РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ГЕОДИНАМИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ФЛЮИДНЫХ СИСТЕМ ЗЕМНОЙ КОРЫ, ВКЛЮЧАЯ ОБЛАСТИ ШЕЛЬФА

Объектом исследования является взаимодействие флюидодинамических и сейсмических процессов при воздействии на флюидные системы земной коры. Цель работы – получение фундаментальных научных результатов по теме Госзадания ИДГ РАН «Решение задач геодинамической безопасности флюидных систем земной коры, включая области шельфа». Исследования направлены на оценку и снижение вероятности неблагоприятных и катастрофических последствий воздействий на недра при разработке месторождений углеводородов, уточнение моделей ГРП, оценку возможностей микросейсмического мониторинга для определения положения трещин гидроразрыва пласта. В лабораторных экспериментах по созданию трещины гидроразрыва показано, что использование более вязкой жидкости ГРП приводит к более выраженному и стабильному раскрытию трещины. Найдены условия получения новой трещины гидроразрыва при изменении ориентации главных напряжений. Уточнено влияние пороупругих эффектов на достоверность расчетов минимального напряжения по данным ГРП. Показано, что наиболее точные расчетные величины минимальных напряжений получаются с учетом удвоенного обратного напряжения. Показано, что наилучшая оценка проницаемости пористых образцов по данным ГРП получается с применением метода Mayerhofer. Построена численная модель поведения материала при ГРП с учётом пороупругопластических эффектов, показано возникновение зоны пластичности перед образованием трещины. Проведено численное моделирование зарождения и распространения трещин на микроуровне в гетерогенных 2D и 3D моделях со сложной геометрией контактов между минералами. Предложена методика экспериментального определения зависимости эффективной проницаемости от градиентов порового давления, сопоставимых с величинами, возникающими при разработке нефтяных месторождений. Показано, что наблюдаемое снижение эффективной проницаемости может быть обусловлено присутствием газовой фазы в поровом пространстве. Разработана численная модель сейсмических и асейсмических подвижек по разломам, инициируемых закачкой жидкости, с использованием двухпараметрического закона трения rate-and-state. Найдены условия, при которых в рамках предложенной модели возможно возникновение сейсмических подвижек.