Н.А. Касьянова, Ю.О. Кузьмин. Применение структурно-геодинамического картирования в нефтегазовой отрасли. Современная аномальная геодинамика недр и ее влияние на объекты нефтегазового комплекса.–М.: Изд. АОЗТ Геоинформмарк, 1996.

ПРИМЕНЕНИЕ СТРУКТУРНО-ГЕОДИНАМИЧЕСКОГО КАРТИРОВАНИЯ В НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ

Н.А. Касьянова, Ю.О. Кузьмин.

В нефтегазовой отрасли структурно-геодинамическое картирование применяется как на линейных протяженных объектах (газопроводы и нефтепроводы), так и на площадных: существующих и проектируемых парках нефтеналивных резервуаров, подземных газохранилищах.

На трассах газонефтепроводов структурно-геодинамическое картирование выполняется с целью выявления геодинамических зон, в пределах которых происходит ускорение процесса коррозии в металле трубы, появление усталостных деформаций с последующими разрывами трубы в результате меняющегося во времени напряженно-деформированного состояния грунтов. Геодинамические зоны выделяются при пересечении трассами трубопроводов районов активных тектонических нарушений, карстоопасных и оползневых участков. Геодинамический разрез по трассе газопровода Россия–Турция (Краснодарский край), построенный по результатам эманационной съемки (параметр Iо – суммарное содержание радона, торона). На разрезе выделяются две крупные области (геодинамические блоки В и Д), где в наибольшей степени получили развитие крупные геодинамические зоны с большой плотностью. В обоих блоках наблюдаются геодинамические структуры с глубокими корнями, где возможно накопление упругих напряжений, связанных с глубинными источниками в земной коре и автоколебательным режимом Земли. Наиболее неблагоприятными элементами горного массива по трассе газопровода с точки зрения инженерной защиты являются границы геодинамических блоков, особенно шовные зоны самых активных блоков В и Д, отдельные геодинамические зоны в геодинамических блоках. Выявленное блоковое строение определяет различную амплитуду и частоту вертикальных и горизонтальных движений горного массива. Поэтому отдельные участки трубопровода будут испытывать различное воздействие со стороны грунтового массива, что будет приводить к появлению усталостных деформаций в металле трубы.

На площадных объектах нефтегазовой отрасли структурно-геодинамическое картирование применяется для выявления зон активных тектонических нарушений, влияющих на устойчивость нефтяных резервуаров, ускорение процесса коррозии металла резервуаров в условиях меняющегося во времени регионального геодинамического (тектонического, сейсмического), а также собственного техногенного (спуск, налив нефти в резервуары) режимов. На исследуемой территории біла проведена радиоволновая съемка по профилю, пройденному на участке проектируемого резервуара № 1 на площадке нефтяного терминала для хранения нефти в Де-Кастри (проект «Сахалин-1»). В районе проектируемого резервуара прослеживается значительная аномалия показателя энтропии (порядка 130м), которая фиксирует геодинамическую зону, имеющую глубинный характер (распространение аномалии на всю глубину геодинамического разреза) и являющуюся зоной высшего ранга для данного участка. Выявленная геодинамическая зона совпадает с геоморфологическими особенностями площадки резервуарного парка (резкие изменения контура береговой линии, сдвижение вершинной части дневного рельефа в районе геодинамической зоны), характеризуется наличием на участке зоны «элювиальных карманов» с низкими значениями скоростей продольных волн в 10-метровой толще, участков гидротермального изменения скальных пород и поглощения промывочной жидкости при бурении скважин (свидетельства изменения состояния плотного скального массива в сторону разуплотнения).

При сейсмических процессах, а также в результате техногенного воздействия на массив в процессе эксплуатации нефтяных резервуаров, в выявленной геодинамической зоне возможно резкое ухудшение прочностных характеристик грунтов. Рекомендуется усиление грунта основания резервуара геотекстилем с целью снижения влияния выявленных неблагоприятных факторов.

На площадках подземных газохранилищ структурно-геодинамическое картирование выполняется при мониторинговых исследованиях в процессе эксплуатации газохранилищ. По результатам выполненных работ выявляются активные структурные элементы массива, являющиеся потенциальными каналами перетоков газа с дальнейшим его выходом на поверхность. Проницаемость геодинамических зон изменяется в зависимости от меняющегося во времени регионального геодинамического и собственного техногенного (отбор и закачка газа в газохранилище) режимов. По результатам эманационной и газовой съемок на профиле были выявлены геодинамические зоны разной мощности и интенсивности (отрицательные значения показателя энтропии для радона и метануглекислых газов), отвечающие проявлениям геодинамических процессов на контурах газоносности и разрывных нарушений в миоценовых отложениях.

Совпадение выявленной в средней части профиля мощной геодинамической зоны самого высокого порядка с участком наибольшей нарушенности миоценовых отложений и максимальным градиентом вертикальных движений земной поверхности указывает на то, что наиболее слабым участком на исследованном профиле является купольная часть подземного газохранилища, где происходит наибольшая техногенная нагрузка на горный массив в связи с закачкой и отбором газа. Низкая добротность массива и постоянное техногенное и периодическое региональное воздействия могут привести к появлению крипа – медленного течения горного массива на разных глубинах, что вызывает деформации эксплуатационных скважин вплоть до возникновения аварийных ситуаций.