地震可能会破坏地面上的财产并使生活变得困难,但似乎可以促进地下岩石中的流体流动。这种增强的渗透性可以通过地震波发生器人为地诱导,以帮助从天然储层中提取石油。
加州大学圣克鲁兹分校的艾米丽·布罗德斯基说:“渗透性决定了流体(无论是水还是石油)如何在岩石中流动,因此这对石油开采具有实际意义。” 布罗德斯基与加州大学洛杉矶分校的让·埃尔库里和加州大学圣地亚哥分校的邓肯·阿格纽今天在《自然》杂志上报告了他们的发现。
科学家们通过查看南加州皮翁平原天文台收集的20年数据得出结论,该天文台由加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所的研究人员维护着一个广泛的地球物理观测站。二十多年前,阿格纽在这个地点钻了两个直径约七厘米、深约200米的井,并安装了仪表来测量水位和压力。
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当团队分析这些数据时,他们看到了水位和压力长期上升和下降的模式,这是由于月球的引力拉力造成的,就像潮汐的涨落一样。这种效应挤压了构成周围含水层的多孔岩石,在分析的20年期间,导致井水位定期变化高达三厘米。当潮汐拉力减弱时,水会流回含水层。
水在含水层和井之间来回移动所需的时间表明了周围岩石的渗透性。这些阶段之间较长的延迟意味着周围岩石的渗透性不太好;较短的延迟意味着它更具渗透性。当科学家们观察到附近七次地震事件后的延迟时,他们看到时间延迟缩短了两到三倍。埃尔库里说,这意味着“在地震期间,水更容易地流过含水层”。这种现象发生的原因仍然未知,但根据埃尔库里的说法,两种最流行的理论认为,地震要么诱发裂缝,连接现有的孔隙,要么震松被流体堵塞的区域。
该团队目前正在努力确定最适合从岩石中挤出流体的振幅和频率。石油行业的工程师可以利用这些信息来诱导人工地震——他们已经这样做来产生地震波,以便窥视地壳下的岩层。如果他们知道最能将石油从多孔岩石中挤出的振幅和频率,他们将拥有另一种提取化石燃料的工具。