Детализация участков повышенной промышленной опасности Спорышевского месторождения углеводородов по результатам 1-го цикла натурных геодезическо-гравиметрических измерений

УДК 551.2/.3

И.Г. Ганагина, Д.Н. Голдобин, А.И. Каленицкий, Э.Л. Ким, В.А. Середович

ДЕТАЛИЗАЦИЯ УЧАСТКОВ ПОВЫШЕННОЙ ПРОМЫШЛЕННОЙ ОПАСНОСТИ СПОРЫШЕВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ 1-ГО ЦИКЛА НАТУРНЫХ ГЕОДЕЗИЧЕСКО-ГРАВИМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ

I.G. Ganagina, D.N. Goldobin, A.I. Kalenitsky, E.L. Kim, V.A. Seredovitch SSGA, Novosibirsk

DETALIZATION OF HIGHER PRODUCTION- RISK SITES OF SPORYSHEV HYDROCARBON DEPOSIT ACCORDING TO THE RESULTS OF THE 1ST CYCLE OF IN-SITU GEODETIC AND GRAVIMETRIC MEASUREMENTS

The article presents the results of the first preliminary cycle of in-situ geodetic and gravimetric measurements made for investigation of geodynamic natural and technogenic processes caused by hydrocarbon extraction on Sporushev deposit.

Первый цикл комплекса геодезическо-гравиметрических натурных измерений по изучению и контролю геодинамических процессов на Спорышевском месторождении и его периферии выполнен в 2006 - 2007 годах на основании договора о совместных работах, заключенного между ОАО «Сибнефть-Ноябрьскнефтегаз» и Сибирской государственной геодезической академией.

Создание геодинамического полигона предусматривало организацию и проведение комплексных натурных измерений по изучению геодинамических процессов с целью выявления причин осадок и деформаций земной поверхности и недр, зданий, сооружений и коммуникаций на территории Спорышевского месторождения, в том числе города Ноябрьска, и выработки рекомендаций по снижению последствий их негативного проявления.

Выполнены следующие виды работ:

- Спутниковые координатные измерения на пунктах каркасной сети, сети сгущения и рядовой сети;

- Нивелирование I и II классов на пунктах опорной сети, сети сгущения и определение высот точек рядовой сети техническим нивелированием;

- Гравиметровые измерения на пунктах опорной и временных точках рядовой сетей;

- Обработка, уравнивание и интерпретация результатов натурных геодезическо-гравиметрических измерений.

Результаты натурных геодезическо-гравиметрических наблюдений позволили выполнить предварительную комплексную интерпретацию геодезическо-геофизических данных.

При построении объемной геолого-плотностной модели месторождения по данным сейсморазведки (использовались планы изогипс глубин

отражающих горизонтов) остро обозначился дефицит сведений об особенностях изменения физических свойств горных пород (в первую очередь - плотности) по разрезу. Поэтому сводную объемную цифровую модель разреза пришлось отклонить до получения таких данных.

Для предварительной интерпретации сейсмо-тектонической обстановки на территории геодинамического полигона были использованы региональные и локальные значения аномалий силы тяжести, редуцированные на основе синтезированной цифровой модели границы раздела осадочных образований и вулканогенно-осадочной толщи (фундамента) с предположением о том, что она является наиболее значимой по разнице плотности горных пород, расположенных выше и ниже её.

Было принято решение о качественной интерпретации результатов. Для этого, исходя из теоремы Фишера о предельных глубинах залегания источников аномалий, был определен размер контура палетки осреднения аномального поля так, чтобы в локальных аномалиях наиболее полно отразились плотностные неоднородности верхней части разреза в пределах глубин от 0 до 1,0 - 1,5 км. Размер стороны контура квадрата осреднения был принят равным 6 км. Цифровая модель гравитационного поля при этом была задана с шагом 1 км.

Поле аномалий силы тяжести в редукции Буге (рис. 1 ) и его региональный фон отчетливо отражают гравитационный эффект субкольцевой структуры в нижнепалеозойском фундаменте, имеющей пониженную плотность по отношению к вмещающим массам.

Можно предположить, что это или жерловая часть вулканического образования, или интрузия кислого состава, например, гранитного.

Региональная аномалия четкая, позволяет определить численные параметры этого объекта (глубину залегания, форму верхней поверхности и дефицит плотности).

На основе качественного анализа поля локальных аномалий были выявлены зоны повышенных значений горизонтального градиента их изменения, а также направления линейного простирания этих зон, свидетельствующие о возможности приуроченности к ним дизъюнктивных элементов в геологическом разрезе осадочного чехла. С учетом таких зон, данных линеаментного анализа форм рельефа на территории геодинамического полигона (выполнен в ОАО

Рис. 1. Аномалии Буге с а0 = 2.0 г/см

«Сибнефть - ННГ») и результатов сейсморазведки (ОАО «Центральная геофизическая экспедиция», 2001 г.) построена схема комплексной интерпретации геодезическо-геофизических данных (рис. 2).

Условные обозначения Зоны трещиноватости дробления Дизьюнктивы в верхней части разреза

Разломы в фундаменте по результатам сейсморазведки

Зоны повышенного промышленного риска

Граница месторождения Скважины и их номера

Рис. 2. Схема комплексной интерпретации

По комплексу данных на схеме оконтурены зоны повышенного промышленного риска: одна, выделяемая уверенно, две другие -

предполагаемые. Требуют дополнительного осмысливания в дальнейшем еще два фактора.

681

Первый связан с диффузной картиной локального сквозного нарушения согласия залегания горизонтов от фундамента до поверхности дневного рельефа, отражаемого на временных сейсмических разрезах и частично подтверждаемых гравиметрией. Не исключено, что это связано с проявлением вибрации промышленного характера.

Второй фактор пока объяснить физико-геологическими причинами не удалось. Он связан с резким уменьшением значения аномального поля силы тяжести на ОГП СВ9 на восточной лицензионной границе месторождения. Ошибкой в измерениях или в редуцировании объяснить это не удалось, так как «опирающиеся» на него рядовые гравиметровые измерения это уменьшение не подтвердили. При построении отчетных схем значение силы тяжести на этом пункте пришлось исключить, исходя из нормативных требований [1], согласно которым аномалия выделяется по наблюдениям не менее, чем на трех точках.

Первый цикл комплекса геодезическо-гравиметрических натурных измерений по изучению и контролю геодинамических процессов на Спорышевском месторождении и его периферии является начальным, предварительным. Изучение динамики деформационных процессов необходимо продолжить в последующих циклах натурных наблюдений, которые приобретают контролирующее значение.

В них анализ состояния промышленной и, в какой-то мере, экологической безопасности будет базироваться на анализе и синтезе вариаций изменения во времени и по амплитуде планового, высотного положения марок центров пунктов и реперов, гравитационного поля.

Комплексная интерпретация вариаций указанных параметров потребует разработки методики построения динамических моделей изучаемого объекта с выходом на практические рекомендации по обеспечению его устойчивого функционирования в реальной природной среде. При этом необходимо будет учитываться, что ощутимое проявление воздействия процессов извлечения сырьевых масс и нагнетания водных начинает измерительно ощущаться на поверхности не ранее чем через 10 лет после начала интенсивной эксплуатации месторождения. Гравитационные вариации как фактор отражения глубинных процессов в этом отношении могут начать проявляться ранее. Чтобы обеспечить повышение эффективности геодезическо-гравиметрического мониторинга промышленного риска, в систему комплексных натурных измерений должны быть в последующем включены как законсервированные скважины глубокого расположения, так и марки в основаниях значимых зданий и сооружений, основных продуктопроводов.

При отладке процесса натурных наблюдений, включая последовательность исполнения отдельных видов работ, последующие двухгодичные циклы желательно проводить регулярно с тем, чтобы динамика сейсмо-тектонических процессов на месторождении отслеживалась непрерывно.

1. Инструкция по гравиразведке. - М., 1988.

2. Результаты применения моделирования в рудной геофизике в различных районах Сибири / Мин-Гео. СССР: Сибирский науч.-исслед. ин-т геологии, геофизики и минер. сырья; под ред. В.С. Моисева, ГГ. Ремпеля. - М.: Недра, 1989. - 219 с.

3. Каленицкий, А.И. Методические рекомендации по учету влияния рельефа местности в гравиразведке: практ. руководство / А.И. Каленицкий; МинГео СССР). - М.: СНИИГГиМС. - 1981.

© И.Г. Ганагина, Д.Н. Голдобин, А.И. Каленицкий, Э.Л. Ким, В.А. Середович, 2008