹陷深井注水所监测到的破裂信号特征分析,结合位于同一凹陷内的角7井注水诱发地震特征,对注水诱发地震的成因进行了探讨.注水过程中地层有无先存破裂面对所诱发的地震产生较大影响,认为诱发地震的震级与注采比和注水井的构造位置密切相关.     

四川自贡—隆昌地区注水诱发地震研究

基于2007年1月—2010年8月四川自贡地方数字测震台网和流动台站记录的地震观测资料,并结合注水井(家33井)的加压注水数据,研究了自贡—隆昌地区三个丛集区域(A、B、C)地震活动与家33井注水压力及注水量的相关性,同时从注水区域及邻区局部应力状态呈现的差异研究其发震机理.结果表明:家33井加压注水对其所在的B区地震活动具有明显的调控作用,负压注水阶段,注水量对地震活动的影响不大,地震活动处于较弱状态;加压注水阶段,在压力持续升高的背景下,地震活动明显增强,其频次、强度与注水量呈现较好的相关性.研究区三次4级地震震源较浅、且均为逆冲型,震源机制节面与其震中附近断层走向一致.基于大量小震震源机制解,统计获得B区震源机制节面走向和P轴方位较A区相对离散;与川东南地区已有应力场结果相比,反演获得的B区主压应力方位较A区扰动偏大,可见在统一应力场的作用下,A、B区域小震震源机制解节面走向、P轴方位及反演得到的局部区域应力场呈现出的差异,与家33井加压注水有一定的关系.     

大同盆地地质构造与地震活动

1976年内蒙和林格尔地震后,华北地区出现了新的地震活动高潮.以大同盆地为中心的晋、冀、蒙三省(区)交界地带一直被列为全国重点地震监视区之一,认为存在着强震的背景.地处盆地之中的重要工业城市大同市,被国家建委列为重点抗震加固城市.因此,对大同盆地进行地震地质研究,探索地震活动的规律,从错综复杂的因素中,认识引起地震的主要地震地质特征,从而预测地震的危险程度和可能发生强震的部位,对于保卫四化建设和人民生命财产的安全有着重要的现实意义.     

德国大陆超深钻井注水诱发地震的精确定位

2000年8月21日～10月20日,德国大陆超深钻井(KTB)进行了为期60天的新一轮注水诱发地震实验．在对KTB台网所记录到的2 700多次地震的原始波形进行分析和处理的基础上,对其中的237次地震进行了精确定位．定位时,先采用和达法剔除了误识的非KTB诱发地震事件;然后,使用大折刀法求得了台站偏差的最佳值,以及中误差和平均误差;最后应用Geiger法进行修定,从而保证了237个事件定位的中误差达到0.1 km的高精度．定位结果显示,在大于9.3 km(几乎是主井底的深度)没有发生诱发地震．这一现象表明,在这个深度,应力可能低于摩擦强度,以至于由注水引起的孔隙压力的变化不足以诱发地震;在这样的深度不存在可渗透的、取向恰当的断层．这个深度也可能是这一区域内的地震活动性的最大深度,即在这一相对稳定地区的板块内部,主井底已接近脆-延性转换带．并用实验室的结果和超深钻井中所观测到的热流值资料解释了这一现象．     

重庆荣昌地区注水诱发地震的时空分布特征

基于区域固定地震台站和6套流动加密台站的观测资料,对重庆荣昌地区2008年10月—2011年7月期间的地震活动性进行了分析。在双差定位的基础上,采用匹配定位方法(ML)对微小地震进行检测与定位;采用CAP(Cut and Paste)方法,反演获得了M_L≥3.5地震的震源机制解。在此基础上,分析地震活动的时空分布特征、震源特征及其与地质构造的关系,并讨论了2010年9月10日M_L5.1地震前后的小震活动特征。通过匹配定位方法共检测到3 354次微地震事件,约为中国地震台网中心地震目录的5倍,震级集中于M_L-1.0~1.0之间,震源深度大部分处于2~4km范围内;震级-频次统计分析表明,地震目录更加完整,震级下限从M_L1.0降低到M_L0.3。地震活动主要集中在几条隐伏断层附近,并具有从注水井向外扩展的特征;9次M_L≥3.5地震震源机制解均为逆断层型,与该区区域应力场协调,并与已有断层性质一致,表明地震活动与注水活动导致已有断层的再活动有关。而发震断层方向、倾角及滑动角散布范围较大表明流体孔隙压力增加对局部应力场有较大影响,使不同产状的断层活化。M_L5.1地震发生之前,地震活动首先表现为时间上丛集,空间上分布于大部分发震断层段上,随后出现了约3月的平静期,这与基于实验结果提出的"蠕滑-均匀化"机制一致,可能是断层亚失稳的一种表现形式,但这种解释需要进一步的工作论证。     

注水诱发地震的震源应力场和尾波衰减特征

利用区域性台网记录测定了任邱油田注水诱发地震的震源应力场和尾波衰减特征,结果表明地壳上层有很大水平应力,断层面解受注水井附近局部原生断层影响与华北现代应力场的优势破裂方向和错动方式有差别。地震应力降分布范围为0.2—3.0巴。平均尾波Q_0值为75,属于地壳上部沉积岩层的正常情况,发现在时间上表现出与注水量增减有关的波动。在空间上表现出震群密集区Q_0值较外围区偏低的特点     

任丘油田小震群与周围中强震的关系

任丘油田位于河北省任丘县、华北平原冀中坳陷的次级构造单元一饶阳凹陷内。由于其特殊的应力条件和地质条件,使其成为地质和力学结构上的簿弱点。油田的开发和高压注水,使其有效应力值进一步降低,发生了诱发性小震群活动,最大震级M_s=3.3。在华北地区发生中强地震前,该区小震群活动有明显增强现象,这种特点与华北地区5～7级大震前出现小震群活动的特点相一致。该区是华北块体大范围的统一应力场作用下,反应地壳应力变化的敏感点,可以作为监测华北地区震情变化的一个“窗口”。