«Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина»

Исследование акустической эмиссионной активности пород под действием флюидодинамических нагрузок, моделирование генезиса «цветковых» структур

УДК: 550.34.06.013.3
DOI: 10.33285/2073-9028-2022-3(308)-32-41

Авторы:

¹ Институт геофизики имени Ю.П. Булашевича Уральского отделения РАН, Екатеринбург, Российская Федерация
² Институт геологии и геохимии имени академика А.Н. Заварицкого Уральского отделения РАН, Екатеринбург, Российская Федерация

Ключевые слова: акустическая эмиссия, напряженно-деформированное состояние пород, акустическое воздействие, фильтрация флюида, разрушение керна, «цветковые» структуры, радиально-концентрические структуры, моделирование генезиса

Аннотация:

В результате исследования акустической эмиссионной активности в образцах керна в условиях напряженно-деформированного состояния, фильтрации флюида и наложении волнового воздействия на установке УИК-АЭ в условиях, максимально приближенных к пластовым, в 2017–2022 гг. имело место растрескивание и разрушение пород. Все образцы керна раскалывались до конусообразной формы с круглым сечением вверху. Отколовшиеся части керна имели строение лопастей пропеллера, изогнутую винтовую форму. Сколы образовывали трещины, падающие под углами 60–80°. С помощью метода сейсмоакустической эмиссии были зафиксированы характерный шум при образовании трещин, затихание звуков перед раскалыванием образца и затем резкое увеличение от разрыва сплошности породы. Данный процесс схож с образованием в горных массивах «цветковых» структур, углы падения разломов которых совпадают с углами падения сколов в исследуемых образцах керна. Известно, что образование «цветков» в природе связано с деформациями сдвига, сопряженного с боковым сжатием. Результаты настоящих исследований говорят о том, что похожие структуры могут образовываться и без горизонтального сдвига, что их роднит со взрывными кольцевыми структурами щитов и платформ.

Список литературы:

1. Взрывные кольцевые структуры щитов и платформ/В.И. Ваганов, П.Ф. Иванкин, П.Н. Кропоткин [и др.]. – М.: Недра, 1985. – 200 с.
2. Гогоненков Г.Н., Кашик А.С., Тимурзиев А.И. Горизонтальные сдвиги фундамента Западной Сибири//Геология нефти и газа. – 2007. – № 3. – С. 3–11.
3. Горожанин В.М. Особенности нефтегазонакопления в солянокупольных областях юго-востока Восточно-Европейской платформы. – Современное состояние наук о Земле [Электронный ресурс]//Материалы международной конференции, посвященной памяти В.Е. Хаина. – Режим доступа: http://khain2011.web.ru (дата обращения: 19.01.2020).
4. Горожанина Е.Н., Горожанин В.М. Строение и перспективы нефтегазоносности зоны передовых складок Южного Урала//Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции «Генезис, миграция и формирование месторождений углеводородного сырья в контексте их поиска, разведки и разработки». – Оренбург, 2018. – C. 21–25.
5. Данилова Е.А. Присдвиговые «цветковые» структуры юго-запада Оренбургской области// Региональная геология и металлогения. – 2020. – Т. 82. – С. 60–68.
6. Данилова Е.А. Соляные структуры осадочного чехла Русской платформы как отражение возможных геодинамически активных очагов генерации углеводородов в фундаменте (на примере Оренбургской области)//Геология и геофизика юга России. – 2021. – Т. 11, № 3. – С. 33–44.
7. Данилова Е.А. Радиально-концентрические структуры в фундаменте древней платформы и условия возникновения очагов генерации углеводородов: реконструкция по сейсмотектоническим данным//Геотектоника. – 2022. – № 3. – С. 36–49.
8. Дрягин В.В. Сейсмоакустическая эмиссия нефтепродуктивного пласта//Акустический журнал. – 2013. – Т. 59, № 6. – С. 744–751.
9. К вопросу об анализе акустических эмиссионных процессов пластов-коллекторов/ Г.В. Иголкина, В.В. Дрягин, З.С. Мезенина, Д.Б. Иванов//В сб.: Глубинное строение, геодинамика, тепловое поле Земли, интерпретация геофизических полей. Материалы Всероссийской конференции с международным участием. – 2017. – С. 187–191.
10. Роль сдвига вдоль горизонтальной плоскости при формировании структур «пропеллерного» типа/Н.В. Короновский, Г.Н. Гогоненков, М.А. Гончаров, А.И. Тимурзиев, Н.С. Фролова//Геотектоника. – 2009. – № 5. – С. 50–64.
11. Сейсмические исследования неравномерности открытой трещиноватости и неоднородности флюидонасыщения геологической среды для оптимального освоения месторождений нефти и газа/О.Л. Кузнецов, И.А. Чиркин, С.И. Арутюнов, Е.Г. Ризанов, В.П. Дыбленко, В.В. Дрягин//Георесурсы. – 2018. – Ч. 2. – Т. 20, № 3. – С. 206–215.
12. Муравьёв В.В. Геодинамика и нефтегазоносность систем концентрических дислокаций литосферы//В кн.: Условия образования и закономерности размещения залежей нефти и газа. – Киев: Наукова Думка, 1983. – С. 121–127.
13. Ребецкий Ю.Л., Михайлова А.В., Сим Л.А. Структуры разрушения в глубине зон сдвигания. Результаты тектонофизического моделирования//Проблемы тектонофизики. К сорокалетию создания М.В. Гзовским лаборатории тектонофизики в ИФЗ РАН. – М.: Изд-во ИФЗ, 2008. – С. 103–140.
14. Смирнова М.Н. Нефтегазоносные кольцевые структуры и научно-методические аспекты их изучения//Геология нефти и газа. – 1997. – № 9. – С. 1–6.
15. Тимурзиев А.И. Развитие представлений о строении «цветковых моделей» Силвестра на основе новой кинематики модели сдвигов//Геофизика. – 2010. – № 2. – С. 24–25.
16. Фролова Н.С. Модели «цветковых» структур в зонах сдвига [Электронный ресурс]// Материалы научной конференции Ломоносовские чтения. – М.: МГУ имени М.В. Ломоносова, 2013. – Режим доступа: http://geo.web.ru/pubd/2013/09/18/0001187172/pdf/frolova_2013.pdf (дата обращения: 24.02.2020).
17. Харченко В.М. Природа структур центрального типа и закономерности распространения залежей углеводородов, локальных и региональных очагов землетрясений//Вестник Северо-Кавказского технического университета. – 2006. – № 2 (6). – С. 48–53.
18. Хачай О.А., Дрягин В.В., Хачай А.Ю. Исследования и моделирование нелинейных акустических процессов в слоистой среде с пористым флюидонасыщенным включением иерархического типа//Мониторинг. Наука и технологии. – 2019. – № 3 (41). – С. 77–83.
19. Чеботарева И.Я., Володин И.А., Дрягин В.В. Акустические эффекты при деформировании структурно неоднородных сред//Акустический журнал. – 2017. – Т. 63, № 1. – С. 84–93.
20. An anhanced fault defection workflow combining machine learning and seismic attributes yields an improved fault model for Caspian Sea asset/С. Laudon, J. Qi, A. Rondon, L. Rouis, H. Kabazi//First break. – 2021. – Vol. 39. – P. 53–60.
21. Naylor M.A., Mandl G., Sijpesteijn C.H.K. Fault geometries in basement-induced wrench faulting under different initial stress states//Jour. Struct. Geol. – 1986. – Vol. 8. – P. 737–752.