作者：辛木

编辑：油鹰

水力压裂是目前开采页岩油气的主要方法，对于其是否会引发地震，一直争论不断，11月17日，久负盛名的学术期刊《Science》上刊登了一篇文章，其研究结果表明：水力压裂和加拿大西部发生的地震有紧密关联。

水力压裂是目前开采页岩油气的主要方法，对于其是否会引起地震，争议颇大。反对水力压裂者认为水力压裂会引发地震，造成环境污染，向世界释放魔鬼。现在反对者们又获得了强有力的支持。

11月17日，一篇认为水力压裂和加拿大西部发生的地震有紧密关联的文章《Fault Activation by Hydraulic Fracturing in Western Canada》（《加拿大西部水力压裂引起的断层活化》）发表在久负盛名的学术期刊《Science》上。

这篇最新文章称，水力压裂作业引起的地应力变化可使天然断层的偏移距超过1km，水力压裂的施工压力作用于天然断层，可产生持续数月的小震。

水力压裂与地震的关系

事实上，加拿大西部的地震是否是由于压裂引发的，这一事件已经被关注了4年之久。但这篇文章首次利用大量数据，对该地区压裂和地震的关系进行了研究，并得出了结论。

水力压裂作业和地震关系图：在这四组对比当中，红色小点为测量到的地震震级，蓝色柱状图为水力压裂注水量。可以看出来，在水力压裂作业开始后，伴随有明显的地震发生

David Eaton和Xuewei Bao两位科学家通过收集整理2014年12月以来905次地震的数据，并结合Canadian Discovery Ltd.和Repsol两个机构提供的公开数据进行了研究。因此，他们得以将某一些特定井的压裂作业同地震的发生建立关联，以此为基础进行研究。

水力压裂以两种方式诱发地震

此前，对于水力压裂如何触发地震的过程人们并不十分清楚，而这一研究的重心则放在了寻找水力压裂诱发地震的机理上，特别是展示了孔隙压力和压力变化对断层活动影响的细节。研究结果显示，水力压裂会以两种方式诱发地震。

加拿大卡尔加里大学发布的水力压裂引起地下断层变化的模拟视频

第一种诱发方式，压裂过程中地层压力的快速增加会诱发地震，但压裂作业结束后，这种类型的地震一般来说也会立即停止。

卡尔加里大学发文称：通过地震活动模拟，研究人员在平行于两口水平井的位置，发现了之前存在而未被发现的断层系统。水力压裂作业中作用于储层的机械压力触发了其中一个断层的滑移，引发了小型地震。

第二种诱发方式，水力压裂引发地震的方式并非立即触发，而是一部分断层在压裂作业结束后呈现出一个“持续活跃”的状态，在作业之后几个月的时间内，持续发生一系列小型地震。

其原因是当压裂液逐渐渗透到岩石孔隙中后，将增加孔隙压力。如果断层内的孔隙压力增加，这将影响断层的摩擦特性，使得断层滑移更容易发生。这类地震的潜伏期，可长达几个月。

作者Eaton表示，希望这份研究能促进对水力压裂作业的管理和风险评估。他还指出，在加拿大发生的同水力压裂有关的地震，诱发的原因和在美国奥克拉荷马州发生的地震并不一样，在美国奥克拉荷马州的地震，更可能是由于注入大量废水造成的，而并非由水力压裂作业引起。

支持还是禁止？

美国的纽约州和马里兰州已经通过法律禁止水力压裂。此外，目前在欧洲相继已有德国、法国、保加利亚和西班牙立法禁止水力压裂。英国表示水力压裂对于环境的影响还在研究。而爱尔兰、荷兰、奥地利、波兰、匈牙利则支持对页岩气的开采。

此前，支持者们引用美国地质调查局（USGS）的一项研究，认为水力压裂技术不能直接导致有震感的地震发生。尽管水力压裂会引发一些微震，但这些都是无震感的地震，并不会造成人员伤亡和建筑物的破坏；此外和水力压裂相关的废水处理也并非是诱发地震的关键，而且并不是每一口废水井都会导致地震。

注：相关图片来源于《Fault Activation by Hydraulic Fracturing in Western Canada》