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页岩气开发真的可以引发地震吗?

发布时间:2019年05月27日
来源:地质矿业信息交流平台公众号(2019-05-27)

在回答上述问题之前,我们需要先了解一些什么是页岩气以及作为一种非常规油气资源,它的开发方式与传统油气开采有什么不同。

 

页岩气开发现场

 

页岩气,通俗的来理解就是赋存在页岩当中的天然气。由于页岩是细粒沉积的产物,当其中含有的有机质丰度足够高的时候,就可以在地下高温高压环境下生成油气,生成的油气赋存在页岩中,其中属于油的部分称为页岩油,属于气的部分称为页岩气。

 

一种天然气的分类方法

 

页岩气属于非常规油气的范畴。常规油气藏,油气存在于孔隙发育较好、渗透性较高的储层(油气可在压差下渗流)当中,因而开发常常利用天然能量一次开采,或者利用注水补给压力实现二次开采。

 

常规油气藏开发示意图

 

但页岩气不同,页岩气是在致密的页岩中自生自储的天然气。页岩的孔隙微小渗透性差,气体在其中难以实现渗流。所以常规的注水补压开发行不通。

 

水平井压裂示意图

 

因此针对页岩气储层即页岩的孔渗性质差的问题,为了更高效率的开采,提出了一个水平井水力压裂的方法。压裂会使页岩发育出新的裂缝,增加渗透性是天然气更容易从储层中流动出来。

 

压裂原理示意图

 

其实在页岩中常常发育天然裂缝,往往是断层活动时对地层进行的改造。那么在整个页岩气开发过程中,水力压裂产生裂缝,是人工实现的对地层的改造,在一定程度上是会产生地层的微震的,这种震动被归类为微地震。

 

开采坑道边岩石的破裂引发震动,是微地震的一种

 

微地震压裂检测技术是一项非常规油气藏勘探领域中的重要新技术,已经成为地球物理界的热门技术之一,是储层压裂过程中最精确、最及时、信息最丰富的监测手段。

 

微地震检测技术原理示意图

 

在微地震是否可以形成灾害方面,早已有人着手研究:在加拿大,国家原子能公司为监测深部开挖引发的大应力集中,防止其造成危害,采用了微地震监测技术,定量评定损伤程度。

 

在传统的应力、应变监测的同时,进行了详细的微地震监测,使用了分布在开挖体周围的16个三分向加速度计,在一年的时间内记录并定位了大约10000个微地震事件。重点研究微震事件分布、能级、机理及其与岩石变形的关系,依据现场实测结果来建立和分析数学模型(朱益飞,2017)。

 

 

断层活动可引发地震

 

而我们常说的地震,其实是指地震灾害,即地球上板块与板块之间相互挤压碰撞、造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂而引起的地壳震动。这种地震的影响范围要比微地震大得多,同时地应力也更猛烈。

 

对于页岩气开发是否会引发地震的问题,人们更关心的其实是页岩气开发是否会引发灾害级别的地震。国外曾有报道页岩气开发过程中注水润滑了断层,使断层重新活动而诱发了地震。但这样的情况需要一定的地质特点,如果真是这样的地质构造,那么常规油气开发的注水也会同样导致地震。

 

根据迄今为止观测到的数据推断,页岩气开发引发的地震强度是难以形成灾害的。但是为了更好地预测以及防治地震灾害,更多的研究显然是必要的。

[责任编辑:dc]

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