что такое геодинамический полигон

Создание геодинамических полигонов

Часть 1. На основании каких нормативных документов необходимо создание геодинамических полигонов?

Под термином геодинамический полигон (сокращенно ГДП) понимается целесообразно выбранная территория, в пределах которой ведется комплекс регулярных астромо-геодезических и гравиметрических наблюдений, нацеленный на количественное определение деформаций земной поверхности и изменений локального гравитационного поля, а также на изучение развитий этих явлений во времени.

В настоящее время, в связи с развитием исследований в области промышленной безопасности, большое внимание уделяется вопросам мониторинга геодинамических процессов на территории месторождений нефти и газа. В целях мониторинга деформационных процессов, обусловленных геодинамическими изменениями, создаются геодинамические полигоны. При проектировании таких полигонов необходимо учитывать математические модели движений земной коры, а также геологическое строение изучаемой территории.

Создание и функционирование геодинамических полигонов на месторождениях нефти и газа, осуществляется в целях обеспечения промышленной безопасности и охраны недр и предписывается следующими нормативными документами Ростехнадзора:

— РД 07-408-01 («Положение о геологическом и маркшейдерском обеспечении промышленной безопасности и охраны недр», п. 16);

В «Положении о геологическом и маркшейдерском обеспечении промышленной безопасности и охраны недр», утвержденном постановлением Госгортехнадзора России от 22.05.2001 года, N18 (РД 07-408-01), предписано геологическим и маркшейдерским службам недропользователей осуществлять мониторинг геодинамических процессов.

Наиболее детально вопросы обоснования, проектирования и функционирования геодинамических полигонов на месторождениях нефти и газа изложены в РД 07-603-03 «Инструкция по производству маркшейдерских работ».

Пункт 263 этого документа полностью посвящен перечню вопросов, которые должны быть отражены при подготовке горно-геологического обоснования системы наблюдений. Так, наряду с типовыми материалами в рамках данного обоснования необходимо привести «. количественную оценку величин, характеризующих деформации массива горных пород и земной поверхности, скорости изменения этих величин». Кроме того, рекомендовано выявлять «границы возможного проявления опасных геодинамических процессов»

Нормативные документы Росстроя, МПР и Роскартографии.

Представления о современной аномальной активности разломных зон и деформациях земной поверхности, обусловленных разработкой месторождений углеводородов, легли в основу базовых положений нормативного документа СП 11-104-97 «Инженерно-геодезические изыскания для строительства», регламентирующих инженерно-геодезические изыскания в районах развития опасных природных и техноприродных процессов (раздел 10). Согласно п. 10.1 к подобным процессам, наряду со склоновыми процессами, карстом и прочими опасными экзогенными геологическими процессами, относятся «.подвижки земной поверхности в районах разрывных тектонических смещений, деформации (смещения, наклоны) земной поверхности на подрабатываемых территориях (при подземном строительстве, откачке поземных вод, нефти, газа и т.п.)».

(«Инструкция по охране окружающей среды при строительстве скважин на суше на месторождениях углеводородов поликомпонентного состава, в том числе сероводородсодержащих»), утвержденном Минтопэнерго РФ (25.01.1996 г.) и Минприроды РФ (10.08.1996 г.) в разделе 2 («Виды воздействия на природно-технические системы и источники загрязнения окружающей природной среды») прописано, что «при оценке потенциального геодинамического риска следует различать три уровня современного геодинамического состояния недр:

Согласно указанию Минтопэнерго РФ от 06.02.1998 г. № СК-17 введено в действие «Руководство по геодинамическим наблюдениям и исследованиям для объектов топливно-энергетического комплекса», в котором прописаны основные виды опасных геодинамических процессов, виды и состав геодинамического мониторинга для отрасли, включая объекты нефтегазового комплекса. Более детальная проработка данных вопросов дана в «Концепции геодинамической безопасности освоения углеводородного потенциала России», которая разработана и утверждена в 2000 году в Министерстве Энергетике РФ с участием ведущих институтов РАН. В Концепции предложен оптимальный вариант состава геодинамического мониторинга на месторождениях нефти и газа и разработана система обеспечения геодинамической безопасности объектов нефтегазового комплекса.

Часть 2. Горно-геологическое обоснование или полноценный проект?

Согласно инструкции по производству маркшейдерских работ (РД 07-603-03) технический проект выполнения комплекса маркшейдерских работ должен включать обоснования и технические решения по созданию системы наблюдений за геомеханическими, геодинамическими, а в необходимых случаях за геокриологическими процессами. Проектная документация составляется на основе горно-геологического обоснования, включающего в том числе, структурное построение геодинамического полигона, методики и периодичность инструментальных измерений в плане и по высоте, программы исследований, горную графическую документацию, количественную оценку величин, характеризующих деформации массива горных пород и земной поверхности и скорости изменения этих величин, определяет границы возможного проявления опасных геодинамических процессов. Горно-геологическое обоснование является составной частью проекта по созданию систем наблюдений на геодинамических полигонах, согласно установленным требованиям, не содержит оценок целесообразности (не целесообразности) проведения таких наблюдений и не освобождает пользователя недр от обязанности проведения наблюдений на геодинамических полигонах в соответствии с техническим проектом производства работ.

Часть 3. Процесс производства наблюдений

Основной формой организации мониторинга на нефтегазовых месторождениях является геодинамический полигон, который представляет собой совокупность повторных, иерархически построенных систем профильных или обсерваторских наблюдений за современным гемодинамическим состоянием техноприродных систем. Рабочие репера на профильных линиях закладываются через 300-500 м. В зонах предполагаемых тектонических нарушений и вдоль коридора подземных коммуникаций реперы закладывают с интервалом равным 100 м. Измерения выполняют не реже двух раз в год с возможной корректировкой частоты наблюдений в зависимости от абсолютных значений деформаций. Геодезический мониторинг завершается после прекращения разработки месторождения и периода опасных деформаций, когда в течение двух-трех последних серий наблюдений значения горизонтальных и вертикальных составляющих векторов движения в исследуемых точках соизмеримы с погрешностями измерений. Точность измерений зависит значений допустимых и критических деформаций, которые устанавливаются соответствующими нормами проектирования зданий и сооружений, правилами технической эксплуатации оборудования или заданием на проектирование. Методы инструментальных наблюдений на геодинамических полигонах:

— измерения с помощью глобальных навигационных спутниковых систем;

После проведения наблюдений получают следующие материалы:

— каталог координат и высот пунктов геодинамического полигона;

— полевые журналы нивелирования, спутниковых и линейно-угловых измерений и т. д. (в зависимости от выбранного метода инструментальных измерений);

— схемы в масштабе по каждой профильной линии с надписанными величинами абсолютных значений высот, измеренных расстояний, створных разностей, горизонтальных углов (в зависимости от выбранного метода инструментальных измерений);

— технический отчет, обязательным пунктов которого является анализ и интерпретация результатов работ.

Перечень материалов, передаваемых заказчику, может быть уточнен в техническом задании. Наша компания обладает всеми необходимыми условиями для проведения наблюдений за деформациями объектов поверхности при разработке месторождений нефти и газа:

— наличие лицензии на производство маркшейдерских работ;

— наличие лицензии на осуществление геодезической и картографической деятельности;

— наличие среди сотрудников специалистов, аттестованных в области промышленной безопасности;

— большой опыт при проведении работ на геодинамических полигонах.

Специалистами компании ООО НИПИ «МарГео» были проведены наблюдения на геодинамических полигонах следующих нефтегазовых месторождений:

— месторождении ООО «НК-Приазовнефть»;

— Абино-Украинском месторождении нефти ООО «Абинский ЭлектроМеталлургический завод»;

— Терновском месторождении ООО «Донская усадьба»;

— месторождении углеводородного сырья, расположенного в пределах лицензионного участка недр «Ачикулакское» ПАО «НК «Роснефть» Ставропольского края ООО «НПО «Градиент» и др.

Компания ООО НИПИ «МарГео» предлагает услуги по созданию проекта геодинамического полигона включающего в себя комплекс маркшейдерских работ по обоснованию и техническому решению создания системы наблюдений за геомеханическими и геодинамическими процессами.

Целью данного проекта является повышение эффективности системы геодинамической безопасности посредством концентрации наблюдений в потенциально опасных местах.

Источник

Геодинамический полигон как субъект законодательства

Геодинамический полигон как субъект законодательства Российской Федерации

История познания современных геодинамических движений развивалась от общих глобальных явлений к частным процессам. Экспериментальное изучение геодинамических движений массива горных пород и земной поверхности, играющих первостепенную роль в формировании напряженно-деформированного состояния, представляет собой сложнейшую научную проблему, так как сопряжено с необходимостью проведения высокоточных измерений смещений и деформаций на базах до десятков километров в миллиметровом диапазоне точности. Вся гамма наблюдаемых цикличных знакопеременных и трендовых движений свидетельствует, что основным свойством геологической среды, особенно в разломных зонах, является нахождение ее в непрерывном движении. Движение выступает как форма существования геологической среды.
С помощью наблюдений на пунктах геодинамических полигонов изучаются современные движения земной коры, проявляющиеся в ее приповерхностных областях в настоящее время в период, сопоставимый по продолжительности со сроками службы объектов недропользования. Причем под недропользованием подразумевается не только добыча, переработка и транспортировка полезных ископаемых, но и вся обширная сфера человеческой деятельности, в которой массив горных пород и его земная поверхность выступают в качестве неотъемлемого важнейшего инженерно-геологического компонента.
Продолжительность срока службы объектов недропользования в зависимости от сроков, указанных в лицензии на недропользование может составлять многие десятки лет. Всё это время пункты геодинамических наблюдений могут использоваться по назначению. Глубина закладки таких пунктов в отдельных случаях уже сейчас достигает 10 – 15 метров. Это серьезные долговременные сооружения, занимающие на земной поверхности определённую территорию. К сожалению, никем и ничем не охраняемую, поскольку в подавляющем числе случаев почему-то не принято оформлять земельные отводы под такие сооружения. В связи с этим становится реальной вероятность уничтожения пунктов ГДП по различным, в основном техногенным причинам ( прокладка разного рода трасс, дорог, строительство карьеров и иных сооружений). И пункт наблюдения, в который были вложены немалые деньги, который принимается заказчиками, как объект капитального строительства, исчезает с лица земли.
С одной стороны, существует ряд нормативных документов и законодательных актов, которые устанавливают необходимость создания геодинамических полигонов (ГДП) как основы мониторинга геологической среды (МТС) на месторождениях нефти и газа. Одним из таких документов является утвержденная Минтопэнерго РФ 25.011996 г., и Минприроды РФ 10.08.1996 г., РД 51-1-96 «Инструкция по охране окружающей среды при строительстве скважин на суше на месторождениях углеводородов поликомпонентного состава, в том числе сероводородсодержащих».
А с другой стороны, любые сооружения, принимаемые как объекты капитального строительства, по закону обязаны ставиться на кадастровый учет в органах государственного кадастрового учёта и обладать земельным отводом. Иначе, само их существование – незаконно! Однако, подобной практики до сих пор не существует.
Необходимость в оформлении земельных отводов под долговременные пункты геодинамических наблюдений назрела давно. Задачами такого оформления должны стать в первую очередь ответственность за сохранность пунктов, исключение вероятности иного использования данных земельных участков кроме указанного и узаконенного кадастровой документацией, предотвращение порчи или случайного уничтожения пунктов ГДП. Исходя из положений статей 130 и 131 Гражданского кодекса РФ, земельные участки являются объектами недвижимости, права на которые подлежат государственной регистрации.
Землеустроительные и кадастровые работы необходимо начинать ещё на стадии проектирования ГДП. В том случае, когда предварительная геодинамическая экспертиза установила необходимость создания геодинамического полигона, готовится технический проект (программа) системы геодинамических наблюдений (геодинамического полигона). С момента согласования технического проекта (программы) с органами Ростехнадзора и с Заказчиком необходимо начинать кадастровые и землеустроительные работы по планируемым объектам. И безусловно, что ещё до стадии закладки наблюдательных пунктов и проведения исходных (и последующих) циклов наблюдений на каждый пункт должен быть оформлен земельный отвод.

В работе использованы труды авторов:

Отзыв:

С уважением, Середович Владимир Адольфович,

профессор, кандидат технических наук, проректор Сибирской Государственной Геодезической Академии по научной и инновационной деятельности

Источник

Геодинамический полигон как субъект законодательства

Геодинамический полигон как субъект законодательства Российской Федерации

История познания современных геодинамических движений развивалась от общих глобальных явлений к частным процессам. Экспериментальное изучение геодинамических движений массива горных пород и земной поверхности, играющих первостепенную роль в формировании напряженно-деформированного состояния, представляет собой сложнейшую научную проблему, так как сопряжено с необходимостью проведения высокоточных измерений смещений и деформаций на базах до десятков километров в миллиметровом диапазоне точности. Вся гамма наблюдаемых цикличных знакопеременных и трендовых движений свидетельствует, что основным свойством геологической среды, особенно в разломных зонах, является нахождение ее в непрерывном движении. Движение выступает как форма существования геологической среды.
С помощью наблюдений на пунктах геодинамических полигонов изучаются современные движения земной коры, проявляющиеся в ее приповерхностных областях в настоящее время в период, сопоставимый по продолжительности со сроками службы объектов недропользования. Причем под недропользованием подразумевается не только добыча, переработка и транспортировка полезных ископаемых, но и вся обширная сфера человеческой деятельности, в которой массив горных пород и его земная поверхность выступают в качестве неотъемлемого важнейшего инженерно-геологического компонента.
Продолжительность срока службы объектов недропользования в зависимости от сроков, указанных в лицензии на недропользование может составлять многие десятки лет. Всё это время пункты геодинамических наблюдений могут использоваться по назначению. Глубина закладки таких пунктов в отдельных случаях уже сейчас достигает 10 – 15 метров. Это серьезные долговременные сооружения, занимающие на земной поверхности определённую территорию. К сожалению, никем и ничем не охраняемую, поскольку в подавляющем числе случаев почему-то не принято оформлять земельные отводы под такие сооружения. В связи с этим становится реальной вероятность уничтожения пунктов ГДП по различным, в основном техногенным причинам ( прокладка разного рода трасс, дорог, строительство карьеров и иных сооружений). И пункт наблюдения, в который были вложены немалые деньги, который принимается заказчиками, как объект капитального строительства, исчезает с лица земли.
С одной стороны, существует ряд нормативных документов и законодательных актов, которые устанавливают необходимость создания геодинамических полигонов (ГДП) как основы мониторинга геологической среды (МТС) на месторождениях нефти и газа. Одним из таких документов является утвержденная Минтопэнерго РФ 25.011996 г., и Минприроды РФ 10.08.1996 г., РД 51-1-96 «Инструкция по охране окружающей среды при строительстве скважин на суше на месторождениях углеводородов поликомпонентного состава, в том числе сероводородсодержащих».
А с другой стороны, любые сооружения, принимаемые как объекты капитального строительства, по закону обязаны ставиться на кадастровый учет в органах государственного кадастрового учёта и обладать земельным отводом. Иначе, само их существование – незаконно! Однако, подобной практики до сих пор не существует.
Необходимость в оформлении земельных отводов под долговременные пункты геодинамических наблюдений назрела давно. Задачами такого оформления должны стать в первую очередь ответственность за сохранность пунктов, исключение вероятности иного использования данных земельных участков кроме указанного и узаконенного кадастровой документацией, предотвращение порчи или случайного уничтожения пунктов ГДП. Исходя из положений статей 130 и 131 Гражданского кодекса РФ, земельные участки являются объектами недвижимости, права на которые подлежат государственной регистрации.
Землеустроительные и кадастровые работы необходимо начинать ещё на стадии проектирования ГДП. В том случае, когда предварительная геодинамическая экспертиза установила необходимость создания геодинамического полигона, готовится технический проект (программа) системы геодинамических наблюдений (геодинамического полигона). С момента согласования технического проекта (программы) с органами Ростехнадзора и с Заказчиком необходимо начинать кадастровые и землеустроительные работы по планируемым объектам. И безусловно, что ещё до стадии закладки наблюдательных пунктов и проведения исходных (и последующих) циклов наблюдений на каждый пункт должен быть оформлен земельный отвод.

В работе использованы труды авторов:

Отзыв:

С уважением, Середович Владимир Адольфович,

профессор, кандидат технических наук, проректор Сибирской Государственной Геодезической Академии по научной и инновационной деятельности

Источник

О значении геодинамических полигонов

Эльдар Ахадов

О значении геодинамических полигонов в процессе поисков, раз­ведки и эксплуатации ма­лоразмерных по площади очагов активной нефтегазогенерации

Широко распро­страненное представление о том, что «гигантские» и даже просто до­статочно большие запасы могут быть соответственно только в боль­ших по площади залежах — всего лишь миф, который не соответствует ми­ровой практике нефтедобычи. На примере круп­нейших месторождений мира профессор Тюменского нефтегазового университета, доктор геолого-минералогических наук Роберт Михайлович Бембель (Институт Геологии и Геоинформатики, кафедра разведочной геофизики) убедительно доказал, что корреляция между площадью залежи и запасами в ней нефти практически отсутствует.

Ошибоч­ные представления о структуре не­фтяных и газовых полей в геологи­ческом разрезе привели к следующим негативным последствиям в экономике топливно-энергетиче­ского комплекса (ТЭК), представля­ющей основу экономики России:

1. Чрезвычайно завышены объемы бурения скважин на тех участках месторождений, где зале­жей либо нет вообще, либо они настолько бед­ны запасами, что их разработка заведомо убыточна.

2. Различные методы воздействия на пласт с целью мни­мого повышения нефтеотдачи на тех участках, где нефти практически нет, не только ухудшают экономические по­казатели при ошибочных представ­лениях о генезисе и пространствен­ном строении залежей, но и содействуют фактическому уничтожению месторождения.

3. Объемы закачиваемой жидкости растут в несколько раз быстрее, чем объемы добычи нефти.

4. Неоправданно высо­кие затраты на бурение и закачку воды не только снижают общую рентабельность добычи углеводородов, но и значительно увеличивают уровень экологического загрязнения, на ликвидацию которого требуются дополнительные серьёзные расходы.

5. Не соответствующие действительности, устаревшие кон­цепции происхождения и эволюции углеводородных залежей ведут к таким техно­логиям добычи, при которых проис­ходит быстрое и явное истощение за­лежей.

Главными элементами новой па­радигмы в ТЭК должны стать поиск, раз­ведка и технология разработки ма­лоразмерных по площади, но чрез­вычайно богатых по запасам очагов активной нефтегазогенерации. Клю­чевым геолого-экономическим па­раметром в новой парадигме слу­жит низкая себестоимость единицы продукции, а не общая сумма добы­тых объемов нефти и газа.

Независимость размеров геологических и извлека­емых запасов нефти и газа от пло­щади залежей и месторождений, установленная еще в 1975 г. И.И.Нестеровым, В.В.Потеряевой и Ф.К.Салмановым, и казавшаяся в традиционной концепции каким-то странным и необъяснимым пара­доксом, вполне понятна и естест­венна в геосолитонной концепции. Теперь эта независимость уже не парадокс, а одна из важнейших за­кономерностей в структуре нефте­газовых полей, которую следует в обязательном порядке учитывать при поисках и разведке месторож­дений углеводородов в каждом нефтегазонос­ном бассейне.

О высокой степени локализа­ции очагов повышенной продуктив­ности, связанных с геосолитонными трубками и СЗД (субвертикальными зонами деструк­ции горных пород), можно судить на примере Ем-Еговского месторожде­ния на участке площадью 1 км2 в районе скв. 2Р (Бембель P.M., Ер­маков В.И., Кирсанов А.И. и др., 1995). На этом участке 92 % накоп­ленной добычи нефти (на период до 1992 г.) получено из одной сква­жины, попавшей в геосолитонную трубку, тогда как на каждую из остальных восьми добывающих скважин, оказавшихся за предела­ми геосолитонного очага, прихо­дится лишь по 1 %.

Еще более локально ураганной оказалась добыча нефти на этом же месторождении из скв. 15Р, по­павшей в геосолитонную трубку, проявляющую признаки современ­ной геодинамической активизации. Из скв. 15Р за 10 лет разработки добыто более 1 млн т безводной нефти. Геолого-геофизический ана­лиз материалов в районе этой сква­жины позволяет сделать вывод о жильном типе залежи, связанной с СЗД, уходящей глубоко (возможно на многие десятки или даже сотни метров) в фундамент.

В своей работе «Геосолитонный механизм образования клиноформных ловушек углеводородов в Западной Сибири и технология их разведки» группа учёных под руководством кандидата геолого-минералогических наук, вице-президента по геофизике ЗАО “ГЕОТЕК Холдинг” Владимира Михайловича Мегери убедительно доказала следующее:

— ведущая роль в формировании трещинно-поровых коллекторов ачимовских толщ с высокими фильтрационно-ёмкостными свойствами принадлежит тектоническим геосолитонным процессам, связанным с дегазацией Земли..

— в прогнозировании размещения высокодебитных скважин в коллекторах ачимовских отложений необходимо основываться на данных высокоточной сейсморазведки,

— для картирования клиноформных ловушек углеводородов необходима новая двухуровневая технология сейсморазведки.

Особенности геологического строения клиноформных ловушек УВ (углеводородов), генетически и тектонически связанных с геосолитонной дегазацией Земли, требуют более совершенных технологий геологоразведочных работ в целом и сейсморазведочной технологии в частности. Надёжное сейсмовидение следов геосолитонов на сейсмогеологических разрезах и их трёхмерных композиций выдвигает свои дополнительные требования, для успешного выполнения которых необходимо существенно усовершенствовать методику полевых работ, технологию компьютерной обработки и основы геологической интерпретации полученных результатов. Эти “три кита” сейсморазведки только при совместном и взаимозависимом их совершенствовании способны обеспечить качественный подъём всей технологии поиска, разведки и промышленного освоения месторождений УВ, контролируемых геосолитонными процессами.

Новая технология должна состоять из двух уровней детальности:

— первый, низкий уровень детальности, обеспечивающий лишь приближённый поиск местоположения геосолитонной трубки и локальных структур, связанных с ней;

— второй, высокий уровень детальности работ, проводимый исключительно на выявленных (на первом, низком, уровне) ограниченных по площади участках.

Постановка стандартных методов 3D_сейсморазведки на первом этапе нецелесообразна в силу того, что суммарная площадь ГТ, как правило, составляет менее 10% общей площади исследований на перспективных территориях. Таким образом осуществляется весьма значительная экономия средств и усилий как в процессе проведения геологоразведки, так и в объемах бурения.

На втором, более высоко-детальном, уровне на выявленных перспективных участках ГТ рекомендуется проводить работы по методике высокоразрешающей объёмной сейсморазведки на ограниченных площадях с целью получения высоко-детального (масштабы от 1:25 000 до 1:10 000 и более крупные) объёмного геологического строения всей совокупности ловушек УВ, контролируемых каждой конкретной ГТ. По результатам обработки полученных материалов (по специализированному высокоразрешающему комплексу) производится не только выбор координат и геометрии разведочных и эксплуатационных скважин, но и указываются аварийно потенциальные участки, при бурении на которых могут произойти аварийные выбросы и пожары на скважинах, способные привести к негативным экологическим и технологическим последствиям.

Главной проблемой поисково­го и разведочного бурения при ма­лоразмерных залежах УВ является «проблема точного попадания» забоя скважины в целевой геологиче­ский объект.

Решение этой проблемы воз­можно при соблюдении двух условий:

— предварительные поисковые геофизические работы должны об­ладать необходимой высокой про­странственной разрешённостью;

— бурение ствола скважины долж­но гарантировать точное попадание забоя в выявленный по геофизике целевой объект.

В традиционных поисковых ра­ботах оба эти требования, как пра­вило, не выполнялись, что приводи­ло к пропуску малоразмерных мес­торождений УВ.

«Точное попадание» поисковой скважиной в оптимальный высокодебитный участок малоразмерной залежи может привести к идеальной схеме: эта единственная скважина, выполнив функции поисковой и раз­ведочной, может оказаться и единст­венной добывающей скважиной. Подобные ситуации имеют место на множестве сегодняшних месторождений.. Например, на извест­ном Самотлорском месторождении сегодня имеются отдельные добыва­ющие скважины с накопленной до­бычей более 2-3 млн т нефти, кото­рые продолжают давать малообводненную продукцию. В то же время на расстоянии всего в 200-300 м от этих высокопродуктивных скважин нахо­дятся десятки добывающих скважин, обводненных на 99 %.

Многолетние геолого-геофизические и геохимические наблюдения, изучение современной геодинамики нефтегазоносных территорий на специальных геодинамических полигонах, локализованных в разных по геологическому строению районах, позволили убедиться в единстве флюидных систем, формирующих месторождения полезных ископаемых, и их тесной связи с глубинными разломами и процессами дегазации глубинных сфер Земли.

Современные глубинные геодинамические и флюидодинамические процессы определяют очаговую генерацию УВ и создают залежи нефти и газа с большим разнообразием форм и фазовых ношений.

Физическая природа геодинамического излучения такова, что над центральными очагами зон деструкции преимущественно создаются временные локальные понижения гравитационного поля, а также повышенной тепловой и электромагнитной активности. В этом интервале, на границе земной коры и атмосферы, формируются особенности условий для осадконакопления. Геодинамическая активность внутренних геосфер оказывает влияние не только на тектонические явления, но на характер распределения осадочного материала в период осадконакопления.

Благодаря миграции подвижных компонентов по проницаемым зонам подобные объекты проявления современной геодинамики, часто называемые дизъюнктивными тектоническими структурами, проявляются не только в физических, но и в геохимических полях, что создает основу для разбраковки перспективных площадей, выявленных структурными геофизическими методами.

В последнее десятилетие объекты отражающие процессы глубинной дегазации и флюидомиграции, закартированы в северных и арктических районах Западной Сибири по данным 3D-сейсморазведки на большинстве месторождений по всей глубине сейсмической записи. В отложениях сеномана и верхнего мела – палеогена зафиксированы следы естественного гидроразрыва пород, на севере бассейна описаны следы грязевого вулканизма.

Ярким примером является многопластовое Ван-Еганское месторождение (до 50 продуктивных пластов), расположенное в Западной Сибири. Высокая степень геодинамической активности, вызванная процессами внутренней геосолитонной дегазации Земли, способствовала образованию здесь уникального многопластового нефтегазоконденсатного месторождения с большим этажом нефтегазоносности (1900 метров) – от сеноманских пластов до тюменской свиты, с плотностью запасов свыше 20 млн.т/км2.

Принадлежность выявленных аномалий по материалам сейсморазведки, газо-химической и тепловой съемки к одному из уникальных месторождений подтверждает высокую перспективность подобных объектов с точки зрения открытия залежей нефти и газа, формирования и совершенствования технологий их поиска и картирования.

Необходимая технология разведки таких месторождений основана на применении ЗD-сейсморазведки и комплексировании с высокоточными методами грави-, магниторазведки, газовыми и тепловыми съемками.

В свете вышеизложенного следует рассмотреть вопрос о переориентации целей и задач маркшейдерских наблюдений в процессе строительства и эксплуатации геодинамических полигонов. Основываясь на степени актуальности производимых высокоточных маркшейдерских измерений на территории нефтегазовых месторождений для современных целей, можно с достаточной уверенностью сказать о назревшей необходимости пересмотра этих целей.

Федеральный закон «О НЕДРАХ» гласит, что одним из Основных требований по обеспечению безопасного ведения работ, связанных с пользованием недрами, является «проведение комплекса геологических, маркшейдерских и иных наблюдений, достаточных для обеспечения нормального технологического цикла работ и прогнозирования опасных ситуаций, своевременное определение и нанесение на планы горных работ опасных зон».

Инструментально зарегистрированные наиболее обширные просадки земной поверхности на территориях разрабатываемых многие десятки (иногда более ста) лет месторождений, достигающие весьма значительных величин составляют:

— нефтяное месторождение Willmington (США) – 8.8 м;

— нефтяное месторождение Lаgunillas (Венесуэла) – 4.1 м;

— нефтяное месторождение Ekofisk (Норвегия) – 2.6 м;

— нефтяное месторождение Сураханы (Азербайджан) – 3м;

— Северо-Ставропольское газовое месторождение – 0.92 м.

В случаях с западно-сибирскими месторождениями эти параметры не превышают нескольких сантиметров и не представляют никакого практического интереса с точки зрения реальных опасностей:

-оценки влияния геомеханических и геодинамических процессов при разработке месторождений углеводородов на изменение геоэкологической среды как для месторождений в целом, так и для промышленной застройки,

— разработки рекомендаций по мониторингу деформационных процессов на месторождениях.

Земля – не твердь, это зыблемая субстанция, она дышит, в её недрах всё движется с неопределенными скоростями, ускорениями и замедлениями. Любые координаты и высоты земных объектов не являются чем-то абсолютно недвижным. Отметка стола ротора, отметка любого фланца запорной арматуры, положение любого превентора – определённые с любой точностью сегодня, уже завтра не будут точно такими же.

Согласно вышеизложенной информации о геосолитонных процессах: физическая природа геодинамического излучения Земли такова, что над центральными очагами зон деструкции преимущественно создаются временные локальные понижения гравитационного поля. Геодинамическими методами могут быть с достаточной степенью достоверности определены границы положительных и отрицательных аномалий магнитного и гравитационного полей высокой, средней и низкой интенсивности.

На основе данных многократных спутниковых GPS-наблюдений определенного временного периода современная геодинамика способна создавать объемные модели фактических оседаний, поднятий и сдвижений земной поверхности любого месторождения, в том числе и углеводородов.

Комплексная система геодинамического мониторинга включает в себя блок деформационного мониторинга, как совокупность базовых методов и видов наблюдений.. В свою очередь деформационный мониторинг состоит из совокупности методов наблю­дений, обеспечивающих получение информации о современном напряженно-деформированном состоянии геологической среды.

Основными методами в этом блоке являются:

— повторное высокоточное нивелирование,

— повторные спутниковые геодезические наблюдения,

Повторное высокоточное нивелирование имеет целью долговременное слежение за деформационными процессами природного и техногенного генезиса на территории геодинамического полигона с определением вертикальной компоненты современных движений земной поверхности. По результатам повторного нивели­рования оценивается уровень современных напряжений в разломных зонах и локали­зуются участки аномального развития современных деформаций. Помимо этого, повторное нивелирование позволяет обнаруживать деформации земной поверхности на ранней стадии их возникновения.

При­менение высокоэффективных спутниковых систем для повторных геодезических наблюдений в соответствии с масштабом этих наблюдений позволяет получить более полную картину распределения вертикальной и гори­зонтальной компоненты движений и деформаций на территории геодинамического полигона.

Такие работы предназначены для оценки фонового напряженно-деформированного состояния геологической среды и изучения горизонтальных смещений вдоль систем разломов.

По результатам работ блока деформационного мониторинга выполня­ется районирование изучаемой территории по степени современной активности отдельных его участков, оценивается возможность выработ­ки прогностических признаков аномальных сейсмических и деформационных собы­тий тектогенного (природного) и техногенного генезиса.

Блок геофизического мониторинга включает в себя совокупность методов, обеспечи­вающих получение необходимой информации о вариациях геофизических полей, обусловленных природными и техногенными геодинамическими и флюидодинамическими процессами во времени. Выявление локальных аномалий ва­риаций силы тяжести необходимо для определения активных разломов, контроля за изменением флюидодинамического режима резервуара и флюидодинамических (миграционных) процессов по ослабленным субвертикальным зонам деструкции (СЗД). Так как форми­рование локальных изменений силы тяжести происходит значительно чаще во време­ни чем формирование деформационных аномалий (по данным повторного нивелиро­вания), то появляется возможность оперативно использовать информацию о вариаци­ях силы тяжести для прогнозирования участков с возможными аномальными сейсмо-деформационными процессами.

Решению задачи по оперативному и достоверному выявлению геодинамических процессов способствует совмещение геодезических методов с гравиметрическим методом, являющимся наименее затратным, быстрым и эффективным, используемым как при поисках и разведке антиклинальных и рифогенных структур в оценке перспектив их нефтеносности и газоносности, так и при изучении зон дизьюнктивных нарушений.

При этом необходимо отметить, что в геосинклинальных областях, особенно, перекрытых рыхлыми отложениями, гравиметрия является одним из основных методов, применяемых при выявлении и картировании тектонических нарушений.

Применительно к специфике условий исследований месторождений углеводородов к возможностям гравиметрии, в частности, можно отнести:

— выявление, картирование и уточнение (совместно с сейсморазведкой) положения разломов в фундаменте и дизъюнктивных нарушений в осадочном чехле,

— определение направления смещений блоков горных пород в фундаменте и осадочной продуктивной толще,

— уточнение контура границ залежей нефти и газа,

— картирование местоположения флюидоподводящего канала жерловой фации в фундаменте.

К сожалению, в настоящее время зачастую возникает вопрос о целесообразности финансирования дорогостоящих работ на создание геодинамических полигонов, поскольку научно-практический опыт исследований показывает отсутствие каких-либо катастрофических деформаций в Западной Сибири, а результаты мониторинга не используются геологическими службами. В целом, такое положение дел дискредитирует современную геодинамику как прикладную науку.

Учитывая актуальность новой па­радигмы, предлагаемой современной наукой, а именно: необходимость поиска, раз­ведки и разработки ма­лоразмерных по площади, но чрез­вычайно богатых по запасам очагов активной нефтегазогенерации, следует рассмотреть вопрос о переориентации задач, решаемых геодинамическими наблюдениями.

Комплексная система геодинамического мониторинга, включающая в себя циклы маркшейдерских и геодезических наблюдений на геодинамических полигонах, может способствовать эффективному решению задач по:

— детальной геометризации недр в местах обнаружения малоразмерных по площади потенциальных объектов активной нефтегазогенерации,

— построению высокоточных пространственных моделей расположения геосолитонных зон, с прогнозным и фактическим учетом таких локальных явлений, как сдвижение горных пород, вероятность горных ударов и иных проявлений геодинамической активности, вызванных процессами внутренней геосолитонной дегазации Земли,

— выявлению участков с повышенным геодинамическим излучением, основанному на явлении локальных понижений гравитационного поля над центральными очагами зон деструкции,

— оценке влияния геодинамических процессов при разработке месторождений углеводородов на изменение геоэкологической среды как для месторождений в целом, так и для промышленной застройки.

После ознакомления с данной статьей профессор Р.М. Бембель, согласившись с её тезисами, дополнил их следующим весьма ценным замечанием:

«…хотелось бы добавить, что в очагах активной геосолитонной генерации углеводородов и повышенной потенциальной аварийности в Западной Сибири нами в 1990-1991 годах (совместно с Белкиным В.И.) были отмечены очаги разгерметизации колонн добывающих скважин. На месторождениях Мамонтовском и Нижневартовского НГР были выявлены до 3000 аварийных порывов скважин. Это наносит огромный экономический ущерб всем добывающим компаниям. В СЗД (субвертикальных зонах деструкции) разрывы колонн отмечались даже в случае двух-трёхкратного увеличения их толщин. Геосолитоны – это ещё и горные удары, которые могут повторяться ежесуточно, что приводит к «усталости» металла с последующими авариями в скважинах, в трубопроводах и других сооружениях»

Следовательно, проведение упреждающих геодинамических исследований на месторождениях УВ до начала их интенсивной разработки помимо вышеперечисленных задач будет способствовать раннему выявлению таких очагов. Это позволит специалистам тщательней подготовиться к разработке месторождения, предусмотрев внедрение всех необходимых и возможных мероприятий по исключению аварийных ситуаций.

На мой взгляд, приоритетной целью маркшейдерских наблюдений геодинамических полигонов должно стать «точное попадание» поисковой скважиной в оптимальный высокодебитный участок малоразмерной залежи при условии внедрения всех необходимых мероприятий по исключению аварийных ситуаций в СЗД. Достижение этой цели способно создать идеальную схему отработки месторождения: когда единственная скважина, выполнив функции поисковой и раз­ведочной, становится и единст­венной добывающей скважиной, заменяя по дебиту тысячи пустопорожних «полуживых» скважин с микроскопическим дебитом.

Благодарю за положительные отзывы об этой статье и моральную поддержку профессоров Р.М. Бембеля, В.А. Середовича и Э.Л. Кима.

В работе использованы труды авторов :

Отзывы о статье:

«Если Вы не против, то разрешите в докладе на пленарном заседании ГеоСибири 2013 мы используем Ваши мысли, а Вас включим в соавторы».

С уважением Ким Э.Л.,

ПЛЕНАРНОЕ ЗАСЕДАНИЕ международного научного конгресса Интерэкспо Гео-Сибирь — 24 апреля 14.00 – 16.00, Новосибирск, Зкспоцентр, Конференц-зал

С уважением, Середович Владимир Адольфович,

проректор Сибирской Государственной Геодезической Академии по научной и инновационной деятельности, профессор, кандидат технических наук

«В целом, со всеми тезисами статьи согласен…»

Источник