科学家称油气开采废水深井灌注可能导致地震

2011年11月6日，俄克拉荷马州中部地区发生地震，摧毁了当地的很多住宅。根据一项新研究发现，对石油开采产生的废水进行深井灌注可能是这场地震的罪魁祸首。

美国科学家进行的一项新研究发现，美国俄克拉荷马州有记录以来的最严重地震可能由采用深井灌注方式处理石油开采产生的废水导致。这场发生在2011年的地震震源位于俄克拉荷马州中部的布拉格附近，震级达到5.7级。研究发现刊登在《地质学》杂志上。

最近，很多地震学家将深井灌注处理石油和天然气开采废水的做法与地震联系在一切，加剧了人们对这种废水处理方式的担忧。水力压裂法等先进的石油天然气开采方式会形成大量有毒废水，其中大部分进行深井灌注处理。这种开采方式利用高压水开采页岩天然气，或者利用水迫使石油涌出油井，开采传统方式无法获取的石油，提高采收率。

与水力压裂法相比，开采后进行的废水深井灌注更有可能引发地震。研究论文主执笔人、俄克拉荷马州大学地质学与地球物理学教授卡蒂·柯兰南表示，深井灌注灌入地下的水远远超过水力压裂使用的水，随着处理井内的水压力不断提高，地质断层的承重增加，有时会导致断层发生断裂，进而引发地震。

研究表明废水深井灌注可能是2011年俄克拉荷马州地震的最主要原因。地震发生后不久，柯兰南安装的地震仪监测到1万多次余震，帮助科学家评估断裂的断层区。数据显示最初的断裂区非常靠近一个200米的灌注井，大部分余震所在的水成岩深度与废水灌注井相同。在地震前，最初断裂区的水压不断提高。此外，这一地区在此次地震前的地震活动并不活跃。所有这些现象都表明废水深井灌注很有可能是这场地震的罪魁祸首。

柯兰南表示：“虽然不能100%证明深井灌注引发了这场地震，但有一点是毫无疑问的，二者之间存在密切联系。”庆幸的是，震区位于农村地区，只造成两人受伤。柯兰南说：“如果发生在人口密集的地区，势必造成更大破坏。我们应该严肃对待这场地震并进入深入研究，用以降低地震发生风险。”

根据柯兰南等人进行的研究，废水深井灌注需要几十年时间才能引发地震。通常情况下，地震活动在废水深井灌注几个月后开始出现，一旦停止灌注，井内积累的压力便可释放。在2011年的俄克拉荷马州地震前，当地的废水深井灌注已经持续了超过17年。

美国落基山脉东部地区历史上很少出现大地震，2008年后开始增多，原因一直是个未知数。根据美国国家科学院2012年公布的一份研究报告，能源工业的废水地下灌注可能提高地震风险。水力压裂法是能源开采产生的废水增多的主要原因。虽然这种开采方式可能不会直接导致地震，但潜在风险不可忽视。每一次水力压裂开采需要1.1万到1.9万立方米水，所产生的大部分废水被灌入地下。

华盛顿州研究机构“流体力学组织”的地质学专家约翰·布莱德霍菲特表示，科学家很久以前就知道废水灌注会导致地震。“二者之间的关系毋庸置疑。”这位曾在美国地质调查局工作33年的地质学家指出美国的大部分废水灌注井是安全的，问题是科学家没有任何方式能够确定美国的大约3万个废水灌注井中哪些可能引发地震。布莱德霍菲特说：“我们对地壳的了解还不够深入，尚无法确定哪些地区会发生地震。对于几乎任何一个地区，我们都没有掌握足够的数据，用以做出准确判断。”

研究论文合著者、哥伦比亚大学地球物理学教授希瑟·萨维奇表示，进一步获取灌注井的数据有助于预防未来的类似地震。他说：“人类活动导致的地震虽然罕见，但次数却呈增加趋势。我们必须抢在地震前面，采取措施预防这种灾难发生。”对于萨维奇等人的研究发现，一些专家持怀疑态度。俄克拉荷马州地质调查局公布的一份声明指出他们获取的数据显示这场地震可能是自然原因所致。