Инклинометрические наблюдения на месторождении им. Ю. Корчагина

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И БИОСФЕРА. 2018. T. 17, № 2. С. 95–110. DOI 10.21455/GPB2018.2-6

ИНКЛИНОМЕТРИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ
НА МЕСТОРОЖДЕНИИ им. Ю. КОРЧАГИНА

1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия

2 Горный институт НИТУ МИСиС, г. Москва, Россия

3 ООО «ЛУКОЙЛ-Нижневолжскнефть», г. Астрахань, Россия

Цель работы – анализ результатов геодеформационного мониторинга на нефтегазоконденсатном месторождении им. Ю. Корчагина в Каспийском море. Наклоны основания морской платформы фиксируются с помощью инклинометров типа «Инклин-2» марки AGS 5. Разработка программного обеспечения сбора и хранения данных осуществлена в Институте океанологии им. П.П. Ширшова РАН.
Обработка временных рядов инклинометрических наблюдений проводилась с помощью специализированных программных средств, разработанных в Институте физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН (пакет WinABD). Оценены амплитуды приливных и сейшевых воздействий, описана динамика изменения положения добывающей платформы во времени. Выявлены периодические колебания по крену с периодом 24 ч и среднегодовой амплитудой 0.005° и по дифференту с периодом 12 ч и среднегодовой амплитудой 0.001°, предположительно связанные с бризовыми воздействиями. Показано, что гравитационно-приливные эффекты (лунно-солнечные статические и морские приливы) не оказывают значимого воздействия на регистрируемые наклоны платформы. Приведены результаты математического моделирования деформаций дна моря, обусловленных разработкой месторождения, и показано, что максимальная амплитуда оседания составляет величину порядка 3 мм. Рассматривалась модель деформируемого пласта-коллектора, включающего два нефтенасыщенных пласта: неокомский подъярус и волжский ярус. Оценка крена и дифферента в месте расположения платформы показала, что крен, обусловленный добычей, может достигать 6∙10–8 (16 угл. мс), а дифферент – 8∙10–8
(12 угл. мс). Оба эти значения многократно меньше как разрешающей способности инклинометров, так и фактически наблюдаемых деформаций, связанных с другими причинами. Обоснован вывод об отсутствии критических кренов и дифферентов добывающей платформы и показано, что разработанный комплекс вычислительных процедур позволяет проводить детальный анализ современных геодинамических процессов, обусловленных разработкой месторождения им. Ю. Корчагина, в постоянном мониторинговом режиме.

Ключевые слова: шельфовые месторождения углеводородов, геодинамические наблюдения, мониторинг, инклинометр, деформационные процессы, техногенные просадки, моделирование, анализ временных рядов, пропуски наблюдений, спектрально-периодограммный анализ, лунно-солнечные приливы, сейши, Каспийское море.

Цитируйте эту статью как: Кузьмин Ю.О., Дещеревский А.В., Фаттахов Е.А., Кузьмин Д.К., Казаков А.А., Аман Д.В. Инклинометрические наблюдения на месторождении им. Ю. Корчагина // Геофизические процессы и биосфера. 2018. Т. 17, № 2. С. 95–110. DOI: 10.21455/gpb2018.2-6

Алешин И.М., Иванов С.Д., Корягин В.Н., Кузьмин Ю.О., Передерин Ф.В., Широков И.А., Фаттахов Е.А. Оперативная публикация данных наклономеров серии НШ на основе протокола SeedLink // Сейсмические приборы. 2017. Т. 53, № 3. C. 31–41. DOI 10.21455/ si2017.3-3.

Болгов М.В., Красножон Г.Ф., Любушин А.А. Каспийское море: Экстремальные гидрологические события / Отв. ред. М.Г. Хубларян. М.: Наука, 2007. 381 с.

Герман В.Х. Спектральный анализ колебаний уровня Азовского, Черного и Каспийского морей в диапазоне частот от одного цикла за несколько часов до одного цикла за несколько суток // Тр. ГОИН. 1970. Вып. 103. С. 52–73.

Жуков В.С., Кузьмин Ю.О., Полоудин Г.А. Оценка процессов проседания земной поверхности при разработке газовых месторождений (на примере Северо-Ставропольского месторождения) // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2002.
№ 7. С. 54–60.

Дещеревский А.В., Журавлев В.И. Тестирование методики оценки параметров фликкер-шума. М.: ОИФЗ РАН, 1996. 12 с.

Дещеревский А.В., Сидорин А.Я. Некоторые вопросы методики оценки среднесезонных функций для геофизических данных. М.: ОИФЗ РАН, 1999. 40 с.

Дещеревский А.В., Сидорин А.Я. Двухкомпонентная модель геофизических процессов: Сезонные вариации и фликкер-шум // Докл. РАН. 2001. Т. 376, № 1. С. 100–105.

Дещеревский А.В., Сидорин А.Я. Проблема фликкер-шума при изучении причинно-следственных связей между природными процессами // Докл. РАН. 2003. Т. 392, № 3. С. 392–396.

Дещеревский А.В., Сидорин А.Я. Периодограммы наложенных эпох при поиске скрытых ритмов в экспериментальных рядах // Сейсмические приборы. 2011а. Т. 47, № 2. С. 21–43.

Дещеревский А.В., Сидорин А.Я. Сравнение периодограмм наложенных эпох и спектров Фурье экспериментальных рядов // Сейсмические приборы. 2011б. Т. 47, № 3. С. 44–70.

Дещеревский А.В., Лукк А.А., Сидорин А.Я. Признаки фликкер-шумовой структуры во временных реализациях геофизических полей // Физика Земли. 1997. № 7. С. 3–19.

Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я. Проблемы анализа временных рядов с пропусками и методы их решения в программе WinABD // Геофизические процессы и биосфера. 2016а. Т. 15, № 3. С. 5–34.

Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я. Технологии анализа геофизических временных рядов. Ч. 1. Требования к программе обработки // Сейсмические приборы. 2016б. Т. 52, № 1. С. 61–82.

Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я. Технологии анализа геофизических временных рядов. Ч. 2. Winabd – пакет программ для сопровождения и анализа данных геофизического мониторинга // Сейсмические приборы. 2016в. Т. 52, № 3.
С. 50–80.

Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я. Программный пакет ABD – универсальный инструмент для анализа данных режимных наблюдений // Наука и технологические разработки. 2016г. Т. 95, № 4. С. 35–48 (Тем. вып. «Импортозамещение в геофизике». Ч. 2. Аппаратура и программное обеспечение). DOI 10.21455/std2016.4-6.

Квятковская С.С., Кузьмин Ю.О., Никитин Р.С., Фаттахов Е.А. Анализ деформаций земной поверхности на Степновском подземном хранилище газа методами спутниковой и наземной геодезии // Вестн. СГУГиТ. 2017. Т. 22, № 3. С. 16–32.

Косарев А.Н., Цыганов В.Ф. Некоторые статистические характеристики колебаний уровня Каспийского моря // Метеорология и гидрология. 1972. Вып. 2. С. 49–56.

Крицкий С.Н., Коренистов Д.В., Раткович Д.Я. Колебания уровня Каспийского моря: Анализ режима и вероятностный прогноз. М.: Наука, 1975. 158 с.

Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика и оценка геодинамического риска при недропользовании. М.: АЭН, 1999. 220 с.

Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика разломов и эколого-промышленная безопасность объектов нефтегазового комплекса // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2007. № 1. С. 33–41.

Кузьмин Ю.О. Проблемные вопросы изучения деформационных процессов в современной геодинамике // Горн. инф.-аналит. бюл. (науч.-техн. журн.). М.: МГГУ, 2008. № 3. С. 98–107.

Кузьмин Ю.О. Еще раз об оценке оседания дна акватории в случае разработки сеноманской залежи одного газового месторождения // Маркшейдерский вестн. 2010. № 1. С. 53–60.

Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика разломных зон: разломообразование в реальном масштабе времени // Geodynamics & Tectonophysics. 2014а. Т. 5, № 2. С. 401–443.

Кузьмин Ю.О. Актуальные проблемы идентификации результатов наблюдений в современной геодинамике // Физика Земли. 2014б. № 5. С. 51– 64.

Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика системы разломов // Физика Земли. 2015. № 4.
С. 25–30.

Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика опасных разломов // Физика Земли. 2016. № 5. С. 87–101.

Кузьмин Ю.О. Парадоксы сопоставительного анализа измерений методами наземной и спутниковой геодезии в современной геодинамике // Физика Земли. 2017. № 6. С. 24–39.

Медведев И.И., Куликов Е.А., Рабинович А.Б. Приливы в Каспийском море // Океанология. 2017. Т. 57, № 3. С. 400–416.

Серебренников М.Г., Первозванский А.А. Выявление скрытых периодичностей. М.: Наука, 1965. 244 с.

Фролов А.В. Моделирование многолетних колебаний уровня Каспийского моря: Теория и приложения. М.: ГЕОС, 2003. 174 с.

Хисамов Р.С., Гатиятуллин Н.С., Кузьмин Ю.О. и др. Современная геодинамика и сейсмичность юго-востока Татарстана / Под ред. Р.С. Хисамова, Ю.О. Кузьмина. Казань: Фэн, 2012. 240 с.

Шустер Г. Детерминированный хаос. М.: Мир, 1988. 240 с.

КУЗЬМИН Юрий Олегович – доктор физико-математических наук, профессор, заведующий лабораторией, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва,
ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: +7 (499) 254-65-65. E-mail: kuzmin@ifz.ru

ДЕЩЕРЕВСКИЙ Алексей Владимирович – кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: +7 (499) 254-90-35. E-mail: adeshere@ifz.ru

ФАТТАХОВ Евгений Альбертович – младший научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: +7 (499) 254-91-35. E-mail: fea@ifz.ru

КУЗЬМИН Дмитрий Кузьмич – аспирант, Горный институт НИТУ МИСиС. 119049, г. Москва, Ленинский просп., д. 6. Тел.: +7 (985) 439-88-72. E-mail: Dimak1292@mail.ru

КАЗАКОВ Алексей Анатольевич – первый заместитель генерального директора – главный инженер, ООО «ЛУКОЙЛ-Нижневолжскнефть». 414000, г. Астрахань, ул. Адмиралтейская, д. 1, корп. 2. Тел. +7 (8512) 40-28-00. E-mail: astr-office1@lukoil.com

АМАН Денис Владимирович – главный маркшейдер – начальник отдела, ООО «ЛУКОЙЛ-Нижневолжскнефть». 414000, г. Астрахань, ул. Адмиралтейская, д. 1, корп. 2. Тел.:
+7 (8512) 40-28-39. E-mail: Denis.Aman@lukoil.com

Yu.O. Kuzmin1, A.V. Deshcherevskii1, E.A. Fattakhov1, D.K. Kuzmin2,
A.A. Kazakov3, D.V. Aman3

1 Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Abstract. The work purpose – analysis of the results geodeformation monitoring at the oil and gas condensate field Yu. Korchagin situated in the Caspian sea. The slopes of the base of the offshore platform are fixed with the help of inclinometers of the Inklin-2 type, AGS 5. The development of software for data collection and storage was carried out by the Shirshov Institute of Oceanology of the Russian Academy of Sciences. Processing time series inclinometer observations were carried out using specialized software tools developed in IPE RAS (package WinABD). The amplitudes of tidal and seismic effects are estimated, the dynamics of changes in the position of the mining platform in time is described. Periodic fluctuations in the roll with a period of 24 hours and an average annual amplitude of 0.005° and a differentiation with a period of 12 hours and an average annual amplitude of 0.001°, presumably associated with breezes, were revealed. It is shown that gravitational-tidal effects (Lunar-Solar static and sea tides) do not have a significant impact on the recorded slopes of the platform. The results of mathematical modeling of sea bottom deformations due to field development are presented and it is shown that the maximum settling amplitude is of the order of 3 mm. A model of a deformable reservoir-reservoir was considered, which includes two oil-saturated reservoirs: the Neocomian substage and the Volzhsky stage. Evaluation of heel and trim at the location of the platform showed that the roll due to the mining can reach 6∙10–8 (16 angular milliseconds), and the trim – 8∙10–8 (12 angular milliseconds). Both these values are many times less than the resolving power of inclinometers, and actually observed deformations associated with other causes. The conclusion about the absence of critical rolls and differents of the mining platform is substantiated and it is shown that the developed complex of computational procedures allows a detailed analysis of modern geodynamic processes caused by the development of the field of Yu. Korchagin in constant monitoring mode.

Keywords: offshore hydrocarbon deposits, geodynamic observations,; monitoring, inclinometer, deformation processes, man-made drawdowns, modeling, time series analysis, omissions of observations, spectral-periodogram analysis, Lunar-Solar tides, seishi, Caspian sea.

KUZMIN Yuri O. – Ph. D. (phys. and math.), professor, head of a laboratory, Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences. Moscow, Russia. Tel.: +7 (499) 254-65-65.
E-mail: kuzmin@ifz.ru

DESHCHEREVSKII Alexey V. – Ph. D. (phys. and math.), leading researcher, Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences. Moscow, Russia. Tel.: +7 (499) 254-90-35.
E-mail: adeshere@ifz.ru

FATTAKHOV Evgeny A. – junior researcher, Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences. Moscow, Russia. Tel.: +7 (499) 254-91-35. E-mail: fea@ifz.ru

KUZMIN Dmitry K. – postgraduate student, Mining College of MISiS. Moscow, Russia.
Tel.: +7 (985) 439-88-72. E-mail: Dimak1292@mail.ru

KAZAKOV Alexei A. – first deputy general director – chief engineer, OOO «LUKOIL-Nizhnevolzhskneft». Astrakhan, Russia. Tel.: +7 (8512) 40-28-00. E-mail: astr-office1@lukoil.com

AMAN Denis V. – chief of surveyor services – head of the department, OOO «LUKOIL-Nizhnevolzhskneft». Astrakhan, Russia. Tel.: +7 (8512) 40-28-39. E-mail: Denis.Aman@lukoil.com

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И БИОСФЕРА 2018 Т. 17 № 2