Механика горных пород при разработке месторождений углеводородного с

Маркшейдерский контроль за правильностью разработки месторождений углеводородного сырья (в части полноты отработки запасов месторождений), соблюдением технических проектов и планов развития горных работ (в части определения рационального развития горных работ) в условиях разработки месторождений УС обеспечивается посредством определения динамики сдвижения земной поверхности для повышения надежности прогноза участков изменения фильтраци- онно-емкостных свойств продуктивных объектов и оптимизации геологических моделей.

71

СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СПЕКТРЕ ПРОЯВЛЕНИЙ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ В РЕЗУЛЬТАТАХ ПОВТОРНЫХ ВЫСОКОТОЧНЫХ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ

Ю.В. Вершинина, 9385228@gmail.com

Рассматривается вопрос влияния экзогенных факторов на результаты повторных высокоточных геодезических наблюдений, выполняемых с целью изучения техногенных смещений земной поверхности (ТСЗП). Показано, что недоучет влияния экзогенных геомеханических процессов, достигающих десятков мм и более, исключает получение достоверных сведений относительно ТСЗП.

It was considered the impact of exogenous factors on the high-precision repeated results of geodetic observations performed with the purpose of studying of man-made displacement of the earth's surface (MDES). It was shown that the undercount of the influence of exogenous geomechanical processes reaching tens of millimeters and more eliminates the receipt of reliable information about the man-made displacement of the earth's surface.

Повторные высокоточные геодезические наблюдения на промплощадках и геодинамических полигонах (изыскательских, прогностических, техногенных) выполняются с целью количественного исследования пространственно-временных параметров геомеханических процессов, протекающих в приповерхностных слоях земной коры. Индикаторами их количественной оценки при этом служат пространствен- но-временные перемещения геодезических знаков. Однако совместное и одновременное проявление глубинных (эндогенных) и приповерхностных (экзогенных: природных и техногенных) геомеханических процессов в деформациях горных массивов и земной поверхности не позволяет фиксировать их независимо друг от друга, что особенно важно при решении ряда научных и практических задач. Так, на геодинамических полигонах нефтегазовых месторождений изучению подлежат главным образом геомеханические процессы техногенного происхождения (деформации пластов-коллекторов и вышележащих слоев земной коры). Протекающие наряду с техногенными природные экзогенные и эндогенные геомеханические процессы в этом случае будут являться помехами при установлении истинных кинематических характеристик техногенных. Учет влияния экзогенных геомеханических

72

процессов на результаты повторных геодезических наблюдений затрудняется вследствие их большого разнообразия и неоднородности проявлений в пространстве и во времени.

Экзогенные геомеханические процессы, порождаемые экзогенными факторами, протекают в приповерхностных слоях земной коры на глубинах до 15 метров и более, являются повсеместно распространенными, сложно-дифференцированными в пространстве и во времени. Оказывая физические и механические воздействия на геодезические знаки, они приводят к их периодическим (суточным, нерегулярным, сезонным) вертикальным смещениям. Амплитуда таких смещений достигает десятка и более миллиметров и зависит от времени суток, года, инженерно-геологических, гидрологических и климатических условий закладки нивелирных знаков. Так, сезонные колебания термовлажностного режима грунтов (на глубине закладки оснований нивелирных знаков) приводят к их вертикальным смещениям на десятки мм, а перепады атмосферно давления на 50 мм рт. ст. – к смещениям до 8 мм. Интегральная величина может составлять 120–150 мм.

При скоростях техногенных смещений земной поверхности (ТСЗП) Vпр = 5–10 мм/год, характерных для большинства нефтегазовых месторождений, предельная погрешность их определения согласно неравенства не должна превышать 1,25 и 2,50 мм соответственно (при значении нормированного коэффициента tβ = 2 и вероятности P = 0,95). Из сопоставления значений величин «экзогенных» смещений нивелирных знаков и предельно допустимых погрешностей определения ТСЗП следует, что недоучет влияния экзогенных геомеханических процессов на результаты повторных геодезических наблюдений исключает получение достоверных и репрезентативных сведений относительно кинематических характеристик ТСЗП.

73

УСЛОВИЯ ЭФФЕКТИВНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ДЕФОРМАЦИЙ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

И ГЕОДИНАМИКИ НЕДР НА РАЗРАБАТЫВАЕМЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ УГЛЕВОДОРОДОВ

В.И. Волков, egi@energaziz.ru

Рассматривается современное состояние повторных геодезических наблюдений на геодинамических полигонах нефтегазовых месторождений и перспективы повышения их эффективности с позиций решения маркшейдерско-геологических задач.

It was considered the current state of repeated geodetic observations on the geodynamic polygon of oil and gas fields and prospects of improving their effectiveness from the standpoint of solving surveying and geological problems.

Обобщение и анализ результатов выполненных геодезических работ на многочисленных геодинамических полигонах (ГДП) нефтегазовых месторождений указывают на низкую эффективность результатов этих наблюдений, рассмотренных с позиций решения задач по изучению кинематических характеристик современных движений земной поверхности и близповерхностных слоев земной коры природного и техногенного происхождения, а также оценки влияния геомеханических и геодинамических процессов на изменение фильтрационно-емкостных свойств залежей нефти и газа вследствие их уплотнения на основе установленных количественных параметров, характеризующих деформации пла- стов-коллекторов. При этом можно сделать заключение, что современный подход к постановке неоправданно громоздких и дорогостоящих повторных геодезических наблюдений за деформационными процессами на ГДП, за редким исключением, не позволяет решать поставленных перед наблюдениями маркшейдерских задач в связи с тем, что приходится сопоставлять нерелевантные, характеризующиеся низкой репрезентативностью результаты, которые чаще всего оказываются недостоверными по причинам искажения их различными побочными эффектами, не имеющих отношения к контролируемым процессам.

В докладе рассматривается особый подход к проектированию наблюдательных систем на конкретном ГДП, который рассматривает объ-

74

ект геодезических исследований на ГДП как сложную динамическую систему, выходными параметрами которой лишь частично являются количественные показатели деформаций земной поверхности, пластовколлекторов и кинематические характеристики геодинамических процессов, позволяет осуществить научно-обоснованную постановку наблюдений для получения достоверных результатов. Такой научнотехнический подход к реализации процесса повторных геодезических наблюдений позволяет, в отличие от существующей практики проведения геодезических работ на ГДП, решать задачи синтеза обоснованных проектных решений с достоверностью, надежностью и точностью определения деформационных параметров, что открывает возможность решения сложных маркшейдерских задач, поставленных перед повторными геодезическими наблюдениями, при значительном снижении капитальных затрат и экологического ущерба окружающей среде.

75