Рейтинг@Mail.ru
Навигация

Студенческое лекционное турне SLT Russia & CIS 2008/09

Прогноз и опасность сейсмичности, вызванной резервуарным возбуждением: основные физические принципы

Лектор: Сергей Александрович Шапиро

Место проведения: Россия и СНГ

Описание лекции

Эксперименты с закачиванием флюидов в скважину являются обычными для стимуляции и расширения углеводородных и геотермальных резервуаров. Новую важную область здесь представляют удаление СО2. Тот факт, что закачивание флюида является причиной сейсмичности, хорошо известен несколько десятилетий. В настоящее время исследование направлено на представление в количественной форме и контроле этого процесса. Анализ и мониторинг сейсмичности, вызванной флюидами, может помочь нам охарактеризовать породы и провести оценку результатов их стимуляций (напряженного состояния).

Флюид, вызвавший сейсмичность, затрагивает широкий ряд процессов между двумя последующими пределами. Если давление закачивания превышает минимум основного тектонического напряжения, будет создано гидравлическое нарушение. В зависимости от роста нарушения возбуждается сейсмичность с характерными свойствами. Рост гидравлического нарушения обычно сопровождается раскрытием нового объема трещин, потерей жидкости для гидроразрыва и ее инфильтрацией в породы коллектора, а также диффузией давления инъекции в поровое пространство окружающих пород и внутрь гидравлического нарушения. Некоторые из этих процессов могут быть рассмотрены по особенностям пространственно-временного распределения вызванной микро сейсмичности. Часто сейсмичность также наблюдается на расстоянии многих сотен метров от источника закачивания и даже по экспериментам, где давление закачивания меньше, чем основное минимальное напряжение (одинаковое во многих геотермических системах). В этих случаях диффузия порового давления, предполагается, является доминантным фактором, контролирующим микро сейсмичность. Флюид, вызвавший сейсмичность, обычно проявляет несколько характерных признаков диффузии, которые непосредственно относятся к степени пространственного роста, геометрии скоплений гипоцентров микро землетрясений и их плотности в пространстве. В некоторых случаях спонтанно вызванная естественная сейсмичность, подобно серии землетрясений, также проявляет такие типично диффузионные признаки. Магнитуды М вызванной флюидами сейсмичности обычно имеют порядок до 2–3.

Тем не менее, особенно при длительном закачивании в течение месяцев или даже лет наблюдаются землетрясения с большими магнитудами (М=4 и более). До настоящего времени для оценки вероятности этих имеющих место событий, были предприняты небольшие усилия. Мы поясняем способ расчета и контроля вероятности землетрясений, вызванных флюидами. Мы демонстрируем много примеров наборов данных сейсмичности по различным экспериментам с закачиванием, включающих Fenton Hill и Paradox Valley (USA), Soultz (France) и Ogachi (Japan).

Краткое содержание лекции

  • Введение в теорию волновых явлений в упругой и пороэластичной средах

  • Введение в физические основы сейсмологии землетрясений и мониторинг сейсмичности

  • Обзор физики и областей приложения вызванной флюидами сейсмичности, как описано в выше приведенном кратком изложении

  • Примеры естественной и искусственно вызванной сейсмичности

О лекторе

Сергей Александрович Шапиро получил диплом (1982) Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова и PhD (1987) научно-исследовательского института ВНИИгеосистем в Москве, оба по геофизике. С 1982 до 1992 г. он проводил исследовательские работы во ВНИИГеосистем. В 1992–1997 г. он работал в Университете Карлсруэ, Германия. В течение этого времени он получал стипендию A. von Humboldt и профессорство Heisenberg. С 1997 по 1999 гг. он был профессором прикладной геофизики Геологической школы Нанси, Франция. С февраля 1999 г. он является профессором геофизики Freie Universitat Berlin. С 1997 до 2006 г. он был одним из ответственных исследователей WIT Consortium. С 2004 г. он является руководителем научно-исследовательских работ университетского объединённого проекта PHASE. Его интересы включают в себя процессы сейсмогенеза, сейсморазведку и физику пород. В 2002 г. он получил Геофизическую премию SEG за лучшую работу. В 2004 г. он был избран членом ученого совета Института физики (Великобритания). Он является членом SEG, EAGE, AGU и Германского геофизического общества German Geophysical Society (DGG).


Яндекс цитирования
Журнал First Break и материалы всех мероприятий EAGE направляются на индексацию в систему Scopus.
Журналы Basin Research, Geophysical Prospecting, Near Surface Geophysics и Petroleum Geoscience направляются на индексацию в системы Scopus и Web of Science.