自2009年以來，在被稱為特拉華盆地的西得克薩斯州和新墨西哥州地區，地震的數量一直在穩步增加。根據得克薩斯大學奧斯汀分校的科學家們進行的一項研究，其中大部分可能與石油和天然氣開採有關。
根據2017年至2020年跟蹤該地區地震和石油及天然氣生產的研究，68% 的里氏震級大於 1.5 級的地震與水力壓裂或開採的地層水進入淺層或深層地質構造密切相關。所有地下儲層都包括地層水，它是與石油和天然氣一起生產的。公司通過將生產的水注入不屬於石油和天然氣儲量的地質構造中來擺脫這些水。
該研究的共同作者，得克薩斯州經濟地質局的研究員、得克薩斯州地震監測網絡和地震研究TexNet的主要調查員Alexandros Savvaidis說，所有這些生產活動都已知會提高地下孔隙壓力，這是引發地震的一種機制。該研究通過結合統計分析和基於物理學的建模，能夠確定哪些活動與過去的地震有關。
“這篇論文表明，我們現在對石油和天然氣活動與地震活動之間的聯繫有很多了解，”Savvaidis說。“建模技術可以幫助石油和天然氣生產商和監管機構識別潛在的風險，並調整生產和處理活動以減少風險。”
這項研究發表在《地震學研究通訊》雜誌上。
研究人員分析了大約5000次地震，選擇了1.5級以上的門檻。1.5級以上的地震中有43%與注入淺層沉積地層、水力壓裂深度以上有關；12%與注入基底岩以上、水力壓裂深度以下的深層沉積地層有關。2020年發生在得克薩斯州Mentone的5.0級地震，就發生在與深層產水注入密切相關的地震地區。
水力壓裂–一種使用高壓力液體在岩石中製造和加強裂縫以增加石油和天然氣流動的過程–只與13%的地震有關。然而，這比以前的預期要高。
該模型將特拉華盆地地區劃分為5公里方格（約3英里），研究人員分析了每個方格的地震性、石油和天然氣活動以及地下孔隙壓力之間隨時間推移的聯繫。
主要作者Iason Grigoratos作為UT Jackson地質科學學院的博士后研究員開發了這個模型，該局是一個研究單位。該模型首次應用於2020年的一項研究，該研究發現俄克拉荷馬州的產水處置和地震之間存在聯繫。
Grigoratos說：“我們相信這項研究提出的框架適用於世界上其他可能出現與地下流體注入作業有關的地震的地區，”他現在是蘇黎世聯邦理工大學的博士后研究員。
研究人員說，TexNet在研究中發揮了關鍵作用，它在全州範圍內提供全天候的地震監測，最近還推出了一個在線工具，使石油和天然氣運營商可以自願報告產水注入的數據，在國家登記處提供的信息基礎上進行改進。
“儘管還有很多東西需要學習，還有更多的工作要做，特別是在緩解和預測方面，我們對水處理、水力壓裂和地震之間的聯繫的認識在繼續提高，”TexNet諮詢委員會成員Scott Tinker說。“這些知識有助於學術界、監管機構和工業界一起工作，以減輕和減少風險。當涉及到許多類型的工業操作時，這是需要協調的類型。我很高興看到得克薩斯州處於領先地位。”