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。     

任丘油田地质构造与注水诱发地震

本文在研究任丘油田地质构造的基础上,讨论了注水诱发地震活动特点和今后趋势。诱发地震与断裂构造、地层岩性及油田水文地质条件有密切关系,分布于特定的地质构造部位。     

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     

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     

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。     

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     

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.     

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．     

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.     

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     

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。     

未来的地震更多还是更少？

近来洛杉矶电视、广播和报纸的新闻报道涉及到了所谓的南加州“缺震”（ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｄｅｆｉｃｉｔ）问题。这一问题最初出现在由南加州地震中心（ＳＣＥＣ）出版、由加州地震概率工作小组编写的１９９５年技术报告中。首先应该明白“缺震”是什么意思？地震是板...     

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     

注水诱发地震的谱振幅相关系数及视应力研究

以四川自贡和长宁两个注水地区为例,基于区域测震台网记录的数字地震波形资料和观测报告,分析注水诱发地震的谱振幅相关系数特征及其与当地加压注水数据的关系,并结合表征绝对应力水平的视应力综合分析研究自贡和长宁地区的应力状态。结果表明,自贡和长宁地区注水诱发地震的谱振幅相关系数均在高值波动,其均值分别为0.89和0.90,且变化过程与加压注水数据具有很好的相关性。分析认为加压注水对局部区域应力场产生扰动影响,使地下浅层裂隙呈优势取向排列,引发的中小地震震源机制表现出较好的相似性,但其视应力结果显示研究区域的应力水平并不高。     

地震预警及风险防控对策

地震预警基于实时地震学的理论和方法。地震预警的目的是减少人员伤亡和重大工程设施的应急。对中小地震发布地震预警是不合适的。探讨地震预警可能存在的风险及风险控制问题。就有效地震预警区、预警时间、预警阈值、预警风险、风险防控对策等问题进行了探讨。     

共和地震的诱发机制与水库诱发地震的研究

本文通过对龙羊峡水库蓄水使共和盆地应力、重力等条件改变的讨论，认为：共和地震的形成和发生与龙羊峡水库蓄水有密切的关联，在将共和地震与水库诱发地震的特征进行了比较后，发现共和地震所表现出来的特征与水库诱发地震特征极其相似，进而提出共和地震应属水库诱发地震的范畴。