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微震监测101

什么是微震事件?

大规模地震是由于岩石沿断层崩塌而释放能量造成的,与此不同的是,微地震事件是由人类活动(如采矿或石油和天然气生产)改变岩体的应力分布或体积造成的。当固体地球颗粒试图重新分配岩体内的应力时,它们会突然沿着预先存在的弱点区域(如沿断层或裂缝网络)滑动或剪切。这种运动的结果是以地震波的形式释放能量,被称为微地震事件。

微地震事件的特点是能量在地球地下传播,通常记录的震级低于里氏2.0级。这些事件通常源于自然过程,如地下岩石和土壤的运动或沿地质断层的应力释放。此外,人类活动,如采矿、水力压裂(压裂),以及为处理废物或提高石油采收率而向地下注入液体,也会诱发微地震事件。

微地震事件通常不会在地表引起任何明显的震动,人类也感觉不到。然而,地震波和声波可以用敏感的地震仪探测和记录。对微地震事件的监测和分析可以提供有关地球地下结构的宝贵信息,并有助于了解和减轻与人类引起的地震有关的潜在风险。

什么是微震监测?

微震监测是对非常小规模的地震、地震波的被动观测,这些地震是由于人类活动或工业过程,如采矿、水力压裂、强化采油、地热作业或地下储气而在地面发生的。 微地震学是从地震学中发展出来的,主要研究微地震(即震级小于零)。 这些微地震太小,在地面上感觉不到,但它们可以被敏感的地震设备,如地动仪和加速度计探测到。

微震监测能告诉我们什么?

微震监测是一个宝贵的工具,它为了解地球的地下过程和人类活动的影响提供了关键的见解。微震监测的核心是寻求解决有关微震事件的三个基本问题:(1)事件发生的时间,(2)事件发生的地点,以及(3)事件的规模有多大。采用传统的微震测绘技术来确定这些事件的位置和震级,从而能够更好地了解地下动态。

通过观察一段时间的微震活动,运营商可以识别与生产活动有关的地震模式,如水力压裂、采矿和流体注入。识别这些模式使他们能够优化他们的操作,最大限度地减少环境影响,并减轻与诱发地震有关的潜在风险。此外,连续的微震监测有助于更好地了解自然地震活动,并帮助评估地下结构和基础设施项目的稳定性。从本质上讲,微震监测在推进我们对地球地下过程的认识和确保各种工业活动的安全和可持续性方面发挥着重要作用。

微震裂缝测绘示意图,与传统的三维地震技术不同的是,微震监测是一种被动的方法,也就是说,它听的是已经发生在地下的地震能量。 被动地震监测通常也被称为 "诱发地震"。

被动波能方法提供监测区域内地震的连续4D记录,而不是传统的3D地震方法获得的单个时间快照。 微地震的结果通常是实时提供的,实际上可以提供地下深处因工业操作而发生的情况的视频记录。

为什么微震监测很重要?

微震监测对水力压裂(压裂)作业很重要,原因有几个:

  1. 优化压裂过程:通过监测压裂过程中的微震事件,运营商可以深入了解该过程的有效性。这些数据有助于他们了解裂缝是如何在岩石中传播的,以及它们是否到达了目标区域。这些信息使能源行业的运营商能够优化注入参数,如流体压力和体积,以最大限度地提高碳氢化合物的回收率,并最大限度地减少诱发地震的风险。
  2. 环境和安全问题:微震监测有助于识别压裂的任何意外后果,如激活附近的断层或诱发地震的可能性。这些信息对于确保操作的安全性和解决对压裂的环境影响的担忧至关重要。监测可以提供潜在问题的早期预警信号,使运营商能够在问题升级之前采取纠正措施。
  3. 遵守法规:在一些地区,监管机构要求石油和天然气公司在压裂作业期间进行微震监测。这是为了确保作业安全进行,对环境和周围社区的影响最小。监测可以帮助证明符合这些法规,并为进一步研究提供宝贵的数据。
  4. 公众的看法和接受:由于担心压裂的环境和社会影响,石油和天然气行业面临越来越多的公众监督和反对。通过实施全面的微震监测项目,公司可以展示他们对透明度和负责任的做法的承诺,这可能有助于解决公众的担忧并建立信任。

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