CC BY
115
КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ
ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ И ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ НА САМОТЛОРСКОМ ГЕОДИНАМИЧЕСКОМ ПОЛИГОНЕ
Михаил Леонидович Юрьев
Западно-Сибирский филиал Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН, 625048, Россия, г. Тюмень, ул. Таймырская, 74, ведущий инженер, тел. (3452)688-791, e-mail: sussel@mail.ru
Юрий Владимирович Васильев
Западно-Сибирский филиал Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН, 625048, Россия, г. Тюмень, ул. Таймырская, 74, к.г.-м.н., заведующий сектором, тел. (3452)688-791, e-mail: radan92@list.ru
В статье рассмотрен комплексный анализ высокоточных геодезических и геофизических измерений на Самотлорском геодинамическом полигоне за период с 2002 по 2012 годы. Изучены современные деформационные процессы, выявлена мульда оседания земной поверхности, определены взаимосвязи динамики перераспределения масс плотностных характеристик с зонами падения пластовых давлений и максимальных отборов углеводородного сырья.
Ключевые слова: современные геодинамические процессы, динамически напряженные зоны, нивелирование, GPS-наблюдения, динамические аномалии плотностных характеристик, высокоточная гравиметрия, приращение сил тяжести.
COMPLEX ANALYSIS GEODETIC AND GEOPHYSICAL STUDIES IN THE SAMOTLOR GEODYNAMIC TESTING GROUND
Michael L. Yur’ev
leading engineer, West-Siberian Affiliate of Institute of petroleum geology and geophysics SB RAS, 625048, Russia, Tyumen, Taimirskaya str. 74, tel. (3452)688-791, e-mail: sussel@mail.ru
Yuriy V. Vasil’ev
PhD, head of department, West-Siberian Affiliate of Institute of petroleum geology and geophysics SB RAS, 625048, Russia, Tyumen, Taimirskaya str. 74, tel. (3452)688-791, e-mail: radan92@list.ru
The article describes complex analysis of high-precision geodetic and geophysical measurements made on Samotlor geodynamic polygon from 2002 to 2012. Current deformation processes were researched, earth surface sinking trough was identified, interrelation between density parameter masses redistribution and zones of reservoir pressure drops and maximum extractions of hydrocarbons.
Key words: current geodynamic processes, dynamically stressed zones, levelling, GPS measurements, dynamic anomalies of density parameters, high-precision gravimetry, gravity force increments.
В соответствии с требованиями условий лицензионного соглашения и действующих нормативных документов Ростехнадзора на территории Самотлор-ского месторождения ОАО «Самотлорнефтегаз» и ОАО «ТНК -Нижневартовск»
в 2002 году был создан Самотлорский геодинамический полигон (СГДП), состоящий из 95 глубинных реперов. С 2003 года по настоящее время ежегодно выполняется комплекс геодезических и гравиметрических исследований для определения характеристик напряженно-деформационного состояния недр.
Самотлорское месторождение нефти открыто в 1965 году и введено в разработку в 1969 году. По состоянию на начало 2013 г. из недр месторождения накопленная добыча жидкости составила 11,6 млрд. тонн, в том числе накопленная добыча нефти составила 2,4 млрд. Для получения такого результата в систему ППД закачено 13,4 млрд м рабочего агента (подземных, поверхностных и сточных вод). Общий фонд скважин составляет 15508 единиц. Площадь горного отвода лицензионного участка ОАО «СНГ» составляет 1675 км . Такая гигантская техногенная нагрузка (почти 10 скважин на 1 км2 площади) инициирует проявление геодинамических процессов природно-техногенного генезиса, которые формируют деформационные, сейсмические и флюидодинамические изменения в недрах.
Основной целью работы на геодинамическом полигоне является обеспечение геодинамической и промышленной безопасности от техногенного влияния разработки месторождения на природную среду, промышленные и гражданские сооружения, попадающие в площадь горного отвода (Нижневартовская ГРЭС, пос. Излучинск), посредством создания эффективной системы мониторинга.
Для решения поставленных целей и задач использовалась методологическая основа комплексирования нескольких методов: анализ высокоточных геодезических измерений, гравиметрии, площадная радарная спутниковая интерферометрия, анализ геолого-промысловой обстановки, гидрогеологических и инженерно-геологических условий. Работы на Самотлорском геодинамическом полигоне выполнялись в соответствии с требованиями инструкций и Проекта, согласованного в Ростехнадзоре.
Результаты десяти циклов высокоточных геодезических измерений, полученных методом нивелирования II класса, за период 2002-2012 гг. выявили, что у подавляющего числа пунктов высоты уменьшились. Максимальная величина суммарной осадки составляет -162 мм (пункт 0061), что свидетельствует о стабильном оседании земной поверхности над подрабатываемой территорией. Анализ геодезических измерений за период наблюдений 2002-2012 годы позволил совместить мульды оседания 2002-2003, 2002-2005, 2002-2007, 2002-2009, 2002-2011, 2002-2012 годов и построить усредненную мульду оседания по нулевым значениям. Все эти построения позволяют сделать вывод о том, что по изолинии -30 мм интегральная мульда занимает 2/3, а по изолинии -50 мм почти 1/2 территории лицензионного участка (рис. 1).
Спутниковые наблюдения выполнялись для определения изменений координат центров глубинных реперов и направления их горизонтальных смещений в геоцентрической системе координат ITRF. Измерения выполнялись относительным методом с использованием пунктов международной службы IGS. Максимальная величина горизонтального сдвижения зафиксирована в пункте 0003 -28 мм.
Рис. 1. Формирование мульды оседания земной поверхности за период 2002 - 2012 гг.
Рис. 2. Иитерферометрическая обработка радиолокационных космических снимков за 2008-2011 гг.
Высокоточная гравиметрия направлена на выявление динамических аномалий во времени сил тяжести земли на дневной поверхности, которые обусловлены изменениями плотностных характеристик на глубине. В результате многолетних гравиметрических выявлено, что изменение гравитационного поля зависит от режима флюидодинамических процессов происходящих в недрах, поскольку прослеживается закономерность изменения сил тяжести от добычи нефти на месторождении.
Интерферометрическая обработка радиолокационной съемки с повторных орбит космического аппарата (КА) - это современный способ дистанционного зондирования, позволил получить цифровую модель рельефа (ЦМР) и схему динамики подстилающих покровов за время между съемками 2007 -2011 годы. Полученные результаты по интерферометрии являются возможностью проследить не только нулевую изогипсу на период 2007-2011 годы, но и тенденцию ее развития, а так же определить влияние соседних месторождений на деформационные процессы Самотлорского месторождения: на западе это Аган-ское и Ваттинское, на востоке и юго-востоке - Тарховское и Советское (рис. 2).
Выполненное геодинамическое районирование территории Самотлорского месторождения базируется на использовании наземных и аэрокосмических методов, изучения истории геологического развития, тектонического строения, неотектонического и современного режима геоблоков земной коры, простирания зон планетарно-тектонической трещиноватости. Построенная карта современной геодинамической обстановки на 2002-2012 годы выделяет 5 зон гео-динамического риска, которые приурочены к зонам максимального оседания, градиентным зонам изолиний вертикальных сдвижений, границам геоблоков (рис. 3).
Усть-Вахская площадь по данным комплекса геодезических и геофизических измерений, интерферометрии и анализа оптических снимков относится к территории со знакопеременными подвижками. В этой связи, по совокупности
признаков таких как: геолого-тектоническое строение с наличием разломных
1 2
зон обнаруженных от фундамента до кровли АВ1 - , сложные инженерногеологические и гидрогеологические условия, наличие динамической и статической нагрузки агрегатов, техногенное влияние разработки месторождения, исследуемая площадь, где расположен пос. Излучинск и Нижневартовская ГРЭС, нами рассматривается как зона геодинамического риска.
Таким образом, системный подход к сбору, анализу и интерпретации данных по геолого-геофизической обстановке, основным геолого -промысловым показателям, гравиметрии позволяет определять генезис формирования современных деформационных процессов земной - природный или техногенный.
Сопоставительный анализ полученной информации по накопленной добыче нефти с данными по динамике приращения сил тяжести Земли и количественными показателями мульды оседания за рассматриваемый период наблюдений, свидетельствует о высокой взаимосвязи трёх методов.
Рис. 3. Карта современной геодинамической обстановки
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Васильев Ю.В., Мартынов О.С. Анализ результатов исследований на геодинамиче-ском полигоне Самотлорского месторождения. // Материалы восьмой научно-практической конференции «Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО». Х-Мансийск, 2005. Том 1. С. 452-461.
2. Васильев Ю.В., Мартынов О.С., М.Л. Юрьев, А.Ю. Белоносов, С.И. Яковлев.// Анализ результатов геодезических и гравиметрических измерений на Самотлорском геодинами-ческом полигоне // Маркшейдерский вестник. 2012. № 5. С.36-42.
© М.Л. Юрьев, Ю.В. Васильев, 2013
