墨西哥城2017年地震倒塌的大楼 图片来源：RODRIGO JARDON

本报讯 在陆上油气开采产生的废水泵回地下的速度下降多年后，有震感的地震仍有可能继续发生。近日，《自然—通讯》发表的一项模型研究表明，在美国俄克拉何马州和堪萨斯州的油田废水注入速度下降后，高震级地震发生频率的降速可能低于整体地震率。

在美国中部大部分地区，地震已经成为一种常见现象，那里3级或3级以上地震的平均发生率从2008年以前的每年约19次增加到2008年以后的每年400多次。在许多情况下，油田废水被泵入深层地质构造中，导致流体压力从注入井中迁移，这一过程破坏了断层的稳定性，并导致地震，例如发生在俄亥俄州波尼的5.8级破坏性地震。

油田产生的废水一般通过盐水处置井泵入深层地层。这个过程会导致基底岩石承压不断上升，直至达到一定阈值后通过地震活动释放压力。自20世纪60年代以来，科学家就知道，向地下深处泵入液体会增加流体压力，从而引发地震。油田废水中溶解固体的浓度也可能增加流体压力而引起地震。在俄克拉何马州和堪萨斯州等地，这会导致所谓的注入诱导型地震—— 一般发生在地下4千米至8千米。

弗吉尼亚理工学院暨州立大学的Ryan Pollyea及同事利用数值模型表明，油田废水密度可能大于基底岩石中的流体，因此它们渗入岩石的深度超出此前预期。模型预测显示，这会显著推迟压力恢复过程，可能导致在废水注入速度下降很长时间后，基底岩石中的流体压力仍会上升。研究人员认为减少或停止废水注入不一定会减少或停止地震活动，而且在废水注入速度减缓10年后，地震活动仍可能继续。

“我们的研究表明，在未来数年内，俄克拉何马州和堪萨斯州南部因注入诱发的地震发生率可能仍高于历史水平，而且高震级地震的发生率下降速度低于研究区域的总体地震发生率。”Pollyea说。

研究人员表示，上述发现可能对油气开采活动活跃地区的未来规划和地震灾害评估具有一定意义。（唐一尘）

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-019-11029-8