2月24日、25日,荣县境内同一区域、同一震源深度范围内接连发生三次4级以上地震,随后 络上出现有关当地页岩气开采诱发地震的猜测。2月25日,荣县人民政府通 ,“因地震安全原因和安全生产需要,与中国石油西南油气田分公司沟通后,页岩气开发企业已暂停开采作业。”
▲荣县地震
从2018年开始,随着年末地震的多发,当地居民开始出现不同的声音,怀疑频发的地震与页岩气的开采项目有关。
不少居民表示,自频繁开采页岩气以来,几乎每天半夜都有爆炸声和震感,有时白天也有。
2018年11月,荣县当地居民在人民 的“地方领导留言板”中发布一则《自贡市荣县地区地震频发,居民整日惶恐不安》的帖子,其中提到 “近期地震几乎每日发生,而且有时一夜就会发生几次,扰得人心神不宁,而在页岩气未开采之前,几乎从来没有发生过地震。自页岩气开采后,地震频发,开采力度越大,发生越频繁”,并质疑开采中“水力压裂方式在回注废水的过程中会导致微地震频发甚至可能污染地下水”。
对此,自贡防震减灾局回应称,“根据地震监测资料分析,荣县地区属于中小地震活动区。截至2017年,荣县及边界地区发生2级以上地震230次,其中3级以上地震27次,最大地震为1967年7月29日发生在荣县东兴一带的4.0级地震。2018年以来,地震台 记录到荣县地区1级以上地震370次,其中2级以上地震70次,最大地震为2018年9月21日发生的3.4级地震。因此,在国家颁布的《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)中将荣县确定为6度抗震设防地区。
因地震发生在地下几公里至十几公里范围,加之地球的不可入性,故目前世界各国都还不能够清楚掌握地震发生时地下的地球物理变化过程。荣县近期小地震活动是否与页岩气开发有关的问题,还需要进一步开展深入的科学研究。”
▲天然气开采
页岩气的勘探开采会增加地震风险吗?答案是肯定的,这一观点在学术界基本已得到统一。但单就荣县近日的三次地震而言,目前尚没有充足的理由和数据得出“由页岩气开发导致”的结论。
页岩气开发之所以易诱发地震,要从其特殊的开采方式说起。
顾名思义,页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,是一种非常规天然气。经过上亿年沉积演化后,天然气以吸附或游离状态储存、“幽禁”在页岩的孔隙里。页岩既是天然气生成的源岩,也是聚集和保存天然气的储层和盖层。
为了将这些藏匿于缝隙中的油气“挤出”,须采用水力压裂技术——开采页岩资源通常要先打直井到几千米的地下,再向水平方向钻进数百米到上千米,并将大量掺入化学物质的高压水流注入页岩层进行液压碎裂,人为造成缝隙、“撬开”岩层,从而让石油或天然气顺着井筒流到地表。数十年来,水力压裂法在北美的普及助推了北美页岩油气繁荣,由此带来的海量页岩气在拉低北美气价的同时也让美国成为天然气净出口国。这一技术同样被应用在四川地区的页岩气开采中。
四川盆地是国内天然气最富集的三大盆地之一。该地区页岩气埋藏深度比较深,一般在2000米到3000米之间,荣县地区位于“长宁—荣县—威远国家级页岩气产业示范区”范围内,是四川盆地内页岩气的最佳储层区。
▲天然气
某大型油田一位从事勘探工作的人士证实,开采单位对于钻井和压裂方面的数据一般不对外公开,有些单位甚至制定了10年的保密期限。他表示,开采作业中的压裂过程,可能诱发人类无法感觉到的轻量级“人工地震”(震动的量级相当于2-3级地震),但较之由地壳运动引发的可感地震“不可同日而语”。
中国地震局地震预测研究所研究员陈会忠表示,页岩气的开采和使用是大势所趋,当前最应该做的是搞清楚页岩气开采与地震的关系,但目前这方面的研究困难重重。
他介绍,美国有立法要求油田单位必须将钻井和压裂等相关数据公开,以供科学家研究使用。近些年,针对开采页岩气注水压裂的速度和压力与地震之间的关系,美国科学家就做出了新的研究成果。
陈会忠说,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,而当科研人员自己去找油田查找数据,对方往往很强势,拒绝提供数据。
另一位地震研究专家介绍,页岩气开采主要“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,同样遭到拒绝。这给研究工作带来了难度,他希望尽快建立页岩气采集单位与地震研究单位的协调机制。
陈会忠介绍,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。
▲天然气开采
中国地震台 中心研究员孙士鋐称,值得注意的是,此次荣县发生的3次震源深度只有5公里,都在4级以上,而不是1、2级,这应该和该地区构造应力的增强有关。
孙士鋐表示,从宏观方面看,印度板块对欧亚板块的推挤,四川盆地受到这推挤后,地下的构造应力就会加强。至于哪些地区加强,这与地下的地质构造有关,有断层的地方会容易积累应力,但要考虑到作用力的方向,断层的走向等很复杂。页岩气开采是否会改变地区构造应力分布状态,会降底断层抗压强度,“反正这类事现在都是推测,不可能说清。”
最后,既然页岩气水力压裂开发有潜在的环境风险、开采成本成本又高,为何还要选择页岩气?2018年,中国超过日本成为世界最大的天然气进口国,对外依存度升至45%左右,且今年还将继续上升。要实现与中国天然气消费增长前景相匹配的“力争到2020年底前国内天然气产量达到2000亿立方米以上”目标,非常规天然气是必要组成部分,其开发无法忽视。
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