Геофизические процессы и биосфера: статья

О влиянии сейсмотектонических процессов на динамику добычи нефти и газа и их прикладном значении (на примере Южно-Каспийского бассейна)
А.А. Фейзуллаев 1
2

И.М. Мамедова 3
1 Институт геологии и геофизики Национальной академии наук Азербайджана НАНА
2 Институт нефти и газа Национальной академии наук Азербайджана НАНА, г. Баку
3 НИПИ «Нефтегаз» Государственной нефтяной компании Азербайджана SOCAR
Журнал: Геофизические процессы и биосфера
Том: 21
Номер: 4
Год: 2022
Страницы: 110-130
УДК: 550.8.053; 479.24
DOI: 10.21455/GPB2022.4-8
Ключевые слова: Южно-Каспийский бассейн, месторождение, скважина, нефть, газ и вода, дебит, динамика, землетрясение, корреляция.
Аннотация: На примере длительно разрабатываемого морского газонефтяного месторождения Нефт Дашлары в Южно-Каспийском бассейне (ЮКБ) рассмотрено (c учетом мирового опыта изучения проблемы) влияние сейсмичности на дебит скважин. Анализ основан на промысловых дан-ных 27 скважин, расположенных в различных частях структуры и эксплуатирующих различные стратиграфические интервалы Продуктивной толщи (ПТ, нижний плиоцен). Флюидодинамика изучалась в связи с местным землетрясением 25 ноября 2000 г. (М = 6.7) с эпицентром в Кас-пийском море, южнее Апшеронского п-ова, и удаленным землетрясением в Иране (М = 6.3) с эпицентром вблизи юго-западной окраины ЮКБ. Приведены также некоторые данные и по дру-гим месторождениям ЮКБ. Наиболее характерной особенностью флюидодинамики в период подготовки землетрясения являются высококонтрастные и устойчивые колебания с экстремаль-ными максимальными и/или минимальными значениями, наблюдаемыми в течение нескольких лет до главного подземного толчка. В период (продолжительностью в несколько месяцев) непосредственно до, во время и/или после сейсмического события в добыче нефти, как правило, наблюдается разноконтрастная положительная аномалия. В целом исследованные скважины об-ладают различной чувствительностью к происходящим в недрах сейсмотектоническим процессам, что в значительной степени обусловлено пространственной неоднородностью геологической среды (наличием тектонических нарушений и блоковостью строения резервуара, литофациальной изменчивостью пород и т.д.), а также свойствами содержащихся в резервуаре флюидов (нефти, газа и воды). Дан также краткий анализ прикладного аспекта проблемы – эффективности волновых методов воздействия на пласты с целью увеличения их нефтеотдачи.
Список литературы: Аммосов С.М. Первые результаты экспериментов по механохимическому образованию углеродистых газов в природных условиях // 2-е Всесоюзное совещание по геохимии углерода. Тезисы доклада. М., 1986. С. 312–314.

Барабанов В.Л. Техногенные геофизические явления на месторождениях подземных вод, нефти, газа и твердых полезных ископаемых // Наведенная сейсмичность. М.: Наука, 1994. С.156–165.

Барабанов В.Л., Гриневский А.О., Киссин И.Г., Николаев А.В. Некоторые эффекты вибровоздействия на водонасыщенные пласты. Сравнение с влиянием дальних землетрясений // Изв. АН СССР. Сер. Науки о Земле. 1987. Вып. 297. С. 52–56.

Войтов Г.И., Осика Т.Д., Гречухина Т.Г., Плотников И.А. О некоторых геолого-геохимических последствиях Дагестанского землетрясения 14.05.70 г. // ДАН СССР. 1972. Т. 202, № 3. С. 576–579.

Гадиев С.М. Использование вибрации в добыче нефти. М.: Недра, 1977. 159 с.

Гуфельд И.Л., Матвеева М.И., Новоселов О.Н. Почему мы не можем осуществить прогноз сильных коровых землетрясений // Геодинамика и тектонофизика. Т. 2, № 4. С. 378–415. https://doi.org/10.5800/GT-2011-2-4-0051

Добровольский И.П. Механика подготовки тектонического землетрясения. М.: Наука, 1984. 190 с.

Добровольский И.П., Зубков С.И., Мячкин В.И. Об оценках размеров зон проявления предвестников землетрясений // Моделирование предвестников землетрясений. М.: Наука, 1980. С. 7–44.

Ершов В.В. Флюидодинамические системы – индикаторы геодинамических процессов в земной коре // Тектоника, магматизм и геодинамика Востока Азии: VII Косыгинские чтения. Мате-риалы всероссийской конференции, Хабаровск, 12–15 сентября 2011 г. Хабаровск: ИТиГ ДВО РАН, 2011. С. 48–51.

Иванников В.И. Фрактальность нефтегазовых пластов и добыча углеводородов // Бурение и нефть. 2011. № 2. С. 36–39.

Киссин И.Г. «Чувствительные зоны» земной коры и амплитуды аномалий предвестников землетрясений // ДАН СССР. 1985. Т. 261, № 2. С. 304–307.

Киссин И.Г., Барабанов В.Л., Гриневский А.О. Об эффектах вибрационного воздействия на водо- и нефтенасыщенные пласты. М.: ИФЗ АН СССР, 1987, препринт. 19 с.

Кузнецов В.В., Николаев А.В. Разработка физических основ вибросейсмического воздействия на нефтяную залежь. М.: ИФЗ АН СССР, 1990, препринт.

Марфин Е.А. Скважинная шумометрия и виброакустическое воздействие на флюидонасыщенные пласты. Учебно-методическое пособие. Казань: КФУ, 2012. 44 с.

Мохов М.А., Сахаров В.А., Хабибуллин Х.Х. Виброволновое и вибросейсмическое воздействие на нефтяные пласты // Нефтепромысловое дело. 2004. № 4. С. 24–28.

Муллакаев М.С. Ультразвуковая интенсификация технологических процессов добычи и переработки нефти, очистки нефтезагрязненных вод и грунтов: Дисс. … д.т.н. М.: ИОНХ РАН, 2011. 391 с.

Муллакаев М.С., Абрамов О.В., Абрамов В.О., Градов О.М., Печков А.А. Ультразвуковая технология восстановления продуктивности низкодебитных скважин // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2009. Вып. 4. С. 19–23.

Николаевский В.Н. Механизм вибровоздействия на нефтеотдачу месторождений и доминантные частоты. // ДАН СССР. 1989. Т. 307, № 3. С. 570–575.

Нурмагамбетов А. Проблема возбужденной сейсмичности в Казахстане // Геология и разведка недр. 1997. Вып. 1. С. 32–36.

Осика Д.Г. Флюидный режим сейсмически активных областей. М.: Наука, 1981. 204 с.

Ряшенцев Н.П., Гамзатов С.М. Способ импульсной обработки пластов. Патент РФ № 2070285. 1996.

Садовский М.А., Абасов М.Г., Николаев А.В. Перспективы вибрационного воздействия на нефтяную залежь с целью повышения нефтеотдачи. // Вестник АН СССР. 1986. C. 95–99.

Сердюков С.В. Экспериментальное обоснование вибросейсмической технологии добычи нефти: Дисс. … д.т.н. Новосибирск: ИГД СО РАН, 2001. 208 с.

Серебренников А.В. Разработка технологии повышения нефтеотдачи обводненных карбонатных коллекторов месторождений Беларуси вибросейсмическим воздействием с поверхности Земли мобильными сейсмическими виброисточниками: Дисс. … к.т.н. Гомель, 2011. 170 с.

Симкин Э.М., Лопухов Г.П. Виброволновые и вибросейсмические методы воздействия на нефтя-ные пласты. М.: ВНИИОЭНГ, 1989. Вып. 15. 32 с.

Симонов Б.Ф., Опарин В.Н., Канискин Н.А., Чередников Е.Н., Кадышев А.И., Масленников В.В. Вибросейсмическое воздействие на нефтяные пласты с земной поверхности // Нефтяное хозяйство. 2000. № 5. С. 41–46.

Смирнова М.Н. О влиянии землетрясений на добычу нефти месторождения Гудермес // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1968. Вып. 12. С. 71–76.

Смирнова М.Н. О влиянии слабых землетрясений на режим пятигорских минеральных источников // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1971. Вып. 7. С. 80–83.

Смирнова М.Н. Возбужденные землетрясения в связи с разработкой нефтяных месторождений (на примере Старогрозненского землетрясения) // Влияние инженерной деятельности на сейсмический режим. М: Наука, 1977. С. 128–141.

Смирнова М.Н., Новицкая Н.А., Боярко В.Н. Землетрясение в районе Октябрьского нефтяного месторождения 26 октября 1972 года // Сейсмологический бюллетень Кавказа. Тбилиси: Мецниереба, 1974. С. 199–211.

Соболев Г.А. Основы прогноза землетрясений. М.: Наука, 1993. 313 с.

Султанходжаев А.Н. Гидрохимические предвестники землетрясений в Узбекистане // Поиски предвестников землетрясений. Ташкент: ФАН, 1976. С. 62–65.

Сургучев М.Л., Кузнецов О.Л., Симкин Э.М. Гидродинамическое, акустическое, тепловое циклические воздействия на нефтяные пласты. М.: Недра, 1975. 184 с.

Фейзуллаев A.A. О роли сейсмотектонического фактора в дегазации Земли // III Всесоюзное со-вещание «Дегазация Земли и геотектоника». Абстракты. М.: Наука, 1991. С. 56–57.

Фейзуллаев А.А. Об экологических последствиях длительной разработки месторождений нефти и газа // Изв. НАНА, Науки о Земле. 2013. № 1. С. 35–46.

Фейзуллаев А.А. Современная флюидодинамика в Южно-Каспийском бассейне: особенности и количественные оценки // Геофизические процессы и биосфера. 2021а. Т. 20, № 1. С. 77–94. https://doi.org/10.21455/GPB2021.1-8

Фейзуллаев А.А. Особенности породно-флюидной системы зоны субдукции в Южно-Каспийском бассейне // Геофизические процессы и биосфера. 2021б. Т. 20, № 4. С. 85–102. https://doi.org/10.21455/GPB2021.4-6

Фейзуллаев А.А., Амрахов А.Г., Мамедова С.А. О результатах опытных исследований влияния землетрясения на режим минеральных источников и нефтяных скважин // Материалы научной конференции молодых ученых и специалистов Института геологии АН Азерб. ССР. Баку, 1980. С. 1–5.

Фейзуллаев А.А., Кадиров Ф.А., Кадиров А.Г. Тектоно-геофизическая модель Южного Каспия в связи с нефтегазоносностью // Физика Земли. 2016. № 6. С. 129–138. https://doi.org/10.7868/S0002333716050045

Axen G.J., Lam P.S., Grove M., Stockli D.F. Exhumation of the West-Central Alborz mountains, Iran, Caspian subsidence, and collision-relatedtectonics // Geology. 2001. V. 29, N 6. P. 559–562. https://doi.org/10.1130/0091-7613(2001)029<0559:EOTWCA>2.0.CO;2

Baciu C., Etiope G. Mud volcanoes and seismicity in Romania, in Mud Volcanoes, Geodynamics and Seismicity // NATO Sci. Ser. Earth Environ. / G. Martinelli, B. Panahi, Eds. New York: Springer, 2005. V. 51. P. 77– 88.

Bebbington M.S., Marzocchi W. Stochastic models for earthquake triggering of volcanic eruptions // J. Geophys. Res. 2011. V.116, Iss. B5. B05204. https://doi.org/10.1029/2010JB008114

Bonini M. Mud volcano eruptions and earthquakes in the Northern Apennines and Sicily, Italy // Tec-tonophysics. 2009. V. 474, Iss. 3–4. P. 723–735. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2009.05.018

Bonini M., Rudolph M.L., Manga M. Long- and short-term triggering and modulation of mud volcano eruptions by earthquakes // Tectonophysics. 2016. V. 672–673. P. 190–211. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2016.01.037

Doser D.I., Baker M. R., Luo M., Marrquin P., Ballesteros J., Kingwell J., Diaz H.L., Kaip G. The not so simple relationship between seismicity and oil production in the Permian Basin, West Texas // Pure Appl. Geophys. 1992. V. 139, Iss. 3–4. P. 481–506. https://doi.org/10.1007/BF00879948

Eggert S., Walter T.R. Volcanic activity before and after large tectonic earthquakes: observations and statistical significance. Tectonophysics. 2009. V. 471, Iss. 1–2. P. 14–26. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2008.10.003

Fathi N. Quake in Northern Iran Kills at Least 500. New York Times, June 23, 2002.

Feyzullayev A.A., Lerche I., Gojayev A. About the impact of mud volcano eruptions and earthquake on petroleum production rates (South Caspian Basin) // Int. J. Eng. Res. Tech. (IJERT). 2020. V. 9, Iss. 8. P. 701–708. https://doi.org/10.17577/IJERTV9IS080283

Hill D.P., Pollitz F.F., Newhall C.G. Earthquake–volcano interactions // Phys. Today. 2002. V. 55, Iss. 11. P. 41–47. https://doi.org/10.1063/1.1535006

Horner R.B., Barclay J.E., MacRae J.M. Earthquakes and hydrocarbon production in the Fort St. John area of northeastern British Columbia // Canadian J. Explor. Geophys. 1994. V. 30, N 1. P. 39–50.

Igorev V. Wave vibration oil recovery stimulation technology // Oil of Russia. 2008. N 4. URL: https://oilru.com/or/37/742/ [Access date: September 22, 2022]

Jackson J., Priestley K., Allen M.B., Berberian M. Active tectonics of the South Caspian basin // Ge-ophys. J. Int. 2002. V. 148, Iss. 2. P. 214–245. https://doi.org/10.1046/j.1365-246X.2002.01588.x

Kazmin V.G., Verzhbitskii E.V. Age and origin of the South Caspian basin // Oceanology. 2011. V. 51, Iss. 1. P. 131–140. https://doi.org/10.1134/S0001437011010073

Knapp C.C., Knapp J.H., Connor J.A. Crustal-scale structure of the South Caspian basin revealed by deep seismic reflection profiling // Marine Petrol. Geol. 2004. V. 21, Iss. 8. P. 1073–1081. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2003.04.002

Koyama M. Mechanical coupling between volcanic unrests and large earthquakes: a review of exam-ples and mechanisms // J. Geogr. 2002. V. 111, N 2. P. 222–232. [in Japanese]. https://doi.org/10.5026/jgeography.111.2_222

Kovach R.L., Nur A., Wesson R.L., Robinson R. Water-level fluctuations and earthquakes on the San Andreas fault zone // Geology. 1975. V. 3, N 8. P. 437–440. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1975)3<437:WFAEOT>2.0.CO;2

La Rocque G.A. Fluctuations of water level in wells in the Los Angeles Basin, California, during five strong earthquakes, 1933–1940 // Trans. Am. Geophys. Union. 1941. V. 22, Iss. 2. P. 374–386. https://doi.org/10.1029/TR022i002p00374-2

Linde A.T, Sacks I.S. Triggering of volcanic eruptions // Nature. 1998. V. 395. P. 888–890. https://doi.org/10.1038/27650

Lupi M., Saenger E.H., Fuchs F., Miller S.A. Lusi mud eruption triggered by geometric focusing of seismic waves // Nature Geoscience. 2013. V. 6, P. 642–646. https://doi.org/10.1038/ngeo1884

Manga M., Brodsky E. Seismic triggering of eruptions in the far field: volcanoes and geysers // Ann. Rev. Earth Planet. Sci. 2006. V. 34. P. 263–291. https://doi.org/10.1146/annurev.earth.34.031405.125125

Manga M., Brumm M., Rudolph M.L. Earthquake triggering of mud volcanoes // Marine Petrol. Geol. 2009. V. 26, Iss. 9. P. 1785–1798. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2009.01.019

Mangino S., Priestley K. The crustal structure of the Southern Caspian region // Geophys. J. Int. 1998. V. 133, Iss. 3. P. 630–648. https://doi.org/10.1046/j.1365-246X.1998.00520.x

Mirzaei-Paiaman A., Nourani M. Positive effect of earthquake waves on well productivity: Case study: Iranian carbonate gas condensate reservoir // Scientia Iranica. 2012. V. 19, Iss. 6. P. 1601–1607. https://doi.org/10.1016/j.scient.2012.05.009

Philip H., Cisternas A., Gvishiani A., Gorshkov A. The Caucasus: An actual example of the initial stag-es of continental collision // Tectonophysics. 1989. V. 161, Iss. 1–2. P. 1–21. https://doi.org/10.1016/0040-1951(89)90297-7

Rexin E.E., Oliver J., Prentiss D. Seismically-induced fluctuations of the water level in the Nunn-Bush well in Milwaukee // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1962. V. 52, N 1. P. 17–25. https://doi.org/10.1785/BSSA0520010017

Sawi T.M., Manga M. Revisiting short-term earthquake triggered volcanism // Bull. Volcanol. 2018. V. 80, Iss. 7. Art. 57. https://doi.org/10.1007/s00445-018-1232-2

Sherbome J.E. Recovery of hydrocarbons. USA Patent 2 670 801. 1954.

Steinbrugge K.V., Moran D.F. An engineering study of the Southern California earthquake of July 21, 1952, and its aftershocks. Section 8: Oil wells and oil production // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1954. V. 44, N 2B. P. 279–283. https://doi.org/10.1785/BSSA04402B0201

Vorhis R.C. Effects outside Alaska // The Great Alaska earthquake of 1964: Hydrology. Washington, D.C.: National Academy of Sciences, 1968. P. 140–173.

Watt S.F., Pyle D.M., Mather T.A. The influence of great earthquakes on volcanic eruption rate along the Chilean subduction zone // Earth Planet. Sci. Lett. 2009. V. 277, Iss. 3–4. P. 399–407. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2008.11.005

Zhang L., Ho P., Li Y., He S. Low Frequency Vibration Recovery Enhancement Process Simulation // SPE Reservoir Simulation Symposium, Houston, Texas, 14–17 February 1999. Paper No. SPE-51914-MS. https://doi.org/10.2118/51914-MS