四川地震局:宜宾长宁地震为天然地震未受页岩气开采影响

风清扬斈 1个月前 (06-18) 网络资料 136 0

原标题:四川地震局:宜宾长宁地震为天然地震未受页岩气开采影响

  本报记者 党鹏 成都报道

  6月17日22时55分四川宜宾市长宁县发生6.0级地震。6月18日11时30分,四川省地震局四川地震预报研究中心主任杜方告诉《中国经营报》记者,经过该局一上午的震情趋势会商,认为长宁县地震属于自然地震,未受到人工干预的影响。

  杜方介绍,川南地区属于我国大陆华南地块与青藏地块的结合地带,宜宾地区位于比较稳定的华南地块,这里没有大规模的构造,主要是一些小的构造。历史上以中等、四五级地震活动为主。


  经过判断,四川省地震局认为长宁地区的断裂带的长度只有20余公里,由于规模较小,因此发震能力小。与之相比龙门山的断裂带长达500公里,而且平行有三组,因此可以有8级地震的承载力。

  “长宁地区的断裂带零碎、小,而且纵横交错,因此未来可能还会出现4-5级的地震活动,但短期发生更大级别的余震可能性小。”杜方表示,但是震区应该加强防范,避免余震带来的房屋倒塌等次生灾害。

  记者注意到,在长宁地震之后,有传闻称此次地震与大规模的页岩气开采有关。在5月20日,中石油西南油气田公司曾发布消息称,位于长宁县的两个气井投产,长宁页岩气区块日产量达到1006万立方米。

  就此,杜方认为,从已知的地质数据看,本次地震为天然地震,与当地的地质构造、应力有关,而非人工干预。“比如震源深度、波形都有差异,因此我们认为与页岩气开采没有关系。”

  (编辑:郝成 校对:翟军)

页岩气开发诱发地震? 来看看四川和北美的差异

原标题:页岩气开发诱发地震? 来看看四川和北美的差异


资料图:页岩气田勘探开发模型。 中新社记者 张炜 摄

页岩气开发能否诱发地震

文/李斯洋

美国“页岩气革命”的成功,让贫油少气的中国,将纾解自身巨大能源需求的希望寄托在页岩气上。各种数据显示,中国的页岩气储藏量位居世界第一,中国也一度对页岩气开发前景非常乐观,制定了很多宏伟目标。

但高储量并不意味着高产量,究其原因,中国复杂的地质地貌条件、水资源约束、开采成本与技术瓶颈都成了页岩气开发之路上的障碍。

与美国页岩气产区的大平原地貌相比,中国页岩气的开采大多分布在崎岖不平的西南山区,只能平整出大约足球场大小的作业空间,大型装备很难进入。而美国页岩气储层埋深仅在一两千米,中国四川盆地的页岩气储层埋深为三四千米甚至更深,构造变形和断层发育也比美国复杂得多。

不一样的自然环境不仅抬高了中国页岩气的开采成本,还让页岩气与地震的关系成为一个亟待中国自己开展研究的新课题。

能否诱发地震尚无定论

由美国扩展至全球的“页岩气革命”,得益于水平井水力压裂技术的突破,这也是目前全世界开采页岩气的最主要方法。

水力压裂的原理并不复杂:先是从地面向下打井,进入储藏页岩气的地层里,再在其中水平打井;再用高压泵将99%是水的压裂液顺井筒打入储层之中。巨大的压力使岩石产生一系列裂缝,将封闭在岩石孔隙中的页岩气联通起来,压裂液中的石英砂和陶粒随水进入这些裂隙,将裂隙撑开。随后,这些压裂液会被抽回地表,页岩气就会从裂缝中释放并顺着井筒被采集出来。

“水力压裂制造微裂隙的过程中,一定会伴随微地震的活动,但这种微地震与天然的构造地震不可同日而语。”澳大利亚昆士兰大学地球科学与环境学院的赵争光博士告诉《中国新闻周刊》:“水力压裂产生的这种地震,震级一般都会在零级以下,相当于放鞭炮释放的能量,在地面上的人是没有感觉的。”

中石油东方物探水力压裂微地震监测专家余刚在接受《中国新闻周刊》采访时解释说:“我们在四川做了大量的实际数据采集,水力压裂产生的微裂缝水平方向延伸一两百米,高度一般延伸几十米,整个被改造体积在地壳尺度上范围很小。这些微破裂的位移都是毫米级的,压裂的应力也很有限。而4级地震这么大的破坏,错位都是几十个厘米,起码得好多个原子弹的能量才能引发这一场地震。”余刚还指出,四川页岩气开采的水力压裂位置在地下两三千米,而天然地震的震源往往深得多。

由人类活动所引发的地震即“人工地震”,包括人工激发地震和人工诱发地震。前者是指用人工爆炸的方法制造的地震,如核爆炸和炸药爆破等;后者是指由于矿山开发、油气开采或水库蓄水等导致构造应力场变化而诱发的地震,往往事发区域内有先存断层分布。由于页岩气开采的水力压裂作业强度比常规油气田大得多,故水力压裂诱发地震的问题在北美页岩气产区已得到了很多关注。

2016年,在加拿大卡尔加里大学做博士后的鲍学伟在《科学》杂志上发表了题为《加拿大西部水力压裂引起断层活化》的文章。该研究对比了加拿大西部的地震数据与水力压裂数据,表明地震在时空上都集中在水力压裂点附近,水力压裂作业引起的地应力变化可以使天然断层滑动超过1000米;水力压裂的施工压力作用于天然断层,可产生持续数月的地震。记者联系上如今已是浙江大学地球科学学院研究员的鲍学伟,他表示不便接受采访。

但另一篇文章的观点正好与之相左。2017年,加拿大阿尔伯塔大学教授Mirko Van der Baan课题组在美国地球物理学会期刊《地球化学、地球物理学、地球系统》发表了《美国与加拿大的人工诱发地震与大规模油气开采》一文。该研究统计了北美两国油气开采最活跃地区近50年的地震发生频率,发现日益增加的油气开采活动与地震没有相关性。不过,令人关注的是,Baan团队的资助方有壳牌、雪弗龙和赫斯基等国际石油巨头的背景,而鲍学伟的研究经费则来自加拿大自然科学与工程研究理事会及卡尔加里大学。

就北美地区的情况来说,水力压裂诱发地震仍属少数案例。英国杜伦大学能源学院2013年公布的统计资料显示,在自1929年以来的198例公开发表的研究案例中,水力压裂诱发的地震仅3例,震级为2~4级。鲍学伟也在上述文章中提到:在加拿大西部,大于三级的诱发地震中仅仅与0.3%的水力压裂井有关。

不过,赵争光同时指出,“页岩气开采会有两次注水,第一次是在产出页岩气之前,即水力压裂。这些水还要抽出来,由车运到另一个地方集中,再回灌到地下,称为‘废水回注’。这是油气田常用的废水处理方法,如果注水区存在天然断层,废水进入后就会产生高孔隙压,对断层起到润滑作用。例如,美国俄克拉荷马州的小型地震就是由废水回注诱发的,已经发表了很多论文,美国地质调查局都承认这一结论。”

但余刚认为,这一情况并不适用于中国。中国的页岩气开采井场大都在山上,需要把水拉上去,成本很贵,不像美国那边河流多,没有什么山,也不需要长途运输,所以中国页岩气开采的用水都要严格控制,水要循环利用。

一位不愿透露姓名的地震研究专家强调说:“页岩气开采和地震的关系问题需要在具体地区进行具体研究,因为不同的岩石与地质结构的实验结果可能差别很大。即使知道一般原理,还需要得到具体的观测数据。”

数据难寻

检索国内外文献发现,中国页岩气开采与地震的相关性的研究数量远远少于美国和加拿大。在为数不多的中国案例研究中,期刊影响因子最高的是日本产业技术综合研究所上级研究员雷兴林2017年发表在《科学报道》(Scientific Report)的《中国四川盆地页岩气水力压裂导致断层再活化并诱发MW4.7级地震》。该研究地区位于四川盆地上罗及其周边页岩气区块,研究认为,在地下2.3~3公里深度范围内的水力压裂短期(每个井数月)注水过程,可以诱发一系列最高可达MW4.7级的地震。

文章呼吁:“因为四川盆地中的水力压裂作业正如火如荼展开,研究也将有利于地球科学、天然气公司、管理部门和学术界共同探讨显著的注水诱发地震的地区因素,以确保页岩气水力压裂有效进行和安全实施。”

该论文第一作者雷兴林2013年在接受媒体采访时表示,由于相关企业对油气开采和注水作业数据讳莫如深,研究者往往等到频繁的小震活动或中级规模地震发生后才介入研究。

地震专家在接受澎湃新闻采访时曾指出,目前中国暂时没有相关机制,保证科研人员可以从油田单位获得这些数据。国内页岩气的开采主要由“三桶油”(中石油、中石化和中海油)承担,地震局往往显得弱势。此前某地发生地震后,地震局出面去油田单位查询数据,也遭到拒绝。报道称,目前仅有重庆市地震局与相关页岩气勘探单位建立了协调机制,共享数据以研究页岩气开采和地震之间的关系。

“在北美,石油公司的钻井、压裂数据和地震数据都是公开的,可以通过加拿大地震局或美国地质调查局等部门下载这些数据,很多科学研究都可以申请和利用这些数据。但国内这些数据全部都在石油公司手中,任何机构,包括中国地质调查局都拿不到这些数据。”赵争光说。

一位从事页岩气开采的油气公司人员告诉《中国新闻周刊》,美国石油公司的资料须交给政府,这些数据可以共享和买卖;但在国内,这些数据是每个油田的资产,是保密数据,只能内部使用或共享给合作单位。“对于页岩气开采与地震的关系,国家应该立项研究,让油田把数据拿出来。”

法规待完善

2015年8月17日,加拿大英属哥伦比亚省发生里氏4.4级地震,震中距离一个页岩气井场仅3公里,该公司立即暂停了压裂作业。根据该省法律规定,如果作业时发生的地震震级超过4.0级,必须停止一切压裂作业,直到减灾预案到位才能恢复施工。英属哥伦比亚省石油和天然气委员会随即着手调查油气公司压裂作业与此次地震之间的相关性。

赵争光解释说,北美的石油公司与压裂服务公司在井场作业时,有一套“红绿灯系统”的操作规范。比如在水力压裂过程中,如果现场监测到微地震事件大于等于0.5级时,就应该立即停止压裂;介于0到0.5级时,应谨慎注水,减小排量;小于0级时按原计划进行。“这个规范是公司自己需要遵循的操作规程,不是政府强行规定。”英国2015年1月的一次3.9级地震,使该国也很快采用了这套“红绿灯系统”制度。

然而,据四川石油天然气发展研究中心办公室主任温馨2017年12月在《中国国土资源经济》发表的文章,目前,中国还没有专门的油气监管机构,监管力量分散,实行的是“企业自律监管为主,政府监管为辅”。

目前由于国内缺乏专门针对页岩气勘探开发的管理政策,许多实践环节仍参考传统油气的操作规程,但实际上,传统油气开采的相关管理政策已不能满足页岩气开采的需要。

例如,在环境评价方面,温馨在文中指出:“我国国家层面尚未制定专门针对页岩气开发建设项目的环境影响评价技术导则,在实践中环评机构多参考采用《环境影响评价技术导则:陆地石油天然气开发建设项目(HJ/T 349-2007)》,对于页岩气滚动开采存在的环境风险及其对应的环保措施未能充分反映。”

国土资源部矿产资源储量评审中心原主任张大伟向《中国新闻周刊》透露,生态环境部将计划参考四川涪陵页岩气田的标准来制定,只是这套标准目前尚未出台。

3月1日,自然资源部油气资源战略研究中心召开2019年工作会议。会议透露,中国首个生态约束性油气资源指标将在今年年底出炉。

《中国新闻周刊》2019年第9期

 声明:刊用《中国新闻周刊》稿件务经书面授权

页岩气开发诱发地震? 美国权威调查背书,中国会否步其后尘

作者:南方周末记者 谢丹

 


作为开采页岩油气资源的手段而在近年来兴起的水力压裂法,因存在污染饮用水、破坏生态系统隐患等缺点而备受指责,法国民众举行示威游行,抗议开采页岩油气资源。 (CFP/图)

被美国地质调查局认为可引发地震的水力压裂法,正是中国未来开采页岩气的主流技术方向。尽管尚难判断地震说的科学性以及背后目的,但对中国而言,这都是一个及时的警钟,“一旦未来中国大规模开发页岩气,地震研究则需要跟上。”

“预言家”的新“预言”

曾面临“泡沫论”、“阴谋论”、“污染论”等各种非议的页岩气开发,这次又陷入了新争议——被指与诱发地震有关。

提出此观点的是美国投资界的一位大佬,一位超级“预言家”。

2014年2月初,美国著名投资基金GMO的创始人之一Jeremy Grantham在致投资者的信中谈到他对美国页岩气开发热潮的看法。他说,页岩气开发与地震之间存在明显关系,称从统计学角度看关系非常显著。

与他过去判断经济形势或股市时颇有保留的态度不同,Grantham这次异常笃定的态度引起了市场和媒体的巨大关注。因为成功预测了上世纪90年代末期的互联网泡沫和2008年次贷危机,Grantham在美国投资界具有较高影响力,而其掌舵的GMO基金如今管理着1170亿美元资产。

Grantham表示,他确信美国3级里氏及以上震级的地震与“水力压裂法”之间存在因果关系。

正是得益于“水力压裂法”技术的突破,美国页岩气开采才迎来了大规模发展的时代。这种技术主要是通过在水平钻井至页岩层后,利用向管道中输送的水、沙子和相关化学物质来击碎岩石,从而达到释放其中的天然气或石油的目的。

过去几年,美国的页岩气革命几乎重塑了美国的能源版图,2011年,美国出口的汽油、柴油以及其他能源甚至超过了其进口的能源。美国页岩气革命的成功对全球能源供应及诸多行业产生了深远影响,也由此引发全球页岩气开发浪潮。

此次,页岩气诱发地震的新论调则再次将这一新兴领域置于争论之下。此前,对页岩气开发的环境影响争议主要集中于淡水消耗和地下水污染。

“几乎可以肯定是人为的”

实际上,这不是页岩气开发第一次陷“地震”争论。

早在Grantham之前,美国地质调查局(United StatesGeological Survey)就进行过相关调查。2013年4月16日的美国地质学年会上,美国地质调查局发布一份报告,称美国中西部地区近十年来的地震频发现象,“几乎可以肯定是人为的”。

据该局统计,2001年以来,美国中西部阿拉巴马州到北方落基山脉地区地震频发。仅2009年,该地区就发生了50次3级及以上地震;2010年,3级及以上地震达到87次;2011年则达到惊人的134次,为上世纪同期的6倍。

上述报告认为,石油和天然气钻探活动是该地区地震频发的主要贡献者。其中,页岩气开发使用的水力压裂法及该方法涉及的废水处理井,尤其值得人们关注。

不仅是美国,据华尔街日报报道,不属于地震带的荷兰最近几年也频发地震,而政府研究表明,这与荷兰格罗宁根(Groningen)地区的天然气生产有关。2012年,格罗宁根发生了93次地震,最高为3.2级;在加拿大,近年来随着页岩气的开采,小型地震的数量大约每年增加了20-30起。研究人员已经着手研究,试图找出这些增加的微震数量与页岩气开采的关系。

哥伦比亚大学地震学家金元英( Won-YoungKim)对美国中西部俄亥俄州一个名为Youngstown的地区进行调查发现,12个月中该地区发生了100多起微型地震,而自从1776年有历史记录起,该地区从来没有发生过地震,直到旁边的宾夕法尼亚州开始用水力压裂法把液体注射到气井里。去年3月,美国俄亥俄州的石油和天然气监管机构称,几乎可以肯定,在俄亥俄州东北部发生的十几次地震都是因页岩气开发将废水注入地下引起的。

金元英告诉南方周末记者,在他研究的多起地震案例中,水力压裂法都对地震的发生负有直接责任。他说,在水力压裂中,高压水流是用来破裂底下的页岩以释放天然气,通常情况下,这种操作很少碰到地质断裂带,因此总体上讲地震不会因水力压裂而触发,但是,在美国、英国和加拿大已经发生的一些案例中,这种情况确实发生了。

哥伦比亚大学的另一位地震学家GeoffreyAbers也表示,水力压裂活动引发大地震的风险可能高于此前预期。

蚂蚁摇动不了大树?

这一切并非与中国无关。

随着美国“页岩气革命”的兴起,中国国内的页岩气开发方兴未艾。据国家发改委发布的《页岩气发展规划(2011-2015年)》,中国力图实现页岩气商业化产值从零至1000亿立方米的跨越,此前两轮的页岩气开发招标吸引了包括中石油、中石化等多家企业竞争。

而被美国地质调查局认为可引发地震的水力压裂法,正是中国未来开采页岩气的主流技术方向。

然而,与美国学界和民众对地震问题的激烈讨论不同,中国的研究者们却对页岩气诱发微小地震的说法普遍抱有不同看法。中国石油大学非常规油气与新能源研究院教授薛海涛认为,地震的震源深度通常在地下10公里左右,而页岩气开采的深度通常在3公里左右,“很难说地震与页岩气开采有直接关系”。

来自国土资源部油气资源中心研究院要求匿名的专家也向南方周末记者指出,确定地震与水力压裂关系的核心,是要看增加地震发生的区域是否在页岩气的开采范围内,即便地表位于相同位置,地下位于不同深度,“要把两者扯上关系,仍需要详细数据,至少目前看关联性是不够的。”

除了关于震源深度与页岩气开发关联性的分歧,中国学者们对美国同行的研究方法也提出了质疑。“另一种可能性是,最近几年全球都进入地震高发期,而这恰好与页岩气大规模开发高峰吻合,可能的确呈现出了二者存在正相关的结果,但是解释却不一定客观。”中石化勘探南方公司页岩气勘探部副主任魏志红对南方周末记者说,美国学者目前展示的证据过于宏观。

在南方周末记者采访的多数研究者看来,即便页岩气开发的确存在诱发微小地震的可能性,其对人类活动的影响也微乎其微。中国地质大学能源学院教授张金川说,轻微的地震对释放地壳压力,避免大规模破坏性地震甚至有好处,“就像蚂蚁摇动不了大树。”

不过,在金元英进行的前述俄亥俄州Youngstown地区的地震研究中,他却发现该地区最大的一次3.9级地震已经达到轻微损坏建筑物的程度。

值得注意的是,中国近四成页岩气资源储存在包括四川盆地、云贵高原在内的中国西南地区。而过去几年,这些地区正是地震灾害频发地区。“要降低诱发地震的可能性,需要加强监测,并在远离人口稠密的地区。”金元英对南方周末记者说。

目前,中国国内对页岩气开发与地震关系的正式研究并不多,这与页岩气开发在中国刚刚起步的现状有关,“国内学者研究不了,也没有这么多数据案例,也只有美国大规模开采了才能研究。”薛海涛对南方周末记者说,一旦未来中国大规模开发页岩气,地震研究则需要跟上。

又一个阴谋论?

尽管“地震论”在科学界的争论仍在继续,但资本界则已经开始做出反应。

实际上,著名投资人Grantham对“水力压裂法”的质疑,支撑了他看跌原油价格的观点。在致投资者的一封信中,他指出全球经济增长缓慢,以及更多新能源汽车推出等因素,将导致发达国家的石油需求量下降,且降幅可能快于预期。

“美国页岩气在产业和市场上现在面临很大的不确定性,各个利益集团的激烈博弈正决定着页岩气下一步的走向。”中海油能源经济研究院首席能源研究员陈卫东对南方周末记者说,“地震论的提出,只是博弈者们又抛出的一个新概念而已。”

2013年,美国页岩气市场在经历了高速发展和大量投资涌入后,页岩气热潮的“高烧”开始退去。这主要源于目前美国国内天然气供大于求的尴尬现状,由于页岩气产量大增,且无法出口,美国天然气价格被拉到历史低位,2013年底,北美天然气价格跌到4.23美元每百万英热单位,接近历史低点。

目前在美国国内,投资页岩气的油气公司受困于低价和亏损,强烈希望政府放开出口;但是相对较低的天然气价格,又在客观上有助于美国制造业的复苏,特别是化学品公司的经营状况有望得到极大改善,因此反对出口的一方也极其强势。

普华永道的一份报告称,在未来的三到四年中,随着天然气基础设施的建设完成,原料成本降低的好处将会直观转化为日常用品和耐用消费品的价格的降低,这非常有助于美国脆弱的制造业复苏。

“实际上现在很多仍在押注页岩气的投资者,都把盈利希望放在了政府放开页岩气出口上。”迈哲华咨询公司能源总监曹寅对南方周末记者说。

目前为止,美国天然气出口的问题仍在博弈之中。“这种背景下,‘泡沫论’‘地震论’等关于页岩气各种各样的说法都在出来,各方都在寻找新概念为自己争取利益。”陈卫东说。

当然,在利益之外,著名投资人Grantham本人也是一个关注气候变化的环保主义者,他不仅与妻子成立了专门致力于保护环境的Grantham基金会,2013年2月,Grantham还与女儿在白宫门前参加了抗议政府修建石油管道的示威。

“尽管很多人怀疑他地震言论的目的性,但从他行事风格来讲,我并不感到奇怪。”一位长期在华尔街从事大宗商品投资的投资人对南方周末记者说。


相关推荐

  • 网友评论

    • (*)

    最新评论