2014年2月14日，《南方周末》关于 页岩气开发可能诱发地震的报道引发关 注。2013年7月也有科学家在Science发 表论文称，将废液注入地下的天然气开 采、地热能源生产以及其他活动，引发美 国多场地震。这2篇文章的作者分别是 哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测 站的Nicholas van der Elst以及美国地质 调查局（USGS）的地质学家William Ellsworth。2篇文章焦点都对准了水力压裂 法。水力压裂法自被应用于页岩气开采 以来已有颇多争议，“地震论”一出，水力压 裂法又被推向风口浪尖。

水力压裂法

1950年，水力压裂法开始用于开发 页岩气。水力压裂法是将混有化学物质 和沙子的水注入到地下的页岩层中，在 高压环境下用水将岩石压裂，同时用沙 子或其他物质支撑裂口，进而将页岩破 碎，释放出气体。初期，水力压裂法并未 被广泛应用，随着水平钻井技术的迅猛 发展，近年才得以推广。作为目前页岩 气开采的主要技术，水力压裂法大大提 高了美国页岩气的开采产量，但同时也 因种种原因备受争议。

水力压裂法应用于开采页岩气之 初，主要争议点在于，它可能会给环境带 来极大伤害，包括消耗大量水资源、带来 空气质量风险、造成地下水污染等。随 着近几年美国频发的地震，众多学者与 研究机构逐渐将研究重点转移到水力压 裂法是否会引发地震的问题上。

关于“水力压裂法诱发地震”的不同声音

据2014 年2 月14 日《南方周末》报 道，美国地质调查局做了一项统计，2009 年美国中西部阿拉巴马州到北方落基山 脉地区发生了50 次3 级以上地震；2010 年，发生了87次3级以上地震；2011年为 134次，这一数据是20世纪同期的6倍。 该报告指出，石油和天然气钻探活动是该 地区地震频发的主要“贡献”者。其中，页 岩气开发使用的水力压裂法及该方法涉 及的废水处理井，尤其值得人们关注。加 拿大近几年随着页岩气的开采，小型地震 的数量每年约增20多起。到底页岩气的 开采与地震有无关系，各国研究者都在着 手进行研究。哥伦比亚大学地震学家金元英在调查研究中发现，宾夕法尼亚州开 始用水力压裂法将液体注射到气井中后， 2013年全年美国俄亥俄州Youngstown地 区发生了100多起微型地震，此前，俄亥俄 州从1776年起未发生过地震。

面对如此频发的地震，Elst 发表于 Science上的文章中指出，注入地表深层 的水在长时间内所产生的压力与地震活 动频繁紧密相关，这是因为水进入岩层 裂缝后，对断层线起到“润滑”作用，导致 断层发生“跳跃”，当断层承受压力过大 时，就容易引发地震。此外，美国以外地 区发生大地震也会导致水力压裂地区产 生震感。而且，这种远距离大地震引发 的轻微震感可能是水力压裂过程中污水 处理异常的先兆。

然而，也有一部分学者认为水力压裂 技术要为地震频发负责的观点没有说服 力。2012年由英国皇家学会牵头进行的 页岩气环境影响评价给出的结论是，利用 水力压裂法开采页岩气并不比其他化石 能源开采方式对环境影响大。中国石油 化工股份有限公司勘探南方分公司页岩 气勘探部副主任魏志红在接受《南方周 末》采访时也表示，近几年全球进入了地 震高发期，这恰恰与页岩气大规模开发高 峰吻合，可能在某种程度上出现了两者的 关联性，且美国学者提供的证据过于宏 观，解释未必客观。中国石油非常规油气 与新能源研究院教授薛海涛则认为，很难 确定地震与页岩气开采有直接关系，因为 页岩气开采深度通常在3 km左右，而地震 震源通常是在地下10 km左右。不过薛海 涛同时表示，中国的页岩气开发刚起步， 对地震与页岩气开发的相关性研究很少， 一旦中国像美国一样，大规模开发页岩 气，那么地震的研究一定要跟上。

“并不是水力压裂法本身”

关于水力压裂法究竟是不是诱发地 震的“元凶”，目前科学界尚无明确结 论。不过，有不少研究共同指向了水力 压裂法的背后。一些研究人员认为地震 并非是由水力压裂法本身引发，而是由 其间接诱发。

康奈尔大学地球与大气科学学院院 长Larry Brown认为，水力压裂法和废水 处理过程加快了自然地震进程，使其在 比自然压力更低水平下发生地震，但不 是直接引发地震。

另据2013年7月25日《中国能源报》 报道，USGS和美国国家研究委员会2012 年研究报告均指出，水力压裂法本身引 起地震的可能性不太高。不过，在使用 该技术钻井过程中，向地下注入的废水 可能引发地质活动。后者报告还指出， 在上万例注水井中，引发人类可感的地 震数目很小。

此外，据2013 年8 月21 日《石油观 察》报道，虽然Ellsworth2013 年也在 Science所发文章中将竖井使用的水力压 裂法与地震联系在一起，但他同时指出， 这种有争议的技术从未引发超过3.6 级 的地震。他认为，并非水力压裂法本身， 而是将废水再注入围层的处理过程，致 使较大规模地震数目增加。

对于如何预防页岩气开采中可能会 引发的地震活动，Ellsworth 在Science上 提出一个风险管理办法，即设置一个安 全监控地震活动的阈值，通过一个“信号 灯”系统监测，如果地震活动超过预设阈 值，就减少废水注入。

改进地震监测，更加全面地收集深 部废水注射数据，将有助于发现、甄别出 易发生远处触发的地震区域。这些研究 和分析能帮助提高对诱发地震事件的了 解，并凸显了加强地震监控的重要性。 正如俄克拉荷马地理调查局的地震学家 Austin Holland 2013年7月25日接受《中 国能源报》采访时称，“要是我们能了解 地下的情况，就能减少地震的风险，而这 正是目前科学上的空白。”