Механизмы реакции флюидных систем земной коры на техногенное воздействие

Цель научного исследования - определение фундаментальных механизмов реакции флюидонасыщенных систем земной коры на техногенное воздействие, разработка на их основе методик прямого и обратного моделирования геомеханических и флюидодинамических процессов, сопровождающих техногенное воздействие на породный массив. Проблема прогнозирования реакции подземных флюидных систем на техногенное воздействие приобретает все большую значимость в связи с широким введением в эксплуатацию нетрадиционных месторождений нефти и газа и реализацией проектов по использованию геотермальных источников энергии. Кроме того, в связи с необходимостью декарбонизации промышленности, в ближайшие годы ожидается существенное увеличение объёмов захоронения углекислого газа. Перераспределение порового давления в результате активного недропользования (проведения множественного гидроразрыва пласта, эксплуатация подземных газовых хранилищ, захоронение углекислого газа, получение геотермальной энергии) приводит к изменению естественного напряженно-деформированного состояния породного массива и возникновению негативных и потенциально катастрофических явлений - деформаций земной поверхности и техногенной сейсмичности. В то же время возникающая в процессе разработки сейсмичность может быть использована для получения дополнительной информации о строении горного массива, его фильтрационных свойствах, анизотропии, существовании и характере естественной и созданной трещиноватости, локации разломов и неоднородностей. Также существенным источником информации о горном массиве могут служить данные, полученные в ходе проведения операций по закачке и отбору флюидов, в том числе при проведении гидроразрыва пласта. Основная нерешённая задача в области изучения антропогенной сейсмичности на данный момент состоит в её прогнозировании в условиях недостаточных знаниях о структуре и свойства породного массива. Для обеспечения безопасных режимов недропользования необходимо выделить фундаментальные механизмы реакции флюидных систем на внешнее воздействие. Сложность условий реального массива горных пород, включающего флюидные системы, многофакторность решаемых задач, неопределенность определяющих параметров, необходимых для описания протекающих в нем явлений, делают необходимым их изучение в лабораторных и численных экспериментах. Будут решаться задачи, связанные с мониторингом процессов в подземных породных массивах, подвергаемых воздействию в ходе эксплуатации, и построением их физических моделей. Это позволит не только создать научные основы более рационального недропользования, но и получить фундаментальные представления о естественных деформационных и флюидодинамических процессах, протекающих в геофизических системах.