中东地区挖取这么多石油，地表会下沉吗？

乱说家刳

中东地区挖取这么多石油，地表会下沉吗？

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地表会沉降。中东没找到照片，海上油田有图为证。


这是在北海的Vahall油田，1982年的海上平台已经沉降了6米。


这是北海Ekofisk油田，绿色是石油产量，蓝色是注水量，红色是每年沉降速度。在85到98年大概每年沉降30到40厘米，99年之后大概每年15厘米。
地表沉降的原因是油层压力下降。上图虚线就是测井压力。尽管之后大量注水，压力也不可能恢复到未开采的水平。油层压力下降，就会被压缩。在这之上的岩层就被向下拉。
这个浅水油田和深水油田都很普遍。
但是是否一定出现沉降，沉降速度和范围，取决于油藏的岩性，基底的性质，而且应力在岩石中的传递也不一定是直上直下，会出现拱桥传递（arching）。


对海上油田，沉降可能会影响井的安全，是需要定时监测的重要数据。

天地有情人茁

二次修改
好久没有更新，最近这个帖子似乎关注不少。再来汇总一下很多很好的意见。首先大家对于地面沉降异议不大，主要异议在于那些东西是不是消防栓。说实话我并不清楚1930-40年代油井口长什么样子，起码最后那张图片里的和今天的“圣诞树”差别很大。评论里不少人指出，那个长的像消防栓一样的东西，可能是废弃的根钻杆，或者plug的井口。我查找了一圈这张图片的source，有个reddit的帖子讨论这张图片的时候也在问为什么fire hydrant埋那么深。还有人说这是墨西哥城的照片。后来我在这里地方找到了带credit的介绍：
https://aoghs.org/technology/thums-california-hidden-oil-islands/


图片里没有说这个是什么，只说这是1959年长滩市的照片。这个网站重点介绍了当年表面下沉的情况，以及目前长滩市如何在海里建了一些人工岛，伪装成度假旅游岛的样子，但其实里面有几百口油井，地下一直延伸到长滩市下面1300米深的地方继续采油和注水。
另外一个提到这张照片的网站在这里 How Long Beach stopped sinking, continues oil drilling
文中提到
“Falling pressure provided less support to the unconsolidated reservoir sands, which compacted owing to the weight of the overlying material, and in turn allowed the surface to sink.
压力下降导致非固态沙子的支撑减少，体积收缩，最后导致地表下沉。
The consequence was a massive "subsidence bowl" directly over the field covering more than 20 square miles and up to 29 feet deep.
这导致在油田上方出现一个20平方英里（约50平方公里）一个巨大的“下沉碗”，最深处达29英尺（约合9米）。
The full extent of the damage is illustrated by the black and white photographs on DOP's website - including the famous picture of a dog looking up at a fire hydrant standing six feet in the air because the land around it slipped.
DOP网站上的黑白照片展示了当时的各种破坏，其中包括那张著名的照片：一只狗抬头看由于周围地面下滑杵出地面6英尺（2米）的消防栓。
Development of an eastern extension to the field off the coast was banned in the 1950s amid concern about subsidence.
由于表面下沉的顾虑，油田东部的开发在1950年代被叫停。
Eventually, engineers determined further subsidence could be halted by injecting water equal to 105 percent of the volume of oil, gas and water extracted from the reservoir.
后来，工程师发现要制止进一步的下沉，需要往地下注入相当于105%的开采出来的石油、天然气和水的体积的水。
Waterflooding had the additional benefit of enabling more oil to be recovered by driving some of the crude left behind by primary production towards the wells.
注水另一方面也额外帮助生产更多之前开采被遗漏在地下的石油。
Injection began around 1960 and the land surface was stabilised by 1967. The drilling ban in the East Wilmington Oil Field (also known as the Long Beach Unit) was lifted in the early 1960s following a local ballot.
1960年注水开始，1967年地表已经稳定（不再下沉）了。东wilmington油田开采的禁令也随之被解除。
Four 10-acre artificial drilling islands were built to host the wells for the East Wilmington Field, which radiate out horizontally in all directions under the bay.
为了开采东wilmington油田，人们建造了4个10英亩（10英亩相当于4公顷）的人工岛，在岛上钻井，油井在地下平行的钻到东wilmington的油层。
Grissom, White, Chaffee and Freeman islands were named after astronauts who died in the US space programme, and landscaped "to enhance the beauty of the shoreline" according to DOP.
这四个岛以美国空间探索中牺牲的宇航员命名。岛上做了陆地景观，“以增强海岸线的美感”。
“
这是这些人工岛正常看起来（人畜无害）的样子


但实际上里面是这个（红警基地）的样子


评论里还有一些说美国不注水，或者注水没有导致抬升。事实上我可以负责任的说，长滩市油田目前采油的含水量在99%以上，然后把水全部注回去了，注水量是总采集量的105%，这是长滩市政府规定的。这些信息都是公共信息。

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第一次修改
有好多人说图片是假的。我又查了一下，认为应该是真的。这个油田叫wilmington oil field，是美国历史上产油最多的油田前三。
1930-1940的油田，确实算是古代油田了，注水技术应该还没发明。
再上几张当时的照片







可以看一下当时油井的密集程度，堪称恐怖



这是另外一个角度的照片，可以清晰的看到地面沉降区的边缘，以及一排突出的东西。这个我之前说是消防栓，但仔细看应该是采油树。





地面沉降造成严重的海水倒灌问题。长滩是沿海城市。




这是一张统计地面沉降指数的地图，地图尺寸大概有20公里见方，等高线上的数字是沉降的深度，单位是英尺，每米大约是3英尺。
事实上wilmington oil field地面沉降是一个经典案例。另一个经典案例是英国的北海油田，海底地面沉降导致一些平台出现扭曲和坍塌。
-----------------以下为原始回答------------------
说一个真实的事件。1930,40年代的时候，美国洛杉矶南边的长滩市是著名的产油田，市区是5米一个油井。在四十年代中期的时候，产油区有非常明显的地面沉降，最深处达到8米。




上面这张图就是当时照的。严重的地面沉降导致之前的消防栓变成了电线杆。
后来通过大量注水，慢慢又把地面抬回了之前的水平。
当然，长滩有它的特殊性。表现为油层浅，岩石导通性好，产油过速。但是同时也说明，无所顾忌的产油是可以对环境产生重大影响的。
目前世界上很多大型油田（可以说是绝大多数）都不仅仅是单纯产油，也同时注水。

smile929

这个问题很有意思，之前的三个答案体现了三种思路。
第一种，地表由岩石和沉积物支撑，不由石油支撑，不会沉；
第二种，岩石通过骨架的刚和孔隙流体的柔共同支撑起地表。流体被弄走了，只剩下刚，则易损，会沉；
第三种，油气开采一方面把油和地下水（油水比甚至可达1:9）抽走，另一个方面也会把提取了油气的废水灌回去，补充岩石的孔隙流体，及时止损，让地层不会沉。
三个人说的都对，但也都说的不太对，或者说，是不够全面。
<hr/>第一个说法是对的，脚下的大地当然是岩石和沉积物组成的，并不是一层包裹着石油夹心的酒心巧克力壳。但是，他忽略了地层抵抗压力的本质：骨架+流体。岩石的本质，可以理解成海绵。地下水和油气隐藏在海绵的孔里，就像下图中油和地下水（卤水）分布在颗粒的周围一样，而右图的黑色区域，显示了颗粒之间的孔隙。下图左边当然是计算机生成的模拟，但右边可能是颗粒和孔隙的真实照片——或者至少是真实照片处理色彩后的图像。


第二个说法也是对的，但美中不足的的有点忽略了深度。从纯粹理性的角度，任何减少地下流体的行为，当然会导致地层抗压能力的下降，让地层被压缩，引起地表下降。BUT，油气生产的实质是将地下深处某一层/几层里的流体抽出，一方面是流体减少的地层占比少，另一方面是它们不仅少还很深，一两千米起步，六七千米不多。纵然有那么一点被压缩，最后是否能引起地表下沉呢？emmmm，这恐怕还有待说道。


第三个说法就更对了，一语道破油气生产中并不广为人知的一个环节，但一言未尽却也带来了言之不确。是的，就像前文所述，油气生产中，经常发现抽上来的东西是飘着油星的地下水。每天哗啦哗啦几百吨几千吨水的往外抽。油是宝贵的，我们会回收。但这些水嘛……
又不能喝，工业价值又通常有限，还不能排到自然水体里，甚至还要防漏，处理当然是不可能处理的，那太他妈贵了，再说也不是石油工业污染的……
最好的办法，让它从哪来回哪去，尘归尘土归土，地下水自然要归地下。所以有了回灌井这种东西的存在。不过，回灌井并不总是让这些水回到产出他们的地层ABCDE，而有可能是更深或者更浅的VWXYZ。
就是下面两种都可能存在：




这些回灌井相对均匀的补充了地层的孔隙流体，让抵抗压力的能力，不至于下降的太厉害。
因此，真的还需要担心石油生产引起的地表沉降吗？
<hr/>答案是要！

因为生产石油需要人和设备，人们的生活和设备的运转需要用水。如果当地没有充足的水源，那就会自然使用地下水。过量的使用了地下水而没有补充的话，地层孔隙流体会流失，地层对压力的抗性会下降，浅层含水层会被压缩，地表会出现显著的下沉。
不过，这就和挖石油并没有直接的关系，而是与挖石油的人和其他生活在那里的人有关系了。

宁师我蚜

抽油的时候会往回注水的。