研究发现石油工业活动可能引发阿尔伯塔省大地震

斯坦福大学研究人员的一项新研究发现，加拿大阿尔伯塔省有史以来最强烈的地震之一可能是由石油和天然气活动引起的。

30 年 2022 月 5 日，一场 6.400 级地震震动了阿尔伯塔省西北部偏远的和平河地区，该地区是加拿大油砂地区的一部分。尽管人们在<>多英里外感到震动，但居民和企业没有报告受伤或损坏。

该地区的能源监管机构将地震描述为自然构造事件。然而，斯坦福大学地球物理学家的一项严格的新分析表明，石油工业活动 - 特别是地下深处废水的处置 - 最有可能引发地震。16月<>日，三次规模稍小的地震再次袭击了同一地区，距离去年的大地震不到一英里。

长期以来，研究人员一直将地震与阿尔伯塔省和不列颠哥伦比亚省其他地区的水力压裂和废水处理联系起来，这些省份横跨加拿大落基山脉。这项新研究于23月<>日发表在《地球物理研究快报》上，首次将如此大的地震与远离山脉的人类活动联系起来，在这个工业中心是开采油砂而不是水力压裂天然气的地区。

这些结果对正在进行的和未来的能源相关运营具有安全意义，例如地下储存二氧化碳以帮助缓解气候变化。

“如果发生在人口稠密的地区，与和平河事件类似规模的地震可能是破坏性的，甚至是致命的，”该研究的主要作者Ryan Schultz说，他最近在斯坦福大学多尔可持续发展学院完成了地球物理学博士学位。“重要的是，我们要了解所涉及的机制以及如何避免引发更多此类事件。

“和平河地震引起了我们的兴趣，因为它发生在一个不寻常的地方，”共同作者威廉埃尔斯沃思说，他是地球物理学研究教授，斯坦福大学诱发和触发地震活动中心的联合主任。“多条令人信服的证据表明这次地震是人为的。

寻找罪魁祸首

近几十年来，科学家们记录了全球石油和天然气作业引起的数百次地震，特别是在美国。为了评估和平河地震的起源，斯坦福大学的研究小组及其同事采用了一种行之有效的方法，该方法考虑了地震事件的细节和背景，包括位置、深度、时间、背景地震的区域历史和工业活动的记录。

和平河地区的作业重点是提取一种称为沥青的浓稠、黑色、粘稠的油。为了调动焦油状物质以便更容易地泵送到地表，工人们在地下注入大量的热水或溶剂，在那里它可以与重金属、碳氢化合物和有害化学物质混合。处理这些废水最经济的方法是将其重新注入地下。自1980年代在和平河研究区开始沥青回收作业以来，约有40，000个奥林匹克游泳池(100亿立方米)废水被注入地下。

研究人员将有关和平河废水处理活动的公开信息与卫星和区域地震监测仪测量的地面变形进行了比较。“艾伯塔省政府在向公众提供生产和处置数据方面的透明度值得称赞，”埃尔斯沃思说。总体而言，结果将频繁的小地震与近十年前沥青回收产生的废水处理联系起来，这也强烈暗示了 2022 年 <> 月的大地震。

一个关键的证据来自卫星观测，该观测显示，在3月地震发生时，地面急剧上升了4.<>厘米。事实证明，这种高程变化与沿着以前未记录的断层线的地震运动一致 - 大多数地震发生地深处的巨大岩石块之间的裂缝。根据这项研究，大量处理的废水增加了断层的水压，削弱了断层，使其容易滑倒。

未来地震风险

舒尔茨说，2022年和平河地震是一个“警示故事”，因为政府和行业的目标是在未来几年扩大氢气生产以及碳捕获和储存，同时继续处理油砂废水。

一种生产氢气的方法涉及将天然气分解成氢气和二氧化碳，然后捕获一氧化碳。2并将其压缩成超临界流体以长期储存。“转向'蓝色'氢气将需要通过注入前所未有的超临界二氧化碳来处置，”舒尔茨说。与沥青生产产生的废水一样，将二氧化碳注入地下可能会引发地震活动。

斯坦福大学的研究人员希望，在和平河和其他地方的活跃石油采收点扩大地震监测，将有助于科学家更好地了解人类活动何时以及如何导致地震。埃尔斯沃思说：“至关重要的是，我们要了解诱发地震活动的各个方面，从基本的物理机制到风险管理。