Создание геодинамических полигонов

Часть 1. На основании каких нормативных документов необходимо создание геодинамических полигонов?

Под термином геодинамический полигон (сокращенно ГДП) понимается целесообразно выбранная территория, в пределах которой ведется комплекс регулярных астромо-геодезических и гравиметрических наблюдений, нацеленный на количественное определение деформаций земной поверхности и изменений локального гравитационного поля, а также на изучение развитий этих явлений во времени.

В настоящее время, в связи с развитием исследований в области промышленной безопасности, большое внимание уделяется вопросам мониторинга геодинамических процессов на территории месторождений нефти и газа. В целях мониторинга деформационных процессов, обусловленных геодинамическими изменениями, создаются геодинамические полигоны. При проектировании таких полигонов необходимо учитывать математические модели движений земной коры, а также геологическое строение изучаемой территории.

Создание и функционирование геодинамических полигонов на месторождениях нефти и газа, осуществляется в целях обеспечения промышленной безопасности и охраны недр и предписывается следующими нормативными документами Ростехнадзора:

- РД 07-408-01 («Положение о геологическом и маркшейдерском обеспечении промышленной безопасности и охраны недр», п. 16);

- РД 07-603-03 («Инструкции по производству маркшейдерских работ», п.п. 262 - 267).

В «Положении о геологическом и маркшейдерском обеспечении промышленной безопасности и охраны недр», утвержденном постановлением Госгортехнадзора России от 22.05.2001 года, N18 (РД 07-408-01), предписано геологическим и маркшейдерским службам недропользователей осуществлять мониторинг геодинамических процессов.

Наиболее детально вопросы обоснования, проектирования и функционирования геодинамических полигонов на месторождениях нефти и газа изложены в РД 07-603-03 «Инструкция по производству маркшейдерских работ».

Согласно п. 262 Инструкции «Технический проект (программа) выполнения маркшейдерских работ включает обоснование и технические решения по созданию системы наблюдений (геодинамических полигонов) за геомеханическими, геодинамическими, а в необходимых случаях - за геокриологическими процессами.

Пункт 263 этого документа полностью посвящен перечню вопросов, которые должны быть отражены при подготовке горно-геологического обоснования системы наблюдений. Так, наряду с типовыми материалами в рамках данного обоснования необходимо привести «...количественную оценку величин, характеризующих деформации массива горных пород и земной поверхности, скорости изменения этих величин». Кроме того, рекомендовано выявлять «границы возможного проявления опасных геодинамических процессов»

В п.п. 264 - 267 детально прописаны вопросы проектирования системы геодинамических наблюдений (полигона), а также базовые элементы регламента (густота наблюдательных пунктов, периодичность и длительность измерений) и формата итоговых материалов наблюдений.

Нормативные документы Росстроя, МПР и Роскартографии.

Представления о современной аномальной активности разломных зон и деформациях земной поверхности, обусловленных разработкой месторождений углеводородов, легли в основу базовых положений нормативного документа СП 11-104-97 «Инженерно-геодезические изыскания для строительства», регламентирующих инженерно-геодезические изыскания в районах развития опасных природных и техноприродных процессов (раздел 10). Согласно п. 10.1 к подобным процессам, наряду со склоновыми процессами, карстом и прочими опасными экзогенными геологическими процессами, относятся «.подвижки земной поверхности в районах разрывных тектонических смещений, деформации (смещения, наклоны) земной поверхности на подрабатываемых территориях (при подземном строительстве, откачке поземных вод, нефти, газа и т.п.)».

(«Инструкция по охране окружающей среды при строительстве скважин на суше на месторождениях углеводородов поликомпонентного состава, в том числе сероводородсодержащих»), утвержденном Минтопэнерго РФ (25.01.1996 г.) и Минприроды РФ (10.08.1996 г.) в разделе 2 («Виды воздействия на природно-технические системы и источники загрязнения окружающей природной среды») прописано, что «при оценке потенциального геодинамического риска следует различать три уровня современного геодинамического состояния недр:

- допустимый - величина относительного деформирования геологической среды не превышает 5‧10^-6, т.е. горизонтальные размеры участка геологической среды длиной в 1 км изменяются во времени (в среднем за 1 год) не более чем на5 мм, или сотрясаемость земной поверхности от землетрясения не превышает 3 - 4 балла (по шкале MSK-64);

- условно допустимый - величина относительного деформирования геологической среды не превышает 10^-5, т.е. горизонтальные размеры участка геологической среды длиной в 1 км изменяются во времени (в среднем за 1 год) не более чем на 10 мм, или сотрясаемость земной поверхности от землетрясения не превышает 4 - 5 баллов (по шкале MSK-64);

- аномальный - величина относительного деформирования геологической среды превышает 5‧10^-5, т.е. горизонтальные размеры участка геологической среды длиной в 1 км изменяются во времени (в среднем за 1 год) более чем на 50 мм, или сотрясаемость земной поверхности от землетрясения превышает 6 баллов (по шкале MSK-64)».

Согласно указанию Минтопэнерго РФ от 06.02.1998 г. № СК-17 введено в действие «Руководство по геодинамическим наблюдениям и исследованиям для объектов топливно-энергетического комплекса», в котором прописаны основные виды опасных геодинамических процессов, виды и состав геодинамического мониторинга для отрасли, включая объекты нефтегазового комплекса. Более детальная проработка данных вопросов дана в «Концепции геодинамической безопасности освоения углеводородного потенциала России», которая разработана и утверждена в 2000 году в Министерстве Энергетике РФ с участием ведущих институтов РАН. В Концепции предложен оптимальный вариант состава геодинамического мониторинга на месторождениях нефти и газа и разработана система обеспечения геодинамической безопасности объектов нефтегазового комплекса.

В отраслевом стандарте ОСТ 68-15-01 «Измерения геодезические. Термины и определения», утвержденного приказом по Роскартографии № 93 от 24.04.2001 г., в п. 3.2.4. определено, что: «Геодинамические измерения - область геодезических измерений, связанная с определением изменений положения геодезических пунктов во времени относительно принятых исходных пунктов, а также интерпретацией полученных результатов». Кроме того, в «Инструкции по нивелированию I, II, III и IV классов» выделены специальные формы организации геодинамических измерений - геодинамические полигоны: прогностические и техногенные.

Часть 2. Горно-геологическое обоснование или полноценный проект?

Согласно инструкции по производству маркшейдерских работ (РД 07-603-03) технический проект выполнения комплекса маркшейдерских работ должен включать обоснования и технические решения по созданию системы наблюдений за геомеханическими, геодинамическими, а в необходимых случаях за геокриологическими процессами. Проектная документация составляется на основе горно-геологического обоснования, включающего в том числе, структурное построение геодинамического полигона, методики и периодичность инструментальных измерений в плане и по высоте, программы исследований, горную графическую документацию, количественную оценку величин, характеризующих деформации массива горных пород и земной поверхности и скорости изменения этих величин, определяет границы возможного проявления опасных геодинамических процессов. Горно-геологическое обоснование является составной частью проекта по созданию систем наблюдений на геодинамических полигонах, согласно установленным требованиям, не содержит оценок целесообразности (не целесообразности) проведения таких наблюдений и не освобождает пользователя недр от обязанности проведения наблюдений на геодинамических полигонах в соответствии с техническим проектом производства работ.

Часть 3. Процесс производства наблюдений

Основной формой организации мониторинга на нефтегазовых месторождениях является геодинамический полигон, который представляет собой совокупность повторных, иерархически построенных систем профильных или обсерваторских наблюдений за современным гемодинамическим состоянием техноприродных систем. Рабочие репера на профильных линиях закладываются через 300-500 м. В зонах предполагаемых тектонических нарушений и вдоль коридора подземных коммуникаций реперы закладывают с интервалом равным 100 м. Измерения выполняют не реже двух раз в год с возможной корректировкой частоты наблюдений в зависимости от абсолютных значений деформаций. Геодезический мониторинг завершается после прекращения разработки месторождения и периода опасных деформаций, когда в течение двух-трех последних серий наблюдений значения горизонтальных и вертикальных составляющих векторов движения в исследуемых точках соизмеримы с погрешностями измерений. Точность измерений зависит значений допустимых и критических деформаций, которые устанавливаются соответствующими нормами проектирования зданий и сооружений, правилами технической эксплуатации оборудования или заданием на проектирование. Методы инструментальных наблюдений на геодинамических полигонах:

- высокоточное нивелирование;

- измерения с помощью глобальных навигационных спутниковых систем;

 - линейно-угловые измерения;

- лазерное сканирование;

- аэрофотосъемка.

После проведения наблюдений получают следующие материалы:

- каталог координат и высот пунктов геодинамического полигона;

- полевые журналы нивелирования, спутниковых и линейно-угловых измерений и т. д. (в зависимости от выбранного метода инструментальных измерений);

- журналы вычислений;

- схемы в масштабе по каждой профильной линии с надписанными величинами абсолютных значений высот, измеренных расстояний, створных разностей, горизонтальных углов (в зависимости от выбранного метода инструментальных измерений);

- технический отчет, обязательным пунктов которого является анализ и интерпретация результатов работ.

Перечень материалов, передаваемых заказчику, может быть уточнен в техническом задании. Наша компания обладает всеми необходимыми условиями для проведения наблюдений за деформациями объектов поверхности при разработке месторождений нефти и газа:

- наличие лицензии на производство маркшейдерских работ;

- наличие лицензии на осуществление геодезической и картографической деятельности;

- наличие среди сотрудников специалистов, аттестованных в области промышленной безопасности;

- большой опыт при проведении работ на геодинамических полигонах.

Специалистами компании ООО НИПИ «МарГео» были проведены наблюдения на геодинамических полигонах следующих нефтегазовых месторождений:

- месторождении ООО «НК-Приазовнефть»;

- Абино-Украинском месторождении нефти ООО «Абинский ЭлектроМеталлургический завод»;

- Терновском месторождении ООО «Донская усадьба»;

- месторождении углеводородного сырья, расположенного в пределах лицензионного участка недр «Ачикулакское» ПАО «НК «Роснефть» Ставропольского края ООО «НПО «Градиент» и др.

Компания ООО НИПИ «МарГео» предлагает услуги по созданию проекта геодинамического полигона включающего в себя комплекс маркшейдерских работ по обоснованию и техническому решению создания системы наблюдений за геомеханическими и геодинамическими процессами.

Целью данного проекта является повышение эффективности системы геодинамической безопасности посредством концентрации наблюдений в потенциально опасных местах.

Вернуться