Фрактальность пространственного распределения очагов землетрясений.

методы анализа пространственного распределения сейсмических событий.
Опыт регистрации и анализа

данных по сейсмической активности в районе месторождения нефти. Выявление активных тектонических разломов.
Взаимосвязь между сейсмической активностью и параметрами эксплуатации месторождения нефти.
Использование регистрации микросейсмических явлений для определения положения трещин гидроразрыва пласта.

Лекция 3

от масштаба карты

непересекающиеся кубики со стороной Δ.
Пусть имеется вероятностная мера μ, которая

в i-ой ячейке принимает значение pi(Δ).
Энтропия Больцмана
Энтропия Гиббса-Шеннона
Обобщенная энтропия Реньи
Обобщенная размерность меры

стороной Δ.
Выберем интервал энергий землетрясений и времени их наблюдения.

пространству
группирование по времени;
Выявление сейсмически однородных блоков.
Анализ миграции локальных максимумов сейсмической

активности.

гипоцентрами пар событий с размерами области эффективного изменения НДС в

результате первого из двух сейсмических событий. Радиус зоны влияния Rвл. полагается пропорциональным длине сейсмогенерирующей части разлома L:

Длина разлома определяется по энергии E землетрясения

Коэффициент 0.4 получен из эмпирических формул:

где М – магнитуда. Разброс коэффициентов указанных зависимостей дает оценку E/V=101.2÷102.3, где V – объем очага землетрясения в m3, коэффициент А может принимать значения от 3 до 8.
Выбирается первое в анализируемом каталоге событие, для него проводится поиск первого близкого события. После обнаружения такого события в качестве зоны влияния рассматривается объединение зон первого и второго событий и производится поиск событий, попавших в объединенную зону и т. д. Полученная выборка трактуется как группа первого события. Затем формируется группа второго события и т.д.

во времени одинаково. Процедура определения границ таких блоков:

На участке повышенной

активности выбирается представительная площадка с активностью, наибольшей за рассматриваемый период.
Для этой площадки строится график изменения сейсмической активности во времени.
Размер площадки увеличивается. Если при этом график изменения активности принципиально не меняется, то размер площадки вновь увеличивается.
Такая же процедура выполняется соседних областей повышенной активности.

энергии сейсмических событий по площади в районе Ромашкинского месторождения нефти

Показаны тектонические разломы по [Белоусов и др., 1994] (сплошные линии) и граница между Ромашкинским и Ново-Елховским месторождениями, соответствующая Алтунино-Шунакскому прогибу (пунктирная линия).

времени между последовательными событиями для представительных сейсмических явлений соответствует распределению

Вейбулла с параметрами n = 0.50, x0= 8719:

в каждой группе показано отдельным цветом. Показано расположение основных тектонических

структур.

Пространственные особенности сейсмичности в районе Ромашкинского месторождения

плане линий, соединяющих эпицентры парных сейсмических событий в районе Ромашкинского

месторождения нефти (а) и распределение азимутов этих линий (б).

участков шахт 14 и 15 СУБРа.

1 -афтершоки, зарегистрированные 19.V с 1 до 15 час; 2

- с 11 час. 31 мая до 2 июня; б - линии группирования всех афтершоков землетрясения 17.V1976 г. с глубиной 5-9 км;

а

б

остальные и направлением на север для временных групп афтершоков: а)

для афтершоков землетрясения 8.IV.1976г. с глубиной 5-9 км; б) для первых 50 афтершоков 17.V.1976г. с глубиной 5-9км; в) для афтершоков 19.1111984 г. с глубиной 7.5-10 км; г - для афтершоков 19.III.1984 г. с глубиной 10-12.5 км.

Эпицентры афтершоков землетрясения 19.III.1984 г., составляющие группы по времени: а-глубина 10-12,5 км; б - глубина 0-5 км, начало процесса; в-конец процесса; г - суммарная картина афтершоков глубиной 0-5 км. Линии соответствуют максимумам гистограмм

нефти
Взаимодействие техногенных воздействий при разработке месторождений углеводородов и сейсмо-деформационных режимов
Усиление

техногенной сейсмичности вызывается дисбалансом между объемами закачанной и добытой жидкостями и совпадением периодов изменения объемов закачки при нестационарном заводнении с периодами естественных сейсмо-деформационных режимов.
Рост техногенной сейсмической активности ведет к падению эффективности мер по увеличению нефтеотдачи

вариациями объемов добычи и закачки жидкости и дисбаланса.

месторождения газа.

к усилению сейсмического эффекта Нефтегорского землетрясения.

добычи флюидов поровое давление в коллекторе постепенно снижается, увеличивая нагрузку

вышележащих пород на скелет коллектора. В результате происходит сжатие коллектора. При этом, если залежи достаточно обширны, уровень земной поверхности понижается почти на такую же величину.

Сдвиговые деформации и смещения, возникающие в результате дифференциального сжатия коллектора:
а) – на границе резервуара; б) – вдоль разлома внутри резервуара

В результате декомпрессии в коллекторе вдоль разлома распространяется сдвиговая подвижка,

которая может вызвать сдвиговое разрушение прочного пласта, расположенного над месторождением, сопровождающееся землетрясением.

слоем пластичной породы (например, каменной соли). В результате пластических деформаций

соли происходит перераспределение напряжений вдоль разлома, находящегося на значительном расстоянии от резервуара. Нарушение равновесного напряженного состояния на разломе в результате декомпрессии в коллекторе является «спусковым крючком» (триггером) для высвобождения энергии тектонических деформаций.

Механизм возникновения триггерных землетрясений

микросейсмического (МС) мониторинга на месторождениях УВ
1980-90-е годы – ряд проектов

по МС мониторингу, в основном в США, крупнейший – Cotton Valley Consortium Project в 1997, начало коммерческих проектов
2000 – е годы – бурный рост проектов по МС монторингу, в основном в США, около половины – на Barnett Shale, тысячи ГРП с применением МС мониторинга

Гистограмма изменения результатов запросов по ключевому слову «микросейсмичность» в библиотеках SPE и SEG

серии гидроразрывов пласта на разных глубинах в двух скважинах: а)

проекция гипоцентров микросейсмических событий на поверхность земли; б) трехмерное изображение гипоцентров микросейсмических разрывов вблизи скважины 8-11

(из статьи V.Grechka, P.Mazumdar, S.Shapiro Predicting permeability and gas production of hydraulically fractured tight sands from microseismic data. GEOPHYSICS, V75, N1. 2010)

Геофоны расположены в скважине

на поверхности
Вид в плане проекции гипоцентров сейсмических событий, зарегистрированных на

различных этапах проведения ГРП горизонтального участка скважины

Сопоставление давления на забое скважины, расхода жидкости и концентрации проппанта с расстоянием от скважины до гипоцентров сейсмических событий и энергией событий

Из статьи B.J. Hulsey, Leo Eisner, Michael P. Thornton, Dana Jurick. Application of relative location technique from surface arrays to microseismicity induced by shale fracturing. SEG 2009 Abstracts.

Турунтаев С.Б. Техногенные процессы в литосфере (опасности и катастрофы).