ДИНАМИКА ДЕФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ЗЕМНОЙ КОРЫ

ДИНАМИКА ДЕФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ЗЕМНОЙ КОРЫ
В РАЙОНЕ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ТЕНГИЗ ПО
ДАННЫМ ДЗЗ
Жантаев Ж.Ш.1, Фремд А.Г. 1, Кирсанов А.В. 1, Иванчукова А.В. 1, Кантемиров Ю.И.2,
Никифоров С.Э.3
1
АО «НЦ КИТ» НКА, Республика Казахстан
2
ООО «СОВЗОНД», Россия
3
Московский горный государственный университет, Россия
В настоящей работе рассмотрены результаты дешифрирования данных радарной
съёмки территории, включающей месторождение Тенгиз, которое находится в разработке
с апреля 1991 года и характеризуется весьма сложными термодинамическими
параметрами. Поскольку месторождение Тенгиз по своим запасам относится к числу
наиболее значительных в мировой классификации, то оценка его геодинамического
состояния представляет непреходящий интерес, позволяющий конкретизировать ход
деформационных процессов и инициировать разработку превентивных мер, направленных
на предупреждение возможных катастрофических последствий.
Основные результаты дешифрирования данных радарной съёмки спутником
ENVISAT ASAR. Для получения статистически выверенной оценки смещений земной
поверхности над месторождением Тенгиз, произошедших за период 2004-2009 г.г. было
использовано 60 из 528 теоретически возможных пар снимков. При этом большая часть
рассматриваемого периода анализировалась по результатам обработки не одной, а
нескольких пар снимков, что значительно увеличивает достоверность получаемых
результатов за счет увеличения вклада реально закономерно происходящих динамических
процессов и снижения роли случайных факторов[1].
Зарегистрированная мульда оседаний имеет приблизительно равные уклоны на
северо-восточном и юго-западном склонах. При этом северо-западный ее склон более
крутой, чем юго-восточный. Непосредственно береговой линии к 2009 году мульда
оседаний земной поверхности не достигла.
Основные результаты дешифрирования данных радарной съёмки спутником
ALOS PALSAR. Бортовой радиолокатор PALSAR спутника ALOS вел съемку в Lдиапазоне длин волн, что обеспечило лучшее сохранение когерентности фаз во времени.
Это позволило построить интерферограммы от первого по порядку снимка ALOS со всеми
последующими. Основное отличие результатов мониторинга смещений в 2004-2009 гг. по
данным ENVISAT от результатов мониторинга смещений за 2007-2010 годы по данным
ALOS – это ярко-выраженное наличие ускорения смещений за период с 2007 по 2010 гг.
(за период 2004-2009 гг. оседания происходили без ускорения).
С другой стороны, при сравнении мульды оседаний по данным ENVISAT 2004-2009
года с мульдой по данным ALOS хорошо заметно движение нулевой изолинии этой
мульды со временем в сторону побережья. В будущем это может создать опасность
подтопления наземной инфраструктуры.
Интерпретация результатов дешифрирования данных ДЗЗ. Месторождение
Тенгиз, открытое в 1979 году, занимает площадь порядка 365 квадратных километров.
Мощность нефтяного пласта достигает огромной величины в 1,6 километра. Коллектор
месторождения находится в интервале глубин 3,8 - 5,4 км, а пластовое давление нефти
достигает 800 атм., то-есть вдвое превосходит гидростатическое давление, при котором
нефть находится в большинстве месторождений. Проектом разработки месторождения
Тенгиз предусматривалось [2], что длительный период добыча нефти будет происходить
при постепенном снижении пластового давления до 500 атм. за счет упругой энергии
нефти и грунтового скелета. В связи с этим возникли опасения, что, учитывая очень
большую мощность пласта, столь значительное снижение давления нефти в пласте может
привести к большим объемным деформациям залежи и, как следствие, к существенным
просадкам дневной поверхности над месторождением. Различные специалисты давали
оценки этим просадкам от 7 до 15 м. C учётом рельефа местности (степь) и то, что уровень
суши в районе месторождения лишь незначительно выше уровня моря, такие просадки
земной поверхности могли бы привести к затоплению месторождения.
По данным объемов добычи нефти за 1993-2010 годы было выявлено увеличение
добычи нефти и ускорение добычи с 2008-2010 годы, что коррелирует со значениями
просадок земной поверхности и ускорением просадок соответственно с 2008 по 2010 год.
Используемые для повышения дебита скважин методы гидроразрыва пласта (ГРП) и
направленной разгрузки пласта (НРП), разработанный С.А. Христиановичем [3] вызывают
сдвиговые напряжения, провоцирующие растрескивание и разрыхление за счёт
высвобождения запасенной в ней упругой энергии сжатия от горного давления.
Постепенное понижение давления за счёт отбора нефти вызывает уплотнение разреза и
сопровождается просадками. По мнению Н.П. Лебединец [4] «на месторождении Тенгиз,
как и по грозненским верхнемеловым залежам, эффективная проницаемость и емкость
коллекторов, по-видимому, обусловлены в основном пустотами вторичного
происхождения (трещинами, порами выщелачивания, кавернами) с гораздо большими
характерными линейными размерами, чем у первичных пор и поровых каналов». И можно
предполагать, что
весь продуктивный массив эффективно контролируется
трещиноватостью. «Взаимоувязываются между собой также величины пластовых
давлений, замеренные в разных частях продуктивной толщи» [4]. Таким образом, можно
считать, что тотальная трещиноватость коллектора и неизбежное снижение пластового
давления, а также местоположение и количество добывающих скважин, являются теми
физическими факторами, которые определяют динамику просадок земной поверхности.
Используемая литература:
1. Жантаев Ж.Ш., Фремд А.Г. и др. Космический радарный мониторинг смещений
земной поверхности над нефтегазовым месторождением Тенгиз. Ж. Геоматика № 1,
2012
2. История метода Георыхления (интернет-ресурс).
3. Христианович С.А., Коваленко Ю.Ф. Об упругом режиме эксплуатации нефтяного
месторождения. ФТПРПИ, 1990, № 1.
4. Лебединец Н.П. Геолого-промысловые особенности месторождения Тенгиз, ж.
Геология нефти и газа № 2, 1990.