四川盆地及周边地形特征、活动断层、主要油/气田、页岩气示范区及M≥5地震分布

       1.四川盆地是特提斯构造域巨型油气富集带中一个大型古生代-中新生代海相-陆相叠合盆地, 以井盐和天然气闻名于世。 同时, 它也是中国页岩气开发潜力最大的地区之一。井盐生产和天然气利用已有2000多年的历史, 天然气的工业化勘探和开发已经持续了50多年, 深井注水采盐生产也进行了70多年. 页岩气开发始于2008年, 自2015年开始规模化压裂以来发展迅速。

　　2. 四川盆地位于稳定的华南地块的西北部, 具有强的岩石圈, 被称为相对稳定的大陆区域。 GPS数据显示, 该盆地与华南地区运动一致, 目前的总应变率非常小 历史上地震活动本来不高。

　　3.但在过去几十年以来, 发生了一系列中强地震. 尤其2015年以来, 地震活动出现前所未有的持续增长趋势, 且震级越来越大。

　　4. 四川盆地高水平的诱发地震活动尤其是破坏性中强地震也局限于某些地区。例如, 在四川盆地的几个页岩气示范区块中, 长宁区块表现出最强烈的诱发地震活动, 其次是威远, 最弱的涪陵焦石坝。 在长宁地区, 在被认为是水力压裂诱发的2018年12月18日兴文5.7地震之后, 附近发生了6.0级地震, 被初步认为与这里长达40年的注水采盐活动有关 。

　　5.实际上, 除近年方兴未艾的页岩气开发以外, 过去40年, 在四川盆地西南部天然气田和井盐矿区存在持续的以废水回注和井盐开采为目的的注水活动, 并诱发了不同规模的地震活动。

　　四川盆地5级以上地震的发生时间及分类等信息

　　6.注水诱发地震最大震级是否像预期一样大?鉴于大的地震是由于较大断层的活化而发生的事实, 潜在地震的最大震级最终由可能活化的已存断层的大小确定。而注水因素可以控制最大地震能否发生, 何时发生。 注水压力和累计注入体积也是重要的因素, 因为较高的注入压力和较大的注入体积会导致流体压力在较大空间范围上升, 从而增加遭遇较大断层的概率.

　　就迄今为止的地震活动来看, 总体上, 研究区域观测到的最大震级与GR关系的统计预测是一致的, 这与世界上其他地区的结果类似。但是从局部来看, 最大地震发生时刻, 往往超出以往地震活动的震级-频度GR关系的预期值, 表现为极端事件。在其他地区, 如加拿大艾伯塔省也观察到了此类事件。这无疑增加了破坏性地震的评估难度, 是需要进一步研究的紧急问题。

　　断层尺度达到公里级别, 则可能引起4级以上地震, 如果震源很浅, 还会导致严重破坏。 与全球其他地区的情况一致, 在某些条件下, 地震破裂能够以持续破裂的形式传播到影响体积之外。

　　兴文M5.7地震的破裂便有可能是在一个平台的几口压裂井前缘成核, 并向北沿断层走向单向传播了数公里。

　　双河M6.0地震在双河盐矿采空区下部1km左右成核, 并向西单向传播了超过10km。

　　注意, 注入的流体不需要从注入井迁移到断层以重新激活断层。 是断层上流体压力的增加诱发了发断层滑动, 由于水的低可压缩性, 流体压力的传递比流体本身的传播距离大得多。

　　参考文献：《四川盆地南部持续增长的地震活动及其与工业注水活动的关联》