Рассматриваются интегральный и дифференциальный подходы к определению объемного сжатия горных пород, вызванного изменениями напряженного состояния. Анализируются изменения объема порового пространства горных пород при увеличении его всестороннего обжатия. Оценка изменений коэффициентов сжимаемости коллекторов, обусловленных разработкой месторождений, является актуальной проблемой, поскольку разброс величин коэффициентов сжимаемости снижает адекватность оценок изменений физических свойств и просадок земной поверхности разрабатываемых месторождений и подземных хранилищ газа. Этот параметр является ключевым при оценке геодинамических последствий длительной разработки месторождений углеводородов и эксплуатации подземных хранилищ газа. Подходы к оценке отличаются применением накопленных (интегральных) или локальных (дифференциальных) изменений пористости при перемене эффективного давления. Показано, что коэффициент объемной сжимаемости пор, рассчитанного по интегральному подходу, значительно превышает его величину, рассчитанную по дифференциальному подходу, что обусловлено накопительным характером сжатия пор при росте эффективного давления. Показано, что дифференциальный подход точнее определяет величину коэффициента сжимаемости пор, так как детальнее учитывает особенности изменения эффективного давления.
Статья посвящена исследованиям объемной реакции горных пород, вызванной изменениями их напряженного состояния. Экспериментально получены и проанализированы изменения объема трещинной и межзерновой компонент порового пространства на основе измерений объема поровой жидкости, выдавливаемой из образца горной породы при увеличении его всестороннего обжатия. Определение трещинной и межзерновой компонент пористости основано на ранее предложенном авторами способе их расчета по величинам скорости продольной волны и общей пористости. Рассмотрены результаты экспериментальных и аналитических исследований изменений пористости и двух ее компонент (межзерновой и трещинной) при воздействии эффективных напряжений. Этот подход позволил авторам оценить величину диапазона изменений объемной сжимаемости как межзерновых пор, так и трещин на представительной коллекции из 37 образцов песчаного коллектора вендского возраста Чаяндинского месторождения. Предложен метод раздельной оценки коэффициентов сжимаемости трещин и межзерновых пор, экспериментально получены их значения и зависимости от эффективного давления . Определено, что знание величин коэффициентов объемной сжимаемости трещинной и межзерновой пористости повысит достоверность оценок изменений петрофизических параметров коллекторов нефти и газа, обусловленных изменениями напряженного состояния в процессе разработки месторождений углеводородов.
На примере ряда месторождений показано, что пространственная приуроченность аварийных ситуаций на скважинах и трубопроводных системах к зонам разломов находит свое естественное толкование в рамках представлений о наличии суперинтенсивных деформаций в этих зонах. В этой связи разработана комплексная система диагностики участков земной поверхности с неустойчивыми деформационными характеристиками, которая основана на последовательной реализации трех взаимоувязанных процедур: детального, метрологически обеспеченного мониторинга процессов (организация геодинамического полигона), комплексной, многовариантной интерпретации наблюдений и селекции различных сценариев возможного негативного развития событий, определение уровня геодинамического риска, прогнозирование экологических и социально-экономических последствий и выработка стратегии превентивных мероприятий.
В рамках разработки проектной документации на подключение дополнительных скважин нижнемеловых отложений Ямбургского нефтегазового месторождения выполнена оценка геодинамических последствий длительной разработки данного месторождения, а также программа мониторинга опасных геодинамических процессов геологической среды.
Представлены результаты повторных нивелирных наблюдений на геодинамическом полигоне, организованных на Мухановском нефтяном месторождении (Самарская область). Показано, что наиболее аномальные вертикальные смещения земной поверхности (120 мм) приурочены к разломной зоне, расположенной в западной части месторождения и представляют существенную опасность для объектов инфраструктуры месторождения. Вертикальные смещения вдоль профиля, пересекающего г.Отрадный, расположенный на месторождении, незначительны и составляют 2-3 мм.
