NGG Russia  


 Меню

 Статистика







 Публикации

txtSQL Warning: Table "pages_clicks" doesn't exist in C:\OpenServer\domains\nggnew2\index.php on line 59

txtSQL Warning: Table pages_clicks doesn't exist in C:\OpenServer\domains\nggnew2\index.php on line 59
Версия для печати

Информационно-измерительная сеть мониторинга геодинамических явлений на нефтегазовых месторождениях

 Соколов В.В., Имшенецкий С.П. 

    В процессе разработки углеводородных залежей и подземного хранение газа происходит потеря устойчивости системы "месторождение углеводородов - дискретная, геодинамически активная среда". При этом активизируются сейсмодеформационные процессы в резервуарах и вмещающих средах. Такая активизация проявляется в виде обширных просадок земной поверхности территории месторождения, аномальных и сложнодифференцированных деформаций земной коры в приразломных зонах, а также в форме наведенной техногенными факторами сейсмической активности.
    В течение прошлого столетия широкое развитие получили региональные депрессии гидравлического напора в многослойных толщах, обусловленные интенсивной откачкой из недр углеводородов. Такие депрессии имеют тенденцию расширяться и их площадь в плане нередко достигает величин порядка 104 км2. В пределах депрессий напора происходит приращение эффективного напряжения в скелете горных пород, возникновению дополнительных (значительных по величине) напряжений в обсадных колоннах и цементных камнях скважин, что приводит к уплотнению горных пород и оседанию земной поверхности, а также к снижению эксплуатационной надежности скважин на нефтегазовых месторождениях и подземных хранилищах газа. Интенсивность оседания земной поверхности описанного генезиса составляет 10 - 20 мм/год, а в центральной части ареала депрессии она в 10 - 20 раз больше и может достигать катастрофических размеров. Так, в США на месторождении "Уилмингтон" произошло "проседание" приповерхностных слоев земной поверхности с образованием в центральной части чашеобразной впадины на глубину до 10 метров, сопровождаемое аномальными деформациями земной коры и повреждениями обсадных колонн в 292 скважинах, из которых более 100 были ликвидированы. Интенсивные современные вертикальные движения земной поверхности тектонического и техногенного характера в Тюменском регионе (скорости вертикальных движений достигают 20 мм/год) также являются одной из причин разрыва колонн эксплуатационных скважин, повреждения наземных и подземных коммуникаций.
    Приведенные выше, а также другие проблемы рациональной и безопасной эксплуатации недр (разработки углеводородных залежей и подземного их хранения) подтверждают актуальность "Концепции геодинамической безопасности освоения углеводородного потенциала недр России", утвержденной Правительством России.
    Реализация такой концепции должна осуществляться в рамках проектов обустройства месторождений, предусматривающих выполнение комплекса маркшейдерских работ на геодинамических полигонах, создаваемых для наблюдений за геомеханическими, геодинамическими, а в необходимых случаях - за геокриологическими процессами.
    Основу таких наблюдений составляют комплексные повторные высокоточные геодезические измерения, выполняемые по специальной программе в специально созданной сети геодезических пунктов, конструктивно позволяющих проводить геофизические, гидрологические, термометрические и другие наблюдения, по результатам которых на нефтяных и газовых месторождениях, включая подземные хранилища, может осуществляться:
    - прогноз активизации тектонических процессов: землетрясений, перехода разломов из статического в динамическое состояние и перемещения геологических блоков по ним вследствие отбора флюидов;
    - разработка мероприятий по поддержанию пластового давления и по интенсификации нефтегазопритоков, особенно со значительной энергетикой (гидроразрыв, пороховые генераторы, скважинное торпедирование);
    - получение данных о пространственной изменчивости экзогенных геологических процессов, развивающихся при эксплуатации месторождений и подземных хранилищ газа, изменений условий эксплуатации и разработки заблаговременных мероприятий по сохранению скважин, полноте и эффективности извлечения углеводородов в подземных хранилищах;
    - обеспечение безопасности работников и населения, охраны недр, объектов окружающей среды, зданий и сооружений от вредного влияния разработки месторождений углеводородов;
    - учет современных вертикальных движений при построении геологических карт и разрезов при разведке горизонтов, залегающих ниже или выше разрабатываемых толщ, а также активных разломных зон и аномальных зон повышенного давления при составлении проектной технологической документации на разработку месторождений.
    Уникальность и оперативность исследований на геодинамических полигонах нефтегазовых месторождений требует от геодезических методов получения пространственно-временных параметров современных движений приповерхностных слоев земной коры (СДПСЗК) с реальными оценками точности и достоверности их получения и интерпретации. Точность получения скоростей современных вертикальных движений приповерхностных слоев земной коры (СВДПСЗК) для конкретных геодинамических полигонов с позиций геодезии регламентируется неравенством:
    
    где - расчетная скорость проседания земной поверхности;     - изменение превышений между двумя геодезическими знаками, повторно наблюдаемыми через интервал времени ; -     погрешность определения скорости СВДПС;  = 3 - нормированный коэффициент при вероятности =97%.
    Тогда предельное значение погрешности измерения скоростей СВДПСЗК определяется выражением:
    
    Погрешность измерения скоростей  первоначально зависит от инструментальной чувствительности метода, которая, например, для повторного геометрического нивелирования определяется выражением:
        
    где - средняя квадратическая погрешность нивелирования на 1 км хода длиной  (в км).
    Информацию о СВДПСЗК, вызванных извлечением из недр углеводородов, несут повторно наблюдаемые геодезические знаки, которые также могут откликаться на воздействия других внешних факторов (атмосферное давление, морозное пучение, термовлажностные деформации грунтов и др.). Последнее должно исключаться из результатов повторных геодезических наблюдений.
    Требованиям к геодезическим наблюдениям, выполняемым в информационно-измерительных сетях геодинамических полигонов нефтегазовых месторождений, может удовлетворять лишь программно-целевой подход, основой которого является комплексный анализ всех мер и средств обеспечения и контроля надежности на всех стадиях постановки геодезических работ на геодинамических полигонах. При этом возникает задача выбора не одного, а комплекса эффективных мероприятий из множества возможных.
    Научными сотрудниками "Нефтегазгеодезии" разработан механизм решения этой задачи, который был успешно реализован на ряде геодинамических полигонов. Решение задачи осуществляется в два этапа:
    1) оценивается эффективность обеспечения конкурирующими мероприятиями требуемого уровня надежности и формируется комплекс мероприятий, удовлетворяющих ограничениям их реализации на полигоне конкретного нефтегазового месторождения. При этом выполняется алгоритмизация повторных геодезических наблюдений с учетом известных характеристик механизма реализации геодинамических процессов на разрабатываемых месторождениях газа;
    2) из сформированного комплекса мероприятий выбираются такие, затраты на реализацию которых являются минимальными.
    На этой основе создан программно-целевой метод изучения современной геодинамики на территориях нефтегазовых месторождений, который также успешно реализован на геодинамических полигонах атомных станций Концерна Росэнергоатом, где решен прогноз сейсмотектонической обстановки в пунктах строительства атомных станций и получены данные о пространственной изменчивости экзогенных геологических процессов, получивших развитие в пределах промплощадок атомных станций, что обеспечило безопасность работников и населения, охрану недр, объектов окружающей среды, зданий и сооружений от влияния эндогенных и экзогенных геомеханических процессов


 



 Погода




 Международное    сотрудничество