页岩气开采诱发地震问题探讨与展望:以四川盆地为例摘要
页岩气是我国重要的非常规天然气资源,四川盆地作为主力采区地震频发,“抑震”需求突显。以促进页岩气主力采区防震控震为出发点,分析页岩气开发与地震活动相关性,综述页岩气开采诱发地震机制,总结风险评估及防控措施并提出未来发展方向。基于统计数据,发现四川盆地进入大规模页岩气开发期后地震事件具有“活动显著、震级小且震源深度浅”的特点,页岩气开采区为川南地区地震活动聚集区,地震频次呈现先增长后下降趋势,平均震级保持相对稳定,以矩震级<4.2级为主;大规模开发初期通过高频低能微地震事件释放构造应力和弹性应变能,同时压裂缝发育的软弱岩层对地震波传播的衰减效应降低大震级地震的潜在发生几率。分析水平井分段压裂工艺与地震活动性的潜在相关性,页岩气开采会造成储层的应力与能量传递效应,构成了激活弱面断层并诱发地震的潜在要素;弱面滑移诱震机制目前主要通过综合孔隙压力动态演变、扰动应力及弱面强度弱化效应的破坏准则进行刻画。四川盆地断裂构造活跃密集的地质特征致使页岩气开发存在不可避免的诱震风险,诱震机制相较北美“回注驱动型”与“压裂驱动型”更复杂,北美页岩气开发防震控震理论与方法对我国适用性有限。基于此,提出“有震无灾”作为页岩气安全开采及风险防控目标,“群井协调开采与多缝扰动叠加抑震”是我国页岩气高效安全开采技术优化的重要方向。
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