流体注入诱发地震活动

正2009年以来,美国中部地区持续增强的地震活动被认为是由流体注入诱发的结果[1]。尽管已经建立了有关流体注入导致断层滑移的基本机制[1-5],但美国中部M≥5破坏性地震的出现和地震活动的急剧增强引起了人们对这一问题的高度重视。此类地震活动的增强仅限于有限的几个地区,越来越多的证据表明,这些地区的地震活动与周边地区的工业生产直接相关。该期地震研究快报(Seismology Research Letters,SRL)重点选取了7篇科技文章,内容涵盖基础地震、地     

水库地震——人类工程活动诱发的灾害

本文综合叙述了水库地震诱发灾害的一般特征和水库地震预测的研究现状,并应用几种不同的预测方法对长江三峡水库诱发地震的可能性及可能发震水平进行了预测.     

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。     

施工前模拟可减少压裂诱发地震

正2015年11月26日,《加拿大岩土工程学报》(Canadian Geotechnical Journal)发表文章《针对流体注入诱发地震活动及激活断层的离散单元模型》(Discrete element modeling of fluid injection-induced seismicity and activation of nearby fault),称德国地球科学研究中心的研究人员首次开发出了一款最新     

美专家分析油气田注水开发中的诱发地震及其应对策略

<正>2015年,在美国州际油气契约委员会(Interstate Oil and Gas Compact Commission,IOGCC)和地下水保护委员会(Ground Water Protection Council,GWPC)的共同行动计划StatesFirst的倡议下,业内专家成立流体注入诱发地震工作组(Induced Seismicity by Injection Work Group,ISWG),分析     

全球干热岩资源开发诱发地震活动和灾害风险管控

干热岩地热资源作为一种绿色可再生的新型能源,其开发利用已成为当前世界各国尤其是发达国家能源战略的重要组成部分.但由于干热岩位于地壳浅部3~10 km,在采用增强型地热系统(EGS)等通用开发方式过程中,伴随着地壳应力状态的扰动,部分开采项目发生较大震级的诱发地震事件,甚至造成明显灾害、引起社会问题,亟待实现科学利用和风险管控.鉴于此问题在平衡能源开发战略和社会安全领域的重要性和关键性,本文梳理了全球干热岩开采诱发地震的总体情况、典型案例,整理了在成因和机理研究、地震灾害风险管控和缓解等方面的研究进展.综合分析结果表明,已有EGS项目案例中诱发地震震级超过3.0的达到31.2%、主要与断层活化有关,最大的诱发地震可发生在注水压裂、关井后、循环生产等各阶段.干热岩开采诱发地震有多种成因,已有案例多为多种成因共同作用,其中的关井后的尾随效应是目前重大难点.目前世界各国已开展了广泛的诱发地震机理研究并探索多种减灾措施,认为累积注水体积、注水速率与最大诱发震级之间不存在普适性的定标关系,前瞻性预测需要采用"一井一策"的方式.在缓解诱发地震灾害风险上,普遍采用科学的流体注入策略、对注采策略进行验证校准、持续开展地震活动监测等系列措施.此外,对储层的临界应力状态和应力时空演化的量化描述、地热储层内的先存断层与裂缝的探测识别、可有效管控地震发生的流体注入策略等,是当前干热岩资源开发减轻地震风险的主要技术难点,而利用地热储层实时感知信息技术、采用新的注入热交换载体、发展前瞻性的地震预测方法是该领域目前重点关注的技术方向.根据我国的干热岩资源开发和减轻地震灾害风险的实际情况,亟待建立开采场地安全性和灾害风险评价、多学科的地震监测网络和分析技术、地震灾害风险管控红绿灯系统等技术体系,并加强关井后的尾随现象、多场耦合等科学问题的基础研究.     

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。     

地壳流体对地震活动的影响与控制作用

地壳中普遍存在着流体,不仅在地壳动力过程中发挥重要作用,而且也极有可能在地震孕育与发生过程中起着不为人知的重要作用。这样的认识,越来越得到地质学家与地球物理学者们的认可。本文概括介绍了地壳流体对地震活动的空间分布、震源深度与强震活动周期的影响与控制作用,并提出了地壳硬夹层孕震与流体促震的假设。最后还介绍了通过流体控制地震活动并实现减轻地震灾害的思想。     

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.     

废水注入与诱发地震的地理空间关系

正2011年之前,美国俄克拉荷马州每年平均发生1次3级以上地震,但是到2015年,这种地震超过了900次,使得俄克拉荷马州成为美国内陆地震活动最频繁的地区。与此同时,该州的非常规油气开发活动也在增加,其主要采用水力压裂技术来获取以前难以获得的油气资源。非常规油气开发中产生了数百万加仑的高盐废水,为了处理这些废水,将其重新注入到地下深处的地层中。     

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     

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．     

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     

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。     

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。     

注入诱发地震:利用高应力路径储层和温度诱发应力预处理降低诱发地震风险的策略

如果应力路径足够高,正断层应力机制下的流体注入可以稳定储层。当储层由于注入而显著冷却时,这种稳定性将消失。此外,本文还提出了一种新的激发剪切储层的策略,以减少诱发大震级地震的可能性。本文提出的方法适用于逆断层应力状态,包括初始应力预处理阶段,在该阶段,储层被冷却,压力增加受到限制。这一过程降低了水平总应力,从而也降低了差异应力。然后,储层受到孔隙压力快速增加的刺激,在较低的差异应力下导致剪切破坏,比储层中最初出现的差异应力要小。由于古登堡—里克特b值和差异应力之间的联系,以这种方式激发的储层将表现出更高的b值,从而也减少了发生大地震的可能性。该方法的适用范围包括正断层和走滑断层的应力机制。     

原地地应力状态和岩石强度对流体诱发地震活动影响的实验室研究

在水渗入干燥和饱和的花岗岩样品过程中，我们观测到了声发射现象和Ｐ波速度变化，以此来研究流体诱发地震活动机制。在流体静压力和高偏应力作用下，分别均匀地将水注入干燥饱和圆柱花岗岩端部表面中，用计算机层析技术揭示的二维Ｐ波剖面图显示出水前缘皆平行于部表面，而且在流体静压力作用下，水前缘均匀地离开干燥花岗岩的端部表面。     

四川长宁地区注水诱发地震的孔隙压力扩散特征

正近些年,注水诱发地震一直是国内外学者的研究热点之一。研究表明,诸如大型水库蓄水、地热能开发、天然气和矿山开采、地下流体注入等工业活动均可能诱发地震。注水诱发地震与天然地震的最大区别在于其形成机理的差异,为此学者们一直致力于两者的流体触发机制研究。结合钻孔注水试验结果及理论推导,国外学者提出了评价流体触发地震