来自伦敦大学学院(UCL)研究人员的一项新研究表明,2018年至2019年间在萨里(Surrey)发生的100多次微震可能与附近油井的石油提取活动有关。
这些地震从2018年4月到2019年初袭击了Newdigate及周边地区,震中强度在1.34到3.18之间。它们与墙壁和天花板的裂缝有关,并且有报告称在家中和床上的震动。
地质学家们对这些地震是否与距其大约5公里至10公里的Horse Hill油井的石油提取有关进行了辩论。
一些研究人员此前曾声称,这些地震的发生时间与石油提取活动并不一致,指出石油提取的增加并不直接对应于地震活动的激增。
最新研究发表在《地质杂志》(Geological Magazine)上,进行了超过一百万次模拟,以根据石油提取的时间和数量估计地震频率,发现模型的预测与实际地震事件的发生非常相符。这表明石油提取与地震事件之间可能存在联系。
UCL地球科学系的首席作者马修·福克斯(Dr. Matthew Fox)评论道:“我们的研究结果表明地震与Horse Hill的石油提取之间可能存在相关性,但我们不能排除这种联系可能是巧合的可能性。需要进一步调查以确定是否存在因果关系。尽管如此,我们的结果支持石油提取可能引发地震的观点。”
在法庭裁定撤销规划许可后,Horse Hill的石油提取在10月停止,裁定认为在萨里县议会批准该项目之前应评估该项目的全面气候影响。
相反,另一个项目已获得委员会批准,在西萨塞克斯的Balcombe进行勘探油钻探。目前,一群居民对此项目提出法律挑战,案件将在本月[2025年1月]由上诉法院审查。
石油提取的过程改变了周围岩石内的流体压力,这可能影响到广泛地下区域的压力水平,并可能与断层(两个岩石块之间的剪切断裂)相交。压力变化传播的速度取决于岩石的渗透性(流体流过岩石的速度)。由于断层通常经历着重大的应变,甚至微小的应力变化也可能导致快速的岩石移动,从而引发地震。
在他们的研究中,研究人员开发了一个数学模型,根据提取的石油体积预测可能出现的地震数量,同时考虑到涉及的两种不同类型的岩石。
由于存在诸如石油提取与地震发生之间时间延迟等不确定性,研究团队利用贝叶斯机器学习工具引入未知因素,如时间滞后的变异性。
在已故的格拉斯哥大学(University of Glasgow)罗布·韦斯特维(Dr. Rob Westerway)的基础性工作基础上,研究人员将两种岩石之间的过渡——波特兰岩(Portland rock)和基默里奇岩(Kimmeridge rock)融入模型中。因为波特兰岩的渗透性明显高于基默里奇岩,这种差异意味着提取和可能地震之间的延迟可以在几天到几周之间。
尽管地震发生在石油提取活动开始之前,但研究人员建议它们可能是由准备活动引发的,例如测量井口压力,这也可能影响到达到断层线的地下压力水平。
研究人员指出,情况复杂在于,地震仪仅在最初重大地震后安装,因此之前的小震动并未被记录。这突显出在任何石油提取操作开始之前,在拟议的石油提取地点进行彻底的地震监测的重要性。
UCL地球科学系的共同作者菲利普·梅雷迪斯教授(Professor Philip Meredith)表示:“我们的研究强调,在计划进行石油提取的地区,在操作开始之前监测地震活动的必要性。谨慎的态度至关重要;在没有调查的情况下声称没有问题可能会产生误导。”
“萨里几十年来没有经历过重大地震活动,使得这些近期地震引人注目。然而,不寻常的自然事件可能会发生,因此我们必须考虑与石油提取相关的时机是巧合的可能性。”
*首席作者马修·福克斯博士在此案中担任了专家证人。