Кинетика техногенной сейсмичности

Турунтаев, Сергей Борисович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Кинетика техногенной сейсмичности
ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Кинетика техногенной сейсмичности"

На правах рукописи

Турунтаев Сергей Борисович

КИНЕТИКА ТЕХНОГЕННОЙ СЕЙСМИЧНОСТИ

Специальность 25.00.10 «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Москва -2005

Работа выполнена в Институте динамики геосфер Российской академии наук Научный консультант академик, д ф -м н , профессор Адушкин Виталий Васильевич Официальные оппоненты

Ведущая организация ВНИИГеофизика (г.Москва)

Защита состоится «05 » октября 2005г. в 11 часов на заседании специализированного диссертационного совета Д 002.001 01 в Институте физики Земли РАН по адресу г Москва, ул Б.Грузинская, д 10

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики Земли РАН

член-корр. РАН, д.ф.-м н Николаев Алексей Всеволодович

дт.н. Анатолий Александрович Козырев

д ф -м и. Игорь Александрович Володин

Ученый секретарь

специализированного диссертационного совета

к.ф -м -н.

Трубицын А П.

<юоъЧ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Для нашего времени в связи с увеличением масштабов воздействия человека на окружающую среду характерно возрастание нагрузки не только на такие быстро реагирующие компоненты экосистем, как животный и растительный мир, почва, вода и воздух, но и на те компоненты, которые обычно считались не подверженными влиянию цивилизации К таким компонентам экосистем долгое время относили верхние слои земной коры и деформационные процессы, протекающие в них Вместе с тем, верхние слои литосферы активно участвуют в глобальном деформационном процессе и способны реагировать даже на малые по величине техногенные воздействия Имеется ряд свидетельств негативного воздействия крупных инженерных сооружений на деформационно-сейсмические режимы, что приводило к последствиям катастрофического характера, принося огромный материальный ущерб и сопровождаясь человеческими жертвами Энергетика деформационных процессов в земной коре велика, и человеку может оказаться не под силу восстановить нарушенное равновесное состояние естественных деформационных режимов Следствием этого могут стать необратимые деформации поверхности, возрастание скорости деформации в тектонически спокойных районах, появление землетрясений в сейсмически неактивных областях Поэтому очень важным представляется тщательный анализ всех случаев реакции естественных сейс-мо-деформационных процессов на деятельность человека

Для техногенной сейсмичности характерна широкая область распространенности и, соответственно, разнообразие механизмов, объясняющих её появление Поэтому очень важно установить сходные черты и отличительные особенности в механизмах для различных типов техногенной сейсмичности Прогресс в понимании ев механизмов может быть с пользой использован в изучении природных землетрясений.

Сложность построения полной геомеханической модели блочного горного массива, учитывающей взаимодействие механических и флюидодинамических процессов, приводящих к изменению НДС, перового давления, пористости и проницаемости пород, заставляет обращаться к обобщенным подходам для описания сложных систем, развиваемым в настоящее время в области нелинейной динамики Использование разработанных на основе физики динамических систем методик анализа пространственно-временной организации сейсмических процессов позволит существенно повысить надежность прогнозирования опасного нарастания сейсмической активности и своевременно разработать рекомендации по уменьшению риска возникновения катастрофических техногенных землетрясений. Таким образом, работа, направленная на изучение закономерностей развития техногенной сейсмичности и ее взаимосвязи с промышленным воздействием на верхние слои литосферы, является актуальной. -— ---

Целью исследования является комплексное изучение проявлений техногенной сейсмичности, связанной с заполнением водохранилищ, разработкой месторождений углеводородов, добычей рудных полезных ископаемых, разработка методики анализа развития техногенной сейсмичности в пространстве и времени, направленной на выявление упорядоченной, прогнозируемой составляющей сейсмического процесса; применение разработанной методики к анализу техногенной сейсмичности в ряде районов размещения предприятий добывающей промышленности, создание лабораторных моделей и проведение экспериментов по исследованию связи изменений порового давления с развитием техногенных сейсмических событий

Методы исследований. Исследования выполнены на основе сочетания анализа натурных данных по случаям возникновения техногенных землетрясений различного генезиса, подробного рассмотрения проявлений техногенной сейсмичности в ряде регионов при помощи специально разработанной методики анализа и экспериментального лабораторного моделирования Методики анализа кинетики техногенной сейсмичности разработаны на основе представлений и подходов, развиваемых в области нелинейной динамики

Научная новизна полученных результатов. Впервые проведен комплексный анализ техногенной сейсмичности разного генезиса Разработаны оригинальные методы интерпретации данных по техногенной сейсмичности, основанные на достижениях последних 10-20 лет в области нелинейной динамики Новым является введение фазового пространства для описания сейсмического процесса и выделение аттракторов в фазовых портретах сейсмического режима Впервые определена размерность аттрактора и минимального числа фазовых переменных, необходимых для описания техногенного сейсмического процесса Проведенное исследование позволяет рассматривать изучаемые процессы, как процессы в динамической (не стохастической) системе Впервые построены фазовые портреты сейсмических процессов на шахтах СУБРа, Ромашкинском нефтяном месторождении Новым является введение трехмерного фазового пространства для описания как временной, так и пространственной вариабельности сейсмического процесса Впервые выполнено лабораторное моделирование сейсмических явлений, возникающих при закачке и отборе жидкости из коллектора, впервые в лабораторном эксперименте пространственное расположение источников акустических импульсов сопоставлено с распространением фронта давления Впервые обнаружено изменение частотных характеристик акустической эмиссии при изменении характера вариации порового давления (рост - падение давления) и при изменении проницаемости модельного коллектора Впервые получены графики повторяемости для акустических импульсов, регистрируемых при разрушении водонасыщенного пористого тела Полученные результаты позволяют предложить новый метод оценки прочности реальных трещиноватых массивов, для которых

величина прочности сплошной породы является неадекватной Впервые показана не только опасность, но и экономическая неэффективность закачки жидкости для увеличения нефтеотдачи месторождения в период роста слабой сейсмической активности

Достоверность полученных результатов обосновывается расчетами статистической значимости получаемых коэффициентов корреляции и соответствия анализируемых распределений теоретическим, учетом критериев применимости используемых математических процедур, проведением контролируемых лабораторных экспериментов, тестированием используемых датчиков и регистрирующих трактов, сопоставлением получаемых результатов с результатами работы других исследователей

Научная значимость работы заключается в создании нового научного направления - кинетики техногенной сейсмичности, базирующегося на представлениях нелинейной динамики и рассматривающего техногенную сейсмичность, как нарушение устойчивого равновесного состояния геофизических систем При этом изучаются не отдельные проявления техногенной сейсмичности, а все явление в целом Предложен метод анализа развития техногенной сейсмичности во времени и пространстве, основанный на применении аппарата нелинейной динамики, что позволяет рассматривать явление техногенной сейсмичности, как переход геофизической системы из устойчивого состояния, характеризующееся определенным режимом сейсмо-деформационных процессов, в новое, возбужденное, состояние Устойчивость нового состояния и возможные сценарии его дальнейшего изменения определяются параметрами техногенного воздействия. Разработанные представления применены для анализа техногенной сейсмичности в добывающих районах России Выполнено лабораторное моделирование рассматриваемых явлений Получено экспериментальное подтверждение теоретических представлений о распространении фронта микросейсмических явлений при закачке жидкости в проницаемые породы

Практическая значимость полученных результатов заключается в возможности их использования как для прогнозирования эволюции техногенной сейсмичности в пространстве и времени, так и для получения информации о деформационных и флюидодинамических процессах в массивах горных пород Результаты могут быть использованы для оценки предельно допустимых воздействий на горный массив в ходе разработки месторождений твердых и жидких полезных ископаемых, для прогнозирования горных и горно-тектонических ударов, для решения вопросов об ответственности добывающих предприятий за сейсмические явления в районах проведения работ Возможно использование результатов для обнаружения положения фронтов заводнения при закачке жидкости для интенсификации отбора нефти, для обнаружения работающих нефтесодержащих пластов и перетоков жидкостей, обнаружения

неоднородностей распределения фильтрационных параметров, активных тектонических разломов

Апробация работы. Результаты работы докладывались на семинарах и заседаниях Ученого совета Института динамики геосфер РАН, на семинарах Института физики Земли РАН, на семинаре Международного института теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН, на Международных конференциях Общества поисковой геофизики, США (Society of Exploration Geophysicists - SEG) в 1995 - 2003гг (Хьюстон, Даллас, Денвер, Новый Орлеан, Калгари), Международных конференциях Европейской ассоциации геофизиков и инженеров (European Association of Geoscientists and Engineers - EAGE) в 2002 и 2005гг (Флоренция, Мадрид)), Международной конференции Общества нефтяных инженеров, США (Society of Petroleum Engineers - SPE) в 1994r (Дельфт), Международных конференциях EAGE, SEG и Евро-Азиатского геофизического общества в 1998 и 2003гг (Москва), Международной конференции по горным ударам и шахтной сейсмичности ("Rockbursts and Seismic-ity in Mines) в 1997г (Краков), семинарах и телеконференциях научных центров Шлюмберже в Риджфилде (США), Кембридже (Великобритания), Москве (Россия) в 1999 - 2005гг, на Международных симпозиумах «Неделя горняка» (Москва) в 1996 и 1999гг, на Международной конференции «Физические основы прогнозирования разрушения горных пород» в 1989 (Иркутск), на Международной конференции по механике горных пород (Москва) в 1993г, на Международном симпозиуме «Влияние сейсмической опасности на трубопроводные системы в Закавказском и Каспийском регионах (Москва) в 2000г, на Международной конференции по техногенной сейсмически и горным ударам (ИПКОН, Москва) в 2004г

Публикации. Всего по теме диссертации автором опубликовано 33 работы, в том числе 1 монография, 9 статей в периодических научных российских и зарубежных журналах, 8 статей в сборниках, 13 статей в трудах международных и российских конференций, получено два авторских свидетельства.

Вклад автора состоит в разработке методов интерпретации данных [1,14,27,28], в постановке задач, разработке методик измерений [3,4,24], участии в проведении экспериментов и обработке результатов [2,11,20,21], в сборе литературных данных, их обобщении и анализе [25,26,33], написании глав 1-3, 5, участии в написании введения и заключения [33], в разработке методов интерпретации и анализе данных по сейсмичности в районе Ромашкинского месторождения нефти и Североуральских бокситовых рудников [5-10,12,13,17-19,22,23,27], в постановке задач лабораторного эксперимента, методов обработки данных, интерпретации результатов [29-32], в разработке концепции [15,16]

Структура и объем диссертации. Диссертация содержит 305 страниц текста, включая 120 рисунков, и состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 210 наименований

Основные Положения диссертации, выносимые на защиту:

1 Развито новое научное направление - кинетика техногенных сейсмических процессов Проанализированы все виды техногенной сейсмичности и на основе созданного банка данных по индуцированным и триггерным землетрясениям различного генезиса выявлены закономерности появления и развития техногенных сейсмических явлений

2 Разработаны новые методы анализа развития техногенной сейсмичности в пространстве и времени, основанные на теории динамических систем, которые позволяют оценить -

• тип сейсмических данных (стохастические, периодические, хаотические),

• фрактальную размерность аттрактора (если он выделяется),

• количество параметров, достаточных для описания сейсмического процесса,

• активные тектонические структуры и сейсмически однородные блоки

Предложен метод введения фазового пространства для описания сейсмического процесса и выделения аттракторов в фазовых портретах сейсмической активности

3 На основе разработанных методов проведен анализ кинетики сейсмического режима на шахтах СУБРа, на Ромашкинском нефтяном месторождении, а также афтершоковой области Газлийских землетрясений Построены фазовые портреты сейсмических процессов, определены фрактальные размерности аттракторов, выявлены пространственно-временные структуры сейсмо-деформационных процессов Показано наличие статистически значимой корреляции между сейсмической активностью Ромашкинского месторождения и показателями нефтедобычи, а также падение эффективности заводнения во время роста сейсмической активности

4 Выполнен комплекс экспериментальных лабораторных работ по моделированию техногенных сейсмо-деформационных явлений Установлена связь между сейсмической эмиссией и изменением порового давления в коллекторах Показано, что полученные результаты могут быть использованы при интерпретации данных сейсмического мониторинга для оценки прочностных характеристик и проницаемости коллекторов, для выявления зон повышения пластового давления Изучен процесс возникновения над областью декомпрессии арочной конструкции, принимающей на себя вес вышележащих слоев, определены параметры динамического воздействия, при котором она разрушается и давление в области декомпрессии возрастает.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность работы, отличие от других работ, научная новизна и практическая значимость полученных результатов, приводится краткая характеристика и содержание работы, формулируются цели исследования, основные положения, защищаемые в диссертации

Первая глава имеет характер аналитического обзора техногенных сейсмических и деформационных явлений В разделе 1 приводится обобщение данных по деформациям земной поверхности и изменениям сейсмического режима, связанным с эксплуатацией месторождений нефти и газа и закачкой жидкостей в недра Сейчас насчитывается около 50 случаев, когда разработка месторождений углеводородов привела к ощутимому изменению сейсмического режима района работ В работе получено, что для месторождений, эксплуатация которых привела к усилению сейсмической активности, характерны в среднем более высокие значения глубины и мощности разрабатываемых резервуаров при относительно меньших величинах пористости и проницаемости пород коллекторов по сравнению со средними значениями рассматриваемых параметров.

В разделе описываются наиболее яркие случаи возникновения сейсмичности на разрабатываемых нефтяных и газовых месторождениях, а также некоторые примеры деформаций земной поверхности, вызванных разработкой месторождений углеводородов Приводятся модели техногенной сейсмичности, вызванной декомпрессией при нефтегазодобыче, закачкой жидкости в массив горных пород, изменением флюидного режима, неравномерным изменением уровня водяного контакта, изменением напряженно-деформированного состояния налегающих пород. Следует подчеркнуть разницу между условиями возникновения собственно индуцированной сейсмичности и такими условиями, которые могут послужить «спусковым крючком» для разрядки накопившихся тектонических напряжений посредством «триггерных» землетрясений

Во втором разделе рассмотрена техногенная сейсмичность, наведенная заполнением водохранилищ По частоте проявлений и количеству сильных землетрясений она занимает первое место в ряду техногенных землетрясений Частично это связано с большим количеством водохранилищ - только в течение последнего столетия в мире построено около 45 тысяч плотин, образовавших водохранилища, и их строительство интенсивно продолжается Сейчас насчитывается более 100 случаев изменения сейсмической активности, связанной с заполнением водохранилищ Сведения о наиболее значительных проявлениях сейсмичности, наведенной водохранилищами, приводятся в работе в виде таблицы

Механизмами возбуждения сейсмичности в результате заполнения водохранилищ являются' рост упругих напряжений под влиянием нагрузки от водохранилища, увеличение давления в подстилающих породах, связанное с деформацией пор и с фильтрацией воды, снижением прочности пород при их взаимодействии с водой и последующим разрушением пород при адсорбции флюидов, с уменьшением трения между блоками в связи с проникновением воды в межблоковые

промежутки, увеличение уровня подземных вод, эффект Ребиндера Не столь очевидным, но, как показано Мирзоевым К А, не менее значимым является воздействие вибрации, возбуждаемой в горном массиве при интенсивном сбросе воды в процессе эксплуатации плотины

В разделе 3 рассмотрена шахтная сейсмичность, которая является наиболее очевидным случаем сейсмогенного воздействия промышленной деятельности на геофизическую среду В силу необходимости обеспечения безопасности разработки месторождений полезных ископаемых, на всех удароопасных шахтах действуют службы горных ударов Локальные сейсмические сети, организуемые этими службами, позволяют получать уникальные по точности каталоги сейсмических событий Сейсмические события, сопровождающиеся вывалами породы в шахтные пространства, тщательно обследуются Таким образом, возникает единственная в своем роде возможность сопоставить модели очага, получаемые из анализа сейсмических записей, с реальными источниками сейсмических волн

При ведении горных работ слабые проявления возбужденной сейсмичности в виде шелушения стенок и кровли выработок, стреляния пород, заколообразования начинаются по достижении некоторой критической глубины, сильно зависящей от местных геологических и тектонических условий Микроудары и горные удары начинают возникать на глубинах, которые на 200-300 м превышают критическую глубину Вначале горные удары возникают непосредственно после взрывных работ, очаги ударов располагаются вблизи выработок На более поздних этапах значительная часть горных ударов (до 50%) возникает вне временной связи со взрывами и не только вблизи выработок, но и на значительном удалении от них (тектонические горные удары)

Наведенная сейсмичность в рудниках имеет место как в областях активных современных горообразовательных движений, так и в областях старых складчатых систем и на платформах и щитах Причем если средняя глубина работ, при которых возникают сейсмические явления, в областях современного орогенеза в Средней Азии составляет около 600 м, то на стабильных шетах (напр, Балтийский щит) эта глубина примерно равна 350 м

На основе данных, проанализированных в главе 1, построены карты распространения техногенных сейсмических явлений в России и в мире

Во второй главе предлагаются методы анализа пространственно-временного развития техногенной сейсмичности - кинетики техногенной сейсмичности

Для количественной характеристики сейсмического процесса взята сейсмическая активность, с помощью которой дискретное неравномерное распределение сейсмических событий переводится в непрерывное В качестве меры сейсмической активности берется сумма кубических корней из энергии событий, произошедших на некоторой площадке (в некотором объеме, если ставится задача о трехмерной вариабельности сейсмичности) в течение некоторого периода времени Размеры площадки и длительность временного интервала определяются точностью данных, представительностью регистрации сейсмических событий, решаемой задачей Функцию сейсмической активности можно представить в виде трех слагаемых

А(1)= Ари) + Аг(1) + Л,(1), где Ар - высокочастотные случайные колебания активности, А, - регулярная составляющая (устойчивое состояние, если оно есть), А, - медленные изменения, тренд Зададимся целью найти такую процедуру, которая позволила бы выделить в поведении функции А(1) регулярную составляющую С этой целью перейдем от координат (А(1),1) к фазовым координатам (А(1),с/А(1]/с/1), тек координатам активность - скорость изменения активности Точка в таком пространстве задает состояние сейсмического процесса в настоящий момент и скорость изменения этого состояния Полезность перехода к фазовым координатам в данном случае заключается в следующем

♦ Две характеристики сейсмического процесса - его активность и скорость изменения активности - рассматриваются и преобразуются как независимые величины;

♦ Фазовый портрет более чувствителен к таким процедурам, как сглаживание и удаление тренда, что облегчает выбор интервала времени для расчета активности, степени сглаживания, преобразования координат;

♦ Стандартная процедура Фурье-анализа не результативна при применении к квазигармоническим колебаниям с переменной частотой и амплитудой;

♦ После подбора процедур, приводящих фазовый портрет к виду, который допускает математическое описание, можно, выполнив обратное преобразование, получить математическое описание регулярной составляющей исходного сейсмического процесса, что дает возможность прогноза дальнейшего развития сейсмичности

После расчета фазовых переменных, хаотическая составляющая удалялась путем сглаживания скользящим средним Определение трендовой составляющей проводилось путем подбора полинома невысокой размерности (первой - второй степени) или иной функции, достаточно адекватно описывающую тенденцию рассматриваемого сейсмического процесса к затуханию и/или к усилению Адекватность оценивалась путем расчета соответствующих статистических критериев После этого трендовая составляющая вычиталась из значений фазовых переменных Перебором нескольких вариантов трендов достигался такой вид фазового портрета, который наиболее близок к фазовому портрету какого-нибудь известного процесса Для анализа получавшихся фазовых портретов использовался метод Грассбергера-Прокаччиа Предположив, что текущее значение наблюдаемой величины х, зависит от т предыдущих элементов временного ряда и к+1 случайных величин, в общем случае можно записать

дг,=^(*,_„...,,£_,) (1)

Одним из наиболее общих предположений является предположение о возможности записать (1) в виде аддитивной функции переменных * и £

*,=/(*,-,. *,_„) +(2)

7-0

Согласно теореме Такенса, если ввести ш-мериые г-вектора путем последовательных сдвигов т элементов исследуемого временного ряда х, на некоторую величину г, то аттракторы фрактальной размерности с!, содержащие траектории динамической системы, породившей данный временной ряд (если они существуют), могут быть спроецированы на ш-мерное пространство г-векторов при условии, что т > 2с/ +1 Анализ г-векторов позволяет оценить как фрактальную размерность аттракторов, так и размерность фазового пространства, вмещающею данный аттрактор, те оценить минимальное количество независимых переменных, необходимых для описания поведения динамической системы, породившей рассматриваемый временной ряд, в устойчивом состоянии.

Алгорита оценки размерности аттрактора основан на вычислении корреляционного интеграла

7 Р)

¡4

где N- число элементов временного ряда, ||г, - гу| - расстояние между точками, определяемыми г-векторами, в реконструируемом фазовом пространстве, е - переменная, задающая критерий близости точек, 9(х) - функция Хевисайда, 0(х) = 0, если х < О и 0(х) = 1, если х>0 Размерность атграктора d (зависящая от размерности вмещающею фазового пространства т) может быть оценена путем линейной аппроксимации зависимости

1о$С(,е) = с11оё£ + с

для малых е Было показано, что в случае отклонения зависимости с1(т) от прямой (выхода зависимости на «плато») при достаточно малых т можно считать, что система, представленная рассматриваемым временным рядом, обладает устойчивым состоянием Соответствующие величины сС и т' рассматриваются, как фрактальная размерность атграктора и минимальное количество переменных, необходимых для описания поведения изучаемой системы в устойчивом состоянии

Расстояние между точками в фазовом пространстве в работе рассчитывалось по Эвк-

Г" г

лидовой метрике |г, = - ~,к) и Эвклидовой метрике, коррелированной на раз-

мерность пространства ||г, - г .1 - -Л У"—--— Временные ряды месячной сейсмической

11 " ™

активности сглаживались методом скользящего среднего для устранения (или уменьшения) случайной составляющей в зависимости (2) При конструировании г - векторов элементы временною ряда сдвигались по времени на величину временной задержки г - пЛг, где А интервал между последовательными расчетами сейсмической активности, п - целое число

После этого рассчитывались значения корреляционного интеграла и определялись существование и фрактальные размерности аттракторов и размерности вмещающих пространств

При анализе пространственной организации техногенной сейсмичности использовалось предположение, что сейсмические события, близкие друг к другу в пространстве, связаны друг с другом и во времени, и наоборот, группирующиеся во времени события взаимосвязаны и в пространстве При использовании первого предположения в качестве критерия близости событий использовался энергетический критерий Процедура оценки близости заключалась в сравнении расстояния между гипоцентрами пар событий с размерами области эффективного изменения НДС в результате первого из двух сейсмических событий Радиус зоны влияния /?«, полагался пропорциональным длине сейсмогенерирующей части разлома £ Я„ - А* Л Длина разлома определялась по энергии Е землетрясения I, [М} = 0 4» Я' ' |Дж] Коэффициент 04 получен из эмпирических формул' ^¿=32+05М, \%Е = 11.8 + \.5М, где М-магшпуда. Разброс коэффициентов указанных зависимостей у разных авторов дает оценку Е/У=\О'^-ЧО13, где К- объем очага землетрясения в от3, коэффициент А может принимать значения от 3 до 8

Выбиралось первое в анализируемом каталоге событие, для него проводился поиск первого близкого события После обнаружения такого события в качестве зоны влияния рассматривалось объединение зон первого и второго событий и производился поиск событий, попавших в объединенную зону и т. д Полученная выборка трактовалась как группа первого события Затем формировалась группа второго события и т д Далее проводится анализ пространственного расположения таких групп, их связь с известными тектоническими структурами, анализ временного распределения числа и энергии группирующихся событий.

Для анализа пространственной организации техногенной сейсмичности были также использованы представления о сейсмически однородных блоках, т е о таких, в пределах которых сейсмическая активность изменяется во времени одинаково Процедура определения границ таких блоков была следующей: на участке повышенной активности выбиралась представительная площадка с активностью, наибольшей за рассматриваемый период, для этой площадки строился график изменения сейсмической активности во времени Затем размер площадки увеличивался Если при этом график изменения активности принципиально не менялся, то размер площадки вновь увеличивался Такая же процедура выполнялась и для соседних областей повышенной активности Далее анализировалось изменение сейсмической активности во времени и в пространстве в пределах выделенных таким образом сейсмически однородных участков.

Для изучавшихся каталогов техногенной сейсмичности было характерно большое количество «парных» сейсмических событий, те событий, временной интервал между которыми был существенно меньше средних значений Был выполнен анализ пространственной ориентации и расположения линий, соединяющих эпицентры таких парных событий

Было также предположено, что сейсмически активную область (например, афтершоко-вую) можно рассматривать, как область множественного разрушения и ожидать определенной упорядоченности пространственно-временного распределения сейсмических событий

В третьей главе разработанные методики анализа техногенной сейсмичности применяются для анализа сейсмичности в районе Ромашкинского месторождения нефти

В 1982-83 гг, после более 30 лет разработки Ромашкинского месторождения, в районе 1 Альметьевска были отмечены сейсмические события Развернутой в 1985 г и модифицированной в 1996г местной сетью сейсмостанций ежегодно регистрировалось от 100 (в начальный период наблюдений) до 10 - 20 (в настоящее время) локальных землетрясений с магнитудой 0 5<Л/<4 и глубинами гипоцентров /1=0-8 км Сильнейшими за период наблюдений землетрясениями были землетрясение 29 сентября 1986 г (М-3 8, интенсивность в эпицентре VI баллов, й=5-10 км), и землетрясение 28 октября 1991г в районе г. Альметьевска (М=4, интенсивность VI баллов, /г=6 км) [Исхаков и др., 1992]

График повторяемости для землетрясений в районе Ромашкинского месторождения строился по каталогу сейсмических событий с 1986 по 1995 г , из которого были исключены события с эпицентральным расстоянием более 70 км, раздельно для трех разных интервалов времени 1986-87гг, 1988-92гг и 1992-95гг Закон повторяемости для рассматриваемых периодов наблюдений выглядит следующим образом

= 2,94-1,29М ^Я7 = 3,7-1, Ж = 2,9 -\fi2M

Здесь N - среднегодовое количество сейсмических событий Коэффициенты наклонов графиков повторяемости находятся в пределах 1 02 - 1 3, что существенно превышает обычную д ля естественной сейсмичности величину 0 75 и характерно для техногенной и триггерной сейсмичности

При анализе временной составляющей изменения активности рассчитывалась сумма корней кубических из энергии отдельных событий, произошедших в течение месяца Полученный временной рад нормировался по отношению к среднему (рис 1а) Для выявления и анализа неявных регулярностей сейсмического режима использовался описанный выше метод перехода к фазовым координатам Фазовое представление сейсмического процесса, описываемого кривой на рис 1а, показано на рис 16 Случайная составляющая убиралась путем сглаживания методом скользящего среднего по шести точкам со сдвигом за один шаг на месяц, а тренд - линейным преобразованием координат Полученная после сглаживания и убирания тренда кривая приведена на рис 1в, итоговый фазовый портрет - на рис 1г Видно, что он имеет вид, близкий к двум циклам траектория, начинаясь с периферии, скручивается по сложной спирали, в некоторый момент происходит возврат траектории во внешнюю часть спирали и вновь ее скручивание При этом траектория не выходит за пределы некоторой области

48 60 72 В4 96 106 120 время (месяцы)

5 4

3 2 1

I О

та

1 2 -3 ■4

-5

чЛ

N 4

10123456789 Сейсмическая активность (относительные единицы)

О 0 12 24 36 4в 60 72 84 96 108 120 веемя (месяцы)

и 5-2 -1 5 -1 -050 05 1 15 2 25 Сейсмическая активность (относительные единицы)

Рис I Изменение сейсмической активности в районе Ромашкинского месторождения нефти а) - изменение месячной сейсмической активности (суммы корней кубических из энергии сейсмических событий, произошедших в течение месяца); б) - изменение месячной сейсмической активности в фазовых координатах, в) - фазовый портрет после сглаживания и убирания трендов двух фазовых переменных, г) - регулярная составляющая изменения сейсмической активности

Довольно близок к полученному фазовому портрету предельный цикл, находимый из решения уравнения Дуффинга.

45 40

81 ¡i 30

К j 20

Зе Ю

о s

0 5 00

Рис 2 Сопоставление двух циклов изменения сейсмической активности

Чг =С

Яг =9, с параметрами к = 0.35, С = 66 Это уравнение описывает поведение осциллятора под действием вынуждающей силы

Любопытным является сопоставление двух циклов изменения сейсмической активности в

районе Ромашкинского месторождения (рис 2) Начинается каждый цикл с самых сильных за

ц ---198 1-1996, K>=7 5

« -1900-1060. K>«5

1 / /1 v 4

V v , t t V t___ л-ЧУ' \ V

наблюдаемый период в данном регионе землетрясений, длительность цикла около 5 лет Обращает на себя внимание качественное совпадение кривых изменения сейсмической активности

Рис.3 Зависимость значений корреляционного интеграла от значений критерия близости для исходных (а) и обработанных (б) данных по месячной сейсмической активности

Для расчета фрактальной размерности предположительно существующего аттрактора использовался описанный выше метод Графики зависимости значений корреляционного интеграла от величины критерия близости г - точек в фазовом пространстве показаны на рис.За для исходных данных по месячной сейсмической активности и на рис 36 -для данных, сглаженных 6-месячным скользящим средним, без трендовой составляющей

На рис.4 приведены зависимости фрактальных размерностей аттракторов от размерностей фазового пространства для исходных и обработанных данных по сейсмической активности. После обработки временной ряд выглядит принадлежащим системе, обладающей аттрактором фрактальной размерности 2 7, для описания которой необходимо использовать 6 переменных При использовании коррелированной Эвклидовой метрики результаты выглядят так же, размерность аттрактора может быть оценена равной 2 5 Корреляционные интегралы были также рассчитаны для отношений месячных объемов добытой жидкости к объемам закачанной воды в пределах четырех наиболее сейсмически активных пло-

Раммриость вложенного фазового пространства

Рис 4 Зависимость фрактальной размерности аттрактора от размерности фазового пространства, рассчитанная для (1) исходных данных и (2) обработанных данных по сейсмической активности

щадок Рочагакинского месторождения нефти Расчеты проводились для двух периодов до и после первого возрастания сейсмической активности в 1986г Примечательно, что фрактальная размерность аттрактора и размерность вмещающего пространства после 1986г возросли Размерность аттрактора, рассчитанная для первого из рассматриваемых периодов, примерно равна 1 5 Размерность аттрактора для второго из рассматриваемых периодов имеет такую же величину, как и размерность аттрактора, полученная по данным о сейсмической активности

1 2

10 11 12 13

Рис 5 Зоны влияния группирующихся сейсмических событий на Ромашкинском месторождении Первое событие в каждой группе показано отдельной штриховкой Показано расположение основных тектонических структур

Анализ пространственной организации сейсмического процесса проводился с использованием описанных выше методик выделения пространственных и временных групп событий Энергетический критерий пространственной близости сейсмических событий позволил выделить в районе Ромашкинского месторождения 55 групп сейсмических событий (рис 5, показано также положение тектонических разломов) Различные исследователи дают различающиеся в деталях картины тектонических нарушений в районе Ромашкинского месторождения, однако в качестве основной линейной структуры все указывают на Алтунино - Шунакский грабенообразный прогиб меридионального простирания Анализ полученных карт показывает, что именно Алтунино -Шунакский прогиб и пересекающие его структуры северо-западного простирания и определяют положение эпицентров группирующихся землетрясений Отметим, что линии, соединяющие эпицентры последовательно возникших группирующихся событий, имеют в основном меридиональное и северо-западное простирания

Было рассмотрено, как пространственные группы событий развиваются во времени На рис 6 показаны зависимости числа сейсмических событий и суммарной сейсмической активности в группе от порядкового номера фуппообразующих событий и распределение сейсмической ак-

/ 1 Ь !

// \ ч

\ : 20 км | \ ' 1 _ \ 1 1

о ©

о о

тивности во времени для всех событий Видно, что распределения носят одинаковый характер.

Для сейсмичности Ромашкин-ского месторождения характерно наличие большого количества парных событий (около 50% от общего числа), между которыми проходит не более суток На рис 7 приводится карта пространственной изменчивости сейсмической активности района Ромашкин-ского месторождения В качестве меры сейсмической активности взята сумма корней кубических из энергий землетрясений, произошедших на площади 1 км2 за 1986 - 92 гт Распределение сейсмической активности по площади хорошо согласуется с простиранием Алтунино-Шунакского прогиба и выявленными Белоусовым и лр, 1994, тектоническими разломами Там же нанесены отрезки прямых линий, соединяющих эпицентры парных событий Значительная часть этих линий

Рис 6 а - зависимость числа сейсмических событий и б имеет близмершшональное простира-

- зависимость суммарной сейсмической активности в ние и приурочена к меридиональному группе от порядка возникновения группоооразующего

события, в - распределение сейсмической активности Алтунино-Шунакскому прогибу

во времени для всех событий Взаимосвязь между сейсмической

активностью и процессом эксплуатации месторождения Всегда сложно ответить на вопрос: вызвана ли сейсмичность в районе воздействия на горный массив этим воздействием, или же это естественная сейсмичность, возрастание активности которой связано с тектоническими процессами Прямой ответ на этот вопрос может быть получен, если заранее установить сеть сейсмо-станций и определить исходные характеристики естественной сейсмичности Значимое изменение параметров сейсмичности после начала воздействия будет свидетельствовать о сейсмической реакции горного массива на техногенное воздействие.

Однако там, где не ожидаются значительные землетрясения, предварительного изучения сейсмического фона, как правило, не проводится В таком случае, можно, во-первых, сравнивать статистические характеристики исследуемого сейсмического процесса с параметрами, харакгер-

•8 О

§ "О

Ч 50

л 45

У 40

| 35

§ 30

% 25

§ 20

I 15

.1 10

8 5

I а)

\ А А

V Л чЛ. --' *

10 15 20 25 30 35 40 45 порядковый номер группы

-V --

1 V «А

10 15 20 25 30 35 40 45 порядковый номер группы

в)

У\

10 20 30 40 50 60 время (месяцы)

ными для естественной или заведомо техногенной сейсмичности, во-вторых, искать корреляции

-90 -60 -30 0 30 60 90

Рис 7 Распределение в плане линий, соединяющих эпицентры парных сейсмических событий в районе Ромашкинского месторождения нефти (а) и распределение азимутов этих линий (б)

между временными вариациями сейсмической активности и техногешюго воздействия

Было проведено сопоставление режима сейсмичности с режимом эксплуатации Ромашкинского месторождения Для анализа использовались данные об объемах месячной добычи и объемах закачиваемой жидкости с 1981г по 1992г для четырех наиболее сейсмически активных площадей Ромашкинского месторождения' Альметьевской (А), Североальметьевской (С), Мини-баевской (М) и Березовской (Б) К данным применялась описанная выше процедура вычисления сейсмической активности, только на этот раз вычислялась "активность эксплуатации" (рис 8, верхняя часть) Полученные ряды сглаживались при помощи скользящего среднего, результаты нормировались по отношению к среднему (рис 8, нижняя часть)

Было проанализировано изменение отношения объемов добываемой жидкости к объемам закачиваемой воды ("эффективность закачки") на указанных выше площадях в сравнении с изменением сейсмической активности Обнаружена определенная противофазность в колебаниях сейсмической активности и эффективности работы закачивающих скважин С 1986г, когда произошли сильнейшие для региона землетрясения, существенно метается характер изменения рассматриваемых параметров эксплуатации со временем До некоторой степени эти особенности связаны с переходом в 1986 юду на новую технологическую схему закачивания жидкости на

рассматриваемых площадях, вместе з

тем отнести все особенности вариаций

60 72 84 время (месяцы)

Рис 8 Изменение объемов закачки, добычи и дисбаланса на четырех площадях Ромашкинского месторождения (Альметьевской, Североальметьевской, Минибаевской и Березовской) в сравнении с изменением сейсмической активности а) - месячные величины, б) - ряды, полученные после сглаживания скользящим средним

рассматриваемой величины за счет технологических причин не представляется возможным

Было проведено сопоставление изменения сейсмической активности в пределах каждой га площадей с эффективностью закачки, а также с объемами добываемой и закачиваемой жидкостей и дисбалансом закачки Регрессионный анализ показывает наличие статистически значимой связи между вариациями сейсмической активности на рассматриваемых площадях и режимов закачки и добычи Значимость наличия связи составляет 99% Для выявления взаимосвязи сейсмичности и разработки месторождения были рассчитаны коэффициенты кроскорреляции сейсмической активности в пределах этих площадей и показателей их эксплуатации (рис 9) В

рассматриваемый период происходило монотонное сокращение как объемов закачиваемой

2 я}

е-

жидкости, так и добываемой нефти Поэтому рассчитывались также корреляции сейсмической активности с указанными выше величинами, из которых был вычтен линейный тренд Обращают на себя внимание высокие значения коэффициентов корреляции сейсмической

активности сейсмически активных площадей Ромашкинского месторождения с показателями эксплуатации как «своих» площадей, так и, в отдельных случаях, других площадей

Был выполнен расчет изменения коэффициентов корреляции при сдвиге рядов наблюдений по времени относительно друг друга и нахождение временного сдвига, обеспечи-• вающего максимальную корреляцию Максимумы корреляций наблюдаются при положи-

тельном сдвиге сейсмической активности по времени относительно рядов наблюдений по закачке, добыче, дисбалансу и эффективности на 1-2 месяца, при этом величины корреляции достигают 0 8 на площади M (активность-закачка) и 0 7 на площади А (активность-дисбаланс и активность-добыча) Для площади Б максимум корреляции соответствует отсутствию сдвига по времени.

Синхронность вариаций дисбаланса и сейсмической активности можно объяснить тем, что изменения этих величин вызваны одним и тем же процессом, например, изменением проницаемости среды в ходе подготовки сейсмических событий В период усиления слабой сейсмической активности эффективность закачки существенно снижается Во время спада сейсмической активности происходит закрытие пор и микротрещин и жидкость сама поступает в добывающие скважины

Число событий

Восток на 50

KB M

I'95

■tas

■ l75

■ <65

■ |56

■ itt ■ix

■ l25

■ <15 ■tos

rats

Шп He

Ö55 E34S S 35

И25

Ы IS

Рис 10 Схематический разрез через шахтные поля 14-й и 15-й шахт СУБРа Показано положение рудных тел (черные прямые), основное тектоническое нарушение (красная прямая), плотность распределения сейсмических событий в изолиниях Звездочками показано положение гипоцентров сильнейших горно-тектонических ударов

Третья глава посвящена анализу сейсмичности в районе шахтных полей Североуральского бокситового бассейна (СУБР) Бокситоносные залежи образуют тектонический блок шириной 18 км, расположенный вдоль осевой части Петропавловского антиклинорного поднятия V близмеридионального простирания Бокситы залегают на неровной поверхности грубослои-

стых известняков, состоят из трех подгоризонтов мощностью до 25 м и перекрываются тонкослоистыми известняками мощностью от 4 до 75 м На участке рассматривавшихся шахт 14

и 15 рудное тело падает на восток под углом около 30°, на глубине около 700м оно разорвано тектоническим разломом, падающим на запад, так что западная часть рудного тела опущена относительно восточной на 300-400м (рис 10)

Горные удары начали проявляться на СУБРе с глубины 340м Первый горный удар, оказавший влияние на работы, произошел в сентябре 1970г в период ведения взрывных работ в очистном забое шахты 14 В том же 1970г произошел горный удар в ненарушенном массиве в стволе шахты 15 на глубине 728м и при проходке ствола шахты 14 на глубине 625м. 26 02 1987г произошел горно-тектонический удар с сейсмическим эффектом, соответствующим землетрясению с Л/=4,3. В 1980-90 гг. на Североуральской сейсмической станции ежегодно регистрировалось около 1000 динамических явлений с энергией от 100 до 109 дж

Закон повторяемости в энергетической форме (зависимость числа сейсмических событий Л' от энергетического класса К = \%Е, где Е - энергия события в джоулях) имеет вид \$Ы = 5,04 -0,82^ для сейсмических событий на 14 шахте и N = 4,75 - 0,59К для событий на 15 шахте Коэффициенты наклонов [рафика повторяемости существенно превышают обычную для естественной сейсмичности величину 0 5

Распределение сейсмических явлений энергетического класса от 2 до 4 по часам дня имеет ярко выраженные пики, приходящиеся на часы проведения взрывных работ Режим сильных сейсмических событий не зависит от времени проведения взрывных работ

Распределение интервалов времени между последовательными сейсмическими событиями (время ожидания события) описывается формулой Вейбулла.

с параметрами п = 0,81, 1о = 23646 для сильных явлений (энергетический класс К>5). Уровень значимости соответствия исследуемого распределения закону Вейбулла, определенный по методу х2, составляет 73%, по методу Колмогорова-Смирнова -100% Уровни значимости соответствия другим распределениям, в том числе и показательному (распределение интервалов между событиями в Пуассоновском процессе), близки или равны нулю

Распределение величины по закону Вейбулла свидетельствует о том, что сейсмический процесс в рассматриваемом регионе является Марковским, но не Пуассоновским процессом, так что сейсмическая активность в данный момент вероятностным образом зависит от активности в предшествующие моменты времени Это дает основание для поиска прогностических явлений Анализ изменения сейсмической активности во времени проводился раздельно для полей сейсмичности 15-й и 14-й шахт Рассчитывалась сумма корней кубических из энергии отдельных событий, произошедших в течение каждого месяца Полученный временной ряд нормировался по отношению к среднему значению ряда (рис 11а и рис 12а)

Как и раньше, перейдем к фазовым координатам (А(1),ЛА(1)/Ж) Фазовый порзрет процесса, описываемого кривой 1 на рис 11а приведен на рис 116 После кусочно-линейного преобразования координат функция А(1) приобретает вид, показанный на рис 11в, а итоговый

сейсмическая активность

015 01 005 0

-0 05 -О 1 •О 15 -02 -0 25

О 12 24 36 48 во 72 84

время (месяцы) скорость изменения сейсмичесхой активности

96 108 120

48 60 72 84 время (месяцы) скорость изменения сейсмической активности

л в

Лдж \\ /

10 15 20 25 30 сейсмическая активность

Рис 11 Сейсмическая активность поля шахты 15 а - изменение месячной сейсмической активности, б - месячная сейсмическая активность в фазовых координатах, в - сейсмическая активность после операции сглаживания и преобразования координат, г - итоговый фазовый портрет

сейсмическая активность

| а

[Ь —гг —А-1 рпп

м и г % Щ

12 24 36 48 60 72 84 96 время (месяцы)

скорость изменения сейсмической активности

36 46 60 72 Ы время (месяцы) скорость изменения сейсмической активности

20 30

сейсмическая активность

N N

1 7Т1 ¡Г\

Ч — ц

■— ч

— у

Рис 12 Сейсмическая активность поля шахты 14 а - изменение месячной сейсмической активности, нормированной по отношению к среднему, б - месячная сейсмическая активность в фазовых координатах, в - сейсмическая активность после операции сглаживания и преобразования координат, г - итоговый фазовый портрет

сейсмическая активность

фазовый портрет - на рис 11 г Траектория в фазовом пространстве близка к предельному циклу начинаясь из центральной части, она раскручивается по спирали и с некоторого момента описывает овалы с близкими параметрами На рис 12а и рис 126 представлены временной ход изменения активности сейсмического процесса на шахте 14 и фазовая кривая, на рис 12в и рис 12г - итоговый фазовый портрет и рассчитанная по нему регулярная составляющая Для шахты 14 фазовый портрет имеет вид внутреннего предельного цикла (возможно, центра), траектория описывает сжимающуюся спираль Колебания активности сейсмического процесса не являются чисто синусоидальными, их период проявляет тенденцию к росту на 15 шахте (от приблизительно 10 месяцев до 20) и к колебаниям около значения 15 месяцев на 14 шахте.

На рис 13 сопоставлены регулярные составляющие изменения

сейсмической активности на шх 14 и шх 15 В первой половине рассматриваемого периода в колебаниях активности угадывается некоторая синхронность; во второй половине нарастанию активности на одной шахте соответствует почти синхронное понижение активности на другой, сейсмичность шахт начинает испытывать противофазные колебания Анализ распределения сейсмической активности в пространстве Пространственное распределение плотности сейсмических событий шахт 14 и 15 в плане показано на рис 14 Суммирование данных осуществлено по площадкам 50x50м2 Основная особенность пространственного распределения сейсмичности - значительная неоднородность, не обнаруживающая простой и однозначной связи с производством работ Представление о распределении сейсмичности по глубине дает рис 10 Обращает на себя внимание приуроченность большинства событий к плоскости рудного тела и, наряду с этим, удаленность отдельных событий на расстояния до 1-2 км от рудного тела

На основе представления о сейсмически однородных блоках был выделен ряд участков повышенной сейсмической активности Оказалось, что часть границ между выделенными блоками соответствует разломам, закартированным в ходе горных работ Другие границы могут быть связаны с границами опорных участков массива, целиков и с незакартированны-ми разломами Было рассчитано изменение во времени среднего положения центра макси-

48 60 72 время (месяцы)

Рис 13 Сопоставление изменения сейсмической активности в пределах шахтных полей 14 и 15 шахт

мального выделения сейсмической энергии для этих участков Найдено, что на отдельных участках центры максимальной активности перемещаются вдоль некоторых преимущественных направлений, на других же участках траектории перемещения этих центров описывают, скорее, плоские фигуры Сравнение рассматриваемых траекторий с расположением известных разломов позволяет предположить, что линейность траекторий наблюдается на участках, приуроченных к разломным зонам, а "пространственность" - на участках, расположенных между разломами Возможно, что в первом случае сейсмичность связана с активизацией разломных зон, индуцированной горными работами, а во втором - с разрушениями чисто техногенной природы (разрушение целиков, обрушение кровли и т д)

Для пяти участков была определена связь размера области, на которой выделение сейсмической энергии больше или равно 105 дж, со значением максимальной сейсмической

Количество событий на 50 кв м

105 100 95 90 85 ВО 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5

Рис 14 Плотность распределения эпицентров сейсмических событий в пределах шахтных полей 14 и 15 шахт СУБРа Выявленные разломы показаны пунктирными линиями Квадратами выделены сейсмоактивные области, рассматриваемые в тексте далее

активности в рассматриваемой области, ее можно описать линейной зависимостью вида

п,т = а Акт + ь (4)

Для трех выбранных участков шх 15 коэффициенты зависимости (4) совпадают и равны а=0.253, ¿=-0.37; для двух участков шх 14 эти коэффициенты равны а=0.38, Ь--4 93

В пятой главе анализируется пространственно-временное распределение афтершоков Газлий-ских землетрясений Анализ проводился на основе описанных выше положений Главным образом, проверялось предположение о возможности представления очага множественного разрушения в ходе афтершокового процесса в виде плоскостей локализации разрушения

ч Север г» N / N / ' шахта 15

4 г \ V Г V \ У | \ Ф Г- ^ о ^ ^ » Ч V ► тЯЯ-

1 шахта 1 4 ч \ ф : Р*- ^ ч ¥

\ \ \ \ »00 и ■ 4 • I

В качестве первого этапа на карту последовательно по времени наносились эпицентры афтершоков в различных интервалах глубин, прослеживалась тенденция к линейному группированию афтершоков, зарегистрированных за некоторый интервал времени Получившиеся линии интерпретировались, как проекции на поверхность сечений плоскостей локализации разрушения горизонтальными плоскостями на разных глубинах Обнаружено, что эти сечения образуют систему прямых в основном северо-западного и северо-восточного простирания, отстоящих друг от друга на 5-10 км Плоскости северо-западного простирания имеют северо-восточное падение под углом 45° к вертикали Плоскости северо-восточного простирания имеют юго-восточное падение, более пологи и слабее выражены

Дальнейший анализ проводился следующим образом

1 Проводился выбор групп близких по времени афтершоков В одном случае строился график активности толчков, в качестве группы рассматривались толчки, попадающие в пики активности Во втором случае выбирались такие афтершоки, интервал времени между которыми не превышал некоторой величины, экспоненциально увеличивавшейся со временем, прошедшим после основного толчка.

2 Вычислялись углы между направлениями от каждого эпицентра афтершока на все остальные и направлением на север, и строилось распределение числа таких углов по их значениям Вычисления проводились раздельно для афтершоков, имеющих различную глубину

На основании проведенного анализа можно представить следующую схему развития плоскостей локализации разрушения, возникшего в ходе афтершокового процесса Газлий-ских землетрясений Афтершоки землетрясения 8 IV 1976 г в основном «прорабатывают» плоскости северо-западного направления, постепенно смещаясь при этом в сторону запада -юго-запада, разгружают северо-западное направление и вызывают перераспределение напряжений в горном массиве, увеличивая напряжения в направлении юго-запад - северо-восток Афтершоки землетрясения 17 V 1976 г. первое время продолжают разгружать северо-западное направление, но вскоре сменяются афтершоками, «прорабатывающими» плоскости северо-восточного простирания После землетрясения 19 III 1984 г сохраняется главенствующее северо-восточное простирание, но с течением времени возрастает доля плоскостей близмеридионапьного простирания С увеличением глубины гипоцентров плоскости локализации разрушения разворачиваются в сторону меридионального направления

Полученные результаты можно в целом рассматривать как подтверждение предположения о локализации разрушения в системы близпараллельных плоскостей, ориентация которых отражает имеющееся поле тектонических напряжений и блоковую структуру рассматриваемой области

Шестая глава посвящена описанию лабораторных экспериментов по моделированию сейсмо-дсформационных явлений при разработке месторождений углеводородов В первом разделе описаны эксперименты по моделированию образования и разрушения арочных конструкций

над областью декомпрессии при добыче углеводородов Осадка кровли продуктивного пласта над областями декомпрессии, возникающими при добыче, ведет к изменению напряженно-деформированного состояния массива налегающих пород с образованием семейства линий равных касательных напряжений ("арок") Образующиеся арочные конструкции сдерживают давление вышележащих слоев и перераспределяют его, формируя область пониженного порового давления и пониженных напряжений в коллекторе и надлежащих породах

Образование области декомпрессии и возникновение "арок" моделировалось при помощи полого тонкостенного металлического ци-

верхность стола, насыпался песок высотой Н

Рис. 15. Схема лабораторной установки для моделирования арочного

эффекта 1 - песок, 2 - цилиндр с резиновой диафрагмой; 3 - измери- д0 150 мм (рис 15) При тельная трубка, 4 - границы арки, 5, б - графитовые датчики линей- этом мембрана цилиндра оной и объемной деформации, 7 - возбуждение упругих колебаний

тижения заданной высоты песок начинали постепенно убирать Цилиндр одновременно являлся чувствительной частью датчика вертикальной составляющей давления Рг Цилиндрический сосуд имел высоту ¿ = 10 мм, диаметр принимал значения й-12, 26, 53 мм Для измерения изменений плотности и линейной деформации песка использовался специально разработанные способы с использованием сыпучих электропроводящих датчиков объемной и линейной деформации Динамические воздействия на область декомпрессии осуществлялись посредством ударов механическим калиброванным бойком по основанию установки

Зависимость Рг(Н) при насыпании песка имеет существенно нелинейный характер Давление растет медленнее, чем давление песка, и давление воды на такой же глубине При уменьшении высоты песка наблюдается запаздывание реакции датчика Наблюдающиеся эффекты интерпретируются как результат образования над датчиком "арок", принимающих на себя нагрузку от насылаемого песка Отсыпка песка не сказывается на показаниях до того момента, когда она достигает вершины арки и нарушает ее несущую способность Проведены измерения зависимости относительного изменения плотности от относительной высоты песка над датчиками, находящимися на разных высотах внутри арки и вне ее.

В работе приводится теоретическая оценка высоты й„ возможных арок Сравнение оценки с экспериментальными данными показывает удовлетворительное соответствие

7 плоской грани которого была натянута мембрана в виде тонкой резиновой пленки. На цилиндр, устанавливаемый на по-

линдра, вместо верхней

прогибалась. После дос-

давление. Па

—насыпание леска —динамическое воздействие

давление песка __ гидростатическое давление

40 60 80

толщина слоя песка, мм

Рис 16 Показания мембранного манометра при увеличении высоты песка и последующих ударах Приведено также рассчитанное изменение давления для случаев «литостатики» и гидростатики

После формирования "арки" в песке возбуждались колебания Характерные результаты измерений Рг (Я) мембранным датчиком во время насыпки и ударов представлены на рис 16 для датчика с й = 26 мм Возрастание давлений после ударов в зависимости от диаметра мембранных датчиков хорошо описывается гиперболой АР,/Р,° =0Л1Н/О (здесь Р° - вертикальная составляющая давлений до ударов, а АР, - увеличение давления в результате динамических воздействий) Для датчика, малого по сравнению с глубиной расположения, давление после динамических воздействий может в два раза превысить начальное

Зависимость величины относительного повышения давления Р° от максимальной массовой скорости и в волне, регистрировавшейся на высоте 45 мм можно описать зависимостью ДРг/Р° = 1,43(1 - иа/и), где ы0 = 0,54 мм / с соответствует пороговому значению массовой скорости, ниже которого не происходит изменения давления

Были проведены эксперименты, в которых во время насыпки песка измерительная трубка манометра была перекрыта, что препятствовало прогибу его мембраны Затем трубка открывалась и мембрана прогибалась примерно на 1 мм Далее жидкость из манометра откачивалась полностью и проводилось динамическое воздействие Показания графитовых датчиков представлены на рис 17 После

изменение плотности, отн ед 02

0 -0.2 -0 4 -0 6 -0 8 -1 -1 2

^ ~-г _-----

—Ь=10 мм

«~Ь=30 мм \ 1 /

—Ь=50 мм

-*-И=70 мм N. I

-*-И=90 мм

-—11=110 мм 1

1 1

состояние

Рис 17 Относи гельное изменение плотности среды при образовании и разрушении области декомпрессии 1 - исходное состояние, 2 - уменьшение давления до гидростатического, 3 - полная откачка жидкости, 4 - результат динамического воздействия

полной откачки воды (состояние "2") на высотах до *7 см регистрировалось разуплотнение, убывающее с расстоянием от мембраны манометра по экспоненциальной кривой вида

-V/

ег = , где г™"1 = 1,58 - максимальное значение разуплотнения на уровне мембраны,

й.=20мм В результате ударов (состояние "3") платность среды почти полностью восстанавливается до исходного состояния.

На основе полученных в экспериментах данных можно представить себе, что принудительная откачка флюида из коллектора приводит к образованию области декомпрессии, проседанию кровли коллектора и возникновению некоторой арочной конструкции, способной взять на себя часть веса вышележащих пород. Разуплотнение охватывает весь объем под "аркой", достигая максимальных величин вблизи проседающей кровли коллектора и уменьшаясь по экспоненте к вершине эллипсоида разуплотнения Сформировавшаяся арочная конструкция чувствительна к воздействию сейсмических волн Ее разрушение приводит к восстановлению передачи веса вышележащих пород на кровлю коллектора и к увеличению в нем порового давления.

Второй раздел посвящен лабораторному моделированию техногенных сейсмических явлений, связанных с разработкой месторождений углеводородов. Изучение сейсмической (акустической в лабораторном эксперименте) эмиссии в процессе изменения порового давления и напряженно-деформированного состояния модельного коллектора проводилось при помощи установки, показанной на рис 18 Установка представляет собой лоток, выфрезерованный в стальном брусе пря-

10в0

нении порового давления моугольного сечения В качестве модельного материала для коллектора использовалась дробле-

ная, и затем спрессованная канифоль Исходный размер гранул составлял от 2 5 до 7 мм Заполненный канифолью и водой лоток отделялся от крышки резиновой диафрагмой В ходе эксперимента в пространство между крышкой и диафрагмой нагнеталась вода под контролируемым давлением, что обеспечивало вертикальное нагружение модельного коллектора Через отверстия в торцевых стенках осуществлялась подача и сток воды Измерение порового давления и акустической эмиссии велось с помощью датчиков давления и акселерометров, установленных в боковых стенках лотка и на его торцах Сигналы с датчиков цифровались и регистрировались при помощи двух компьютеров, оснащенных многоканальными аналого-цифровыми преобразователями.

Проводились два типа экспериментов В экспериментах первого типа в закрытом и нагруженном внешним давлением коллекторе поднималось норовое давление путем нагнетания воды до давления 6-12 МПа При этом внешняя нагрузка всегда слегка превышала конечное поровое давление (на 0 5-1 МПа) В экспериментах второго типа проводился сброс порового давления до атмосферной величины Уменьшение пористости и проницаемости модельного коллектора достигалось путем выдерживания открытого коллектора под нагрузкой в течение 1 - 2 дней Проницаемость модельного коллектора определялась путем измерения расхода воды при данном перепаде давления В описываемых экспериментах проницаемость варьировалась от 1400 до 1 мД.

Предварительно были проведены серии экспериментов по определению связи между пористостью образцов и их прочностью на одноосное сжатие без бокового подпора и по определению связи между пористостью образца и скоростью звука в нем Полученная связь

пористости и прочности исследованных образцов может быть описана как сг* = ст'е , где (т' = 19МПа - прочность на одноосное сжатие сплошной канифоли, та=5 Экспериментально найденная зависимость скорости звука с в модельном материале, насыщенном водой, от его

с, с г

пористости п описывается кривой вида , с ----где с, и с/ - скорости звука в мате-

пс1 + (1 - n)cf

риале скелета и в жидкости, соответственно

Характерной особенностью импульсов АЭ, записанных при сбросе и увеличении порового давления является значительная разница в их основных частотах Частоты импульсов при сбросе давления в среднем в 2-5 раз выше, чем при закачке жидкости, причем эти частоты имеют тенденцию уменьшаться с уменьшением проницаемости образца

В описываемых экспериментах зависимость количества импульсов АЭ от их энергии подчиняется закону повторяемости Было найдено, что тангенс угла наклона этой зависимости в экспериментах по сбросу давления составлял 15-20 (для модельных коллекторов с различной пористостью), в экспериментах по закачке - 1 0 - 1 3 В работе Виноградова С Д приводятся результаты лабораторных экспериментов по определению связи между величиной угла наклона графика повторяемости и прочностью различных пород на одноосное сжа-

расстояние, мм

Рис 19 Визуализации активности АЭ для четырех опытов по нагнетанию воды в коллектор во второй серии экспериментов Жирная линия аппроксимирует распространение фронтов АЭ, тонкие линии - изолинии давления, нормированного на прочность материала на одноосное сжатие

тие Новые данные, полученные для низкопрочных материалов, находятся в соответствии с данными для прочных материалов

На рис.19 показаны изолинии порового давления и фронты распространения АЭ для экспериментов по на!нетанию жидкости в коллектор с открытым концом при различной проницаемости Эти фронты приблизительно соответствуют распространению порового давления, равного прочности модельных образцов данной пористости на одноосное сжатие Найдено, что зависимость скорости распространения фронта АЭ от проницаемости в исследованном диапазоне является линейной. Аналогичные результаты получены в экспериментах по сбросу давления, но в этом случае распростра-

нение фронта АЭ соответствовало разнице между поровым и внешним давлением, близкой к прочности материала на одноосное сжатие.

Описанный выше метод анализа сейсмичности был применен для изучения акустической эмиссии в лабораторных экспериментах Были рассмотрены временные зависимости изменения активности АЭ при сбросе давления в образцах с различной проницаемостью -740мД и 25мД В обычных координатах время - активность АЭ графики этих процессов выглядят весьма сходно, тогда как фазовые портреты рассматриваемых процессов выглядят совершенно различно Фрактальная размерность аттрактора, который можно выделить по данным, полученным в эксперименте с низкой проницаемостью составила 2 8В случае более высокой проницаемости фрактальная размерность неопределенно велика Таким образом, удается различить две временные зависимости АЭ, полученные для образцов с различной проницаемостью

В заключении обобщаются результаты проведенных исследований и предлагаются принципы анализа кинетики техногенной сейсмичности, направленного на выявление отличий от естественных сейсмических событий, прогнозирование ее развития и выработку рекомендаций по

уменьшению ущерба от техногенных землетрясений

Основными результатами диссертационной работы являются следующие:

1 Впервые проведен комплексный анализ всех видов техногенной сейсмичности и выявлены общие закономерности появления и развития техногенных сейсмических явлений

2 Создан банк данных по техногенной сейсмичности, который содержит сведения об около 200 техногенных землетрясениях, вызванных заполнением водохранилищ, добычей полезных ископаемых, разработкой месторождений углеводородов и закачкой жидкостей

3 Разработаны новые методы анализа развития техногенной сейсмичности в пространстве и времени, основанные на теории динамических систем Введено фазовое пространство для описания сейсмического процесса и выделения аттракторов в фазовых портретах сейсмической активности, предложены методы выделения сейсмически однородных блоков и анализа группирующихся событий.

4 Рассчитаны интегральные статистические характеристики сейсмического режима на шахтах СУБРа и Ромашкинском нефтяном месторождении Построены фазовые портреты сейсмических процессов, определены фрактальные размерности аттракторов, которые могут быть использованы для описания вариаций сейсмической активности

5 Выявлены пространственно-временные структуры сейсмо-деформационных процессов в районах Ромашкинского месторождения нефти, СУБРа, афтершоковой области Газлий-ских землетрясений

6 Показано наличие статистически значимой корреляции между сейсмической активностью Ромашкинского месторождения и показателями нефтедобычи, а также паление эффективности заводнения во время роста сейсмической активности

7 Путем экспериментального моделирования изучен процесс возникновения над областью декомпрессии арочных конструкций, принимающих на себя вес вышележащих слоев, и определены параметры динамического воздействия, при котором она разрушается и давление в области декомпрессии возрастает

8 Путем физического моделирования установлена связь между сейсмической эмиссией и изменением порового давления в коллекторах Найдено, что фронты сейсмической эмиссии соответствуют значениям порового давления, зависящим от знака изменения давления и жесткости пород, скорость движения фронта эмиссии линейно зависит от проницаемости образца

9 Показано, что определение параметров сейсмической эмиссии разработанными методами может быть использовано для оценки прочностных характеристик и проницаемости коллекторов, для выявления зон повышения пластового давления

Список основных публикаций по теме диссертации

1. Турунтаев С Б , Горбунова И В О характере множественного разрушения в очаговой области Газлийских землетрясений // Физика Земли - 1989 - №6 - С 72-78

2 . Кулюкин A M, Турунтаев С Б Динамика локализации сдвиговой деформации в сыпучей среде // Физические и сейсмологические основы прогнозирования разрушения горных пород - М' Наука, 1991

3. Кулюкин A M, Турунтаев С Б Способ измерения деформаций в сыпучих средах Авторское свидетельство СССР SU 1640559 Al кл G01L1/20, 1/00,1991

4 . Кулюкин A M , Турунтаев С Б Способ измерения объемной деформации сыпучих сред Авторское свидетельство СССР SU 1659756 Al кл G01L9/04,1/20, 1/00, 1991.

5 . Пономарев В С , Турунтаев С Б , Воинов К А и др Исследование режима возбужденной сейсмичности на шахтах СУБРа//ФТПРПИ.-1992 -№4 -С 15-22

б. Турунтаев С Б Использование каталога слабых сейсмических событий для выявления сейсмоактивных структур горного массива // Контроль состояния горного массива при долговременной эксплуатации крупногабаритных подземных сооружений. - Апатиты,

1993.-С 124-136.

7 . Белоусов Т П , Мухамедиев Ш А , Турунтаев С Б , Юнга С JI, Исхаков И А , Каракин А В , Муслимов Р X Активные разломы, напряженное состояние и сейсмичность юго-восточного Татарстана (предварительные результаты) // Сейсмичность и сейсмическое районирование северной части Евроазии, ч 2 - M ОИФЗ, 1994 - С 90 - 108

8 . Turuntaev S В Temporal & spatial structures of triggered seismicity in Romashkinskoye oil-

field // Rock Mechanics in Petroleum Engineering Proceedings of Eurock'94 - Rotterdam' Balkema, 1994.-P 581-588.

9 . Турунтаев С Б Разработка методик выявления сейсмоопасных блоков и тенденций по-

вышения удароопасности // Методические основы контроля состояния породного массива и прогноза динамических явлений - M ' Национальный геофизический комитет РАН,

1994.-С. 76-87

10 . Турунтаев С Б Некоторые вопросы кинетики техногенных сейсмических процессов // Динамические процессы в геосферах (геофизика сильных возмущений) - M ИДГ РАН, 1994.-С. 102-113

X1. Пономарев В С, Ромашов А H, Турунтаев С Б Закономерности разрушения энергонасыщенных сред в проявлениях наведенной сейсмичности // Наведенная сейсмичность. -М . Наука, 1994.-С 73-91.

12 . Турунтаев С Б , Пономарев В С , Воинов К А Выявление пространственно-временных структур шахтной сейсмичности ПО «Севруралбокситруда» // Тексты докладов X Международной конференции по механике горных пород -М ИГД, 1994 - С 104-118

13 . Турунтаев С Б Кинетика техногенной сейсмичности, связанной с добычей углеводородов // Тез докл на Конференции по экологическим проблемам на нефтегазовых объектах суши и континентального шельфа, Кабардинка, 1994 - М., 1994.

14 . Турунтаев С Б Кинетика техногенных сейсмических процессов и способы ее описания // Напряжения в литосфере (глобальные, региональные, локальные). Тезисы докладов Первого международного семинара -М ИГиРГИ, 1994 -С. 191-192

15 . Куликов В И , Турунтаев С Б Оценка современной подвижности массивов горных пород и задачи сейсмомониторинга на объекте "Вега" // Материалы Научно-технического совещания по проблеме "Экологическая ситуация на объекте "Вега" АГКМ, прогноз и проблемы мониторинга" - Астрахань, 1994

16. Муслимов P X , Белоусов Т П , Мухамедиев Ш А, Юнга С Л , Каракин А В , Турунтаев С Б Напряженное состояние и сейсмичность нефтедобывающих районов Татарстана // Напряжения в литосфере (глобальные, региональные, локальные) Тезисы докладов Первого международного семинара - M ИГиРГИ, 1994 -С 119-120

17 . Turuntaev S В Some questions of induced seismicity kinetics description // XX General Assembly of the European Geophysical Society Book of Abstracts. 1995

18 . Адушкии В В , Куликов В Н , Турунтаев ОБО возможных геодинамических последствиях разработки месторождений углеводородов в условиях Арктического шельфа // Тез конф "Разработка месторождений углеводородов в Арктике" - Санкт-Петербург, 1995.

19 . Turuntaev S В The use of microseismicity data for investigation of deformation processes in rock massifs // 58th EAGE Conference Expanded Abstracts Book - Amsterdam, 1996

2 0 . Турунтаев С Б , Кулюкин А М., Герасимова Т И , Дубиня М.Г' Динамика локализации

сдвиговой деформации в песке //ДАН -1997 -т354,№1 -С 105-108 21. Кондратьев В Н , Турунтаев С Б Лабораторное моделирование формирования и разрушения арочных конструкций над областями декомпрессии, возникающими при нефтегазодобыче // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений - 1997 - №5 -С. 32-41.

22 . Turuntaev S В Temporal and spatial structures of man-madde seismicity. // Engineering Geology and the environment - Balkema, 1997 -P 1097-1102 2 3 . Turuntaev S В A method for mine seismicity increase forecast by means of seismic events

catalog analysis.//Bull Seismol. Assoc of the Far East - SAFE, 1998 -3(2) -P 31-44 2 4 . Turuntaev S B, Kondratjev V N Laboratory simulation of rock massif deformation over a

decompression zone // Petroleum Geoscience - 1999. - V 5. - P. 395-398. 2 5 . Adushkin, V V., Rodionov, V.N , Turuntaev, S В., Yudin, A.E . Seismicity in the Oil Field //

Oilfield Review - Schlumberger, 2000 - V. 12, N 2 - P 2-17 2 6. Адушкин В В , Родионов В.Н , Турунтаев С Б, Юдин А Е Сейсмичность месторождений углеводородов.//Нефтегазовое обозрение -Шлюмберже, 2000.-т.5,№1 -С 4-15 27. Turuntaev, S В , Razumnaya, О A An application of induced seismicity data analysis for detection of spatial structures and temporal regimes of deformation processes in hydrocarbon fields//Pure And Applied Geophysics. - Birkhauser Verlag, 2002 -V. 159 -P 421-447 28 . Turuntaev S В , Nonlinear dynamics methods in passive seismic data interpretation // EAGE 64th Conference & Exhibition Expanded Abstracts Book — Florence, Italy, 27 - 30 May 2002. -A A Balkema, 2002 -P 201-204 2 9 . Зенченко E В , Герке К M , Турунтаев С Б , Цветков В М, Лабораторное моделирование микросейсмичности при разработке месторождений нефти // Сб расширенных тезисов Международной геофизической конференции «Геофизика XXI столетия - прорыв в будущее» 1 - 4 сент 2003г, Москва, Россия - М ВНИИГеофизика, 2003 - С 45-49

30. Зенченко Е В, Турунтаев С Б, Цветков В М , Герке К М, Лабораторное моделирование техногенной сейсмичности в коллекторах месторождений нефти // В сб Геофизические процессы в верхних и нижних оболочках Земли (геофизика сильных возмущений) Кн 1 - М- ИДГ РАН, 2003 - С 153-166.

31. Герке КМ, Зенченко F. В, Турунтаев СБ Моделирование микросейсмичности при разработке месторождений нефти II В сб • Динамика взаимодействующих геосфер - М" ИДГ РАН, 2004 - С 64-73

32 . Zenchenko Е V , Turuntaev S В , Gerke К. М Laboratory experiments on relation between microseismicity and pore pressure // EAGE 67th Conference & Exhibition Extended Abstracts— Madrid, Spain, 13-16 June 2005 - 2005

33 . Адушкин В В, Турунтаев С Б Техногенные процессы в земной коре (опасности и катастрофы) -М ИДГ РАН, 2005 -254с

M 5 7 4 о

РНБ Русский фонд

2006-4 10034

Содержание диссертации, доктора физико-математических наук, Турунтаев, Сергей Борисович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Техногенные сейсмо-деформационные явления.

1.1. Деформации земной поверхности и сейсмичность, связанные с разработкой месторождений углеводородов и закачкой жидкостей.

1.2. Землетрясения, вызванные заполнением водохранилищ.

1.3. Сейсмические явления, связанные с горными работами.

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. Методы анализа пространственно-временного развития техногенной сейсмичности.

2.1. Изменение сейсмической активности во времени.

2.2. Пространственные особенности сейсмичности.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. Сейсмичность Ромашкинского месторождения нефти.

3.1. Общие характеристики сейсмичности.

3.2. Изменение сейсмической активности во времени.

3.3. Пространственные особенности сейсмичности в районе Ромашкинского месторождения.

3.4. Взаимосвязь между сейсмической активностью и процессом эксплуатации месторождения.

3.5. Использование данных о сейсмической активности.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. Кинетика техногенной сейсмичности Североуральских бокситовых месторождений.

4.1. Общая характеристика используемых данных.

4.2. Анализ изменения сейсмической активности во времени.

4.3. Анализ распределения сейсмической активности в пространстве.

4.4. Обсуждение.

Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5. Пространственно-временное распределение афтершоков Газлий-ских землетрясений.

Выводы по главе 5.

ГЛАВА 6. Лабораторное моделирование техногенных сейсмо-деформационных явлений при разработке месторождений углеводородов.

6.1. Моделирование проседания поверхности при добыче углеводородов.

6.2. Моделирование техногенных сейсмических явлений, связанных с разработкой месторождений углеводородов.

Выводы по главе 6.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Кинетика техногенной сейсмичности"

Промышленная цивилизация во все возрастающих масштабах нарушает ® природное равновесие в окружающей среде, обостряя экологическую ситуацию. Строятся атомные и гидроэлектрические станции, химические комплексы вблизи крупных городов, сооружаются водохранилища, кардинально меняющие ландшафт, создаются крупные территориальные комплексы по добыче полезных ископаемых с громадным объемом извлекаемых из недр жидкости и твердой породы, не решены проблемы захоронения промышленных отходов. Резко возросшие в последние десятилетия масштабы воздействия человека на среду его обитания ставят в ряд жизненно важных вопросы поддержания экологического равновесия. Сохранение экологического равнове

• . сия является одним из основных принципов разумной хозяйственной деятельности человека. Нарушение этого принципа всегда приводило к росту затрат, а зачастую делало продолжение данной деятельности невозможным. Современное обострение экологической ситуации не является первым в истории человечества. Однако для нашего времени в связи с увеличением масштабов воздействия человека на окружающую среду характерно возрастание нагрузки не только на такие быстро реагирующие компоненты экосистем, как животный и растительный мир, почва, вода и воздух, но и на те компоненты, которые обычно считались не подверженными влиянию цивилизации. ф К таким компонентам экосистем как наиболее устойчивым долгое время относили верхние слои земной коры и деформационные процессы, протекающие в них. Традиционно считалось, что происходящие в земной коре многообразные деформационные процессы различного пространственно-временного масштаба, в том числе землетрясения, аномальные деформации в разломных зонах, просадки, оползни, сели и др., происходят исключительно в орогенических областях и смежных с ними районах. Однако в последнее » время представления о современном геодинамическом состоянии недр ради

• кально изменились. Многолетние работы на геодинамических полигонах показали, что деформационные процессы наблюдаются повсеместно и даже на древних платформах и в сейсмически спокойных регионах. Они проявляются, например, в форме интенсивных квазипериодических вертикальных и горизонтальных подвижек по разломам с амплитудами до 20-50 мм/год [Сидоров и др., 1989]. Опубликованные данные свидетельствуют о том, что даже в пределах наиболее древних платформенных областей могут происходить землетрясения с магнитудой М>7 [Ананьин, 1988]. Имеются инструментальные и макросейсмические данные о сейсмических событиях на Русской платформе, среди которых наиболее сильные (4-6 баллов) произошли в районах Сыктывкара, Тамбова, Перми. В последние годы ощутимые землетрясения были зарегистрированы в районах интенсивной инженерной деятельности на территории Восточно-Европейской платформы и Западной Сибири.

Таким образом, верхние слои литосферы, традиционно воспринимаемые как инертная часть экосистем, активно участвуют в глобальном деформационном процессе и способны реагировать даже на малые по величине воздействия (техногенные нагрузки). Энергетика деформационных процессов в земной коре велика, и человеку может оказаться не под силу восстановить нарушенное равновесное состояние естественных деформационных режимов. Следствием этого могут стать необратимые деформации поверхности, возрастание скорости деформации в тектонически спокойных районах, появление землетрясений в сейсмически неактивных областях. Неоднократно отмечены случаи, когда инженерная деятельность человека и возникающие деформационные процессы, включая техногенные землетрясения, приводили к последствиям катастрофического характера, принося огромный материальный ущерб и сопровождаясь человеческими жертвами. Известны случаи возникновения "плотинных" землетрясений с магнитудой до 6,0-6,3 в Китае, Замбии, Греции, Индии [Simpson, 1986; Hukky, 1985; Rao, 1985, Rajendran, Harish, 2000; Earthquakes., 1995; Гупта, Растоги, 1979]. Задокументированы землетрясения на разрабатываемых месторождениях углеводородов в США, Франции, Канаде, России и в других регионах [Grasso, 1992; Maury et al.,

1996; Zoback, Zinke, 2002; Мори и др., 1994; Nicholson, Wesson, 1991; Wetmil-ler, 1986; Смирнова, 1977; Мирзоев и др., 2001; Николаев, 1995].

Надежно установлены и хорошо изучены многометровые деформации земной поверхности на ряде длительно разрабатываемых месторождений углеводородов в США, Венесуэле, на Северном море [Мори и др., 1994]. Известны также случаи возникновения техногенной сейсмичности в районах нефтехимических комплексов, АЭС и других особо крупных объектов [Ahad Mord Н., Smith Jeffrey А., 1988].

Поэтому очень важным представляется тщательный анализ всех случаев реакции естественных сейсмо-деформационных процессов на деятельность человека, приводящих к развитию аномальных деформаций земной поверхности и появлению техногенных сейсмических явлений. Необходима заблаговременная постановка наблюдений в районах, где осуществляется значительное воздействие или имеются предпосылки чувствительности естественных деформационных процессов к воздействию. Анализ результатов мониторинга позволит в принципе контролировать эколого-геодинамическую ситуацию, её пространственно-временную эволюцию и на этой основе оценивать допустимую техногенную нагрузку на среду обитания человека.

В историческом плане появление сейсмичности, связанной с воздействием человека на земную кору, впервые было отмечено в конце XIX века при добыче золота в подземных рудниках Южной Африки. Примерно в то же время начали регистрировать сейсмические события при проведении подземных работ в Европе. Первая сейсмологическая обсерватория для мониторинга этих явлений в районе Рурского угольного бассейна была оборудована в 1908 г. в г.Бохум (Германия), а первая сейсмическая сеть была организована в конце 1920-х годов на территории угольного бассейна в Верхней Силезии (Польша) [International., 2002].

Сейсмичность, обусловленная разработками нефтяных месторождений, стала появляться в начале 1920-х годов, связанная с сооружением водохранилищ - в конце 1930-х годов, с добычей природного газа и закачкой жидкости под высоким давлением в недра земной коры - в середине 1960-х годов. Соответственно, сейсмичность, возникающая в связи с развитием антропогенной деятельности, получила название техногенной (или наведенной, "стимулированной"). По мере развития индустриализации круг причин появления техногенной сейсмичности расширялся, техногенные землетрясения стали отмечаться при проведении подземных ядерных взрывов и крупномасштабных взрывах химических ВВ [Пасечник, 1977, Николаев, 1977; Гупта и Рас-тоги, 1979; Wittlinger, 1980; Wetmiller, 1986; Simpson, 1986; Grasso, 1992; Адушкин, Спивак, 1993; Николаев, 1994; Console, Nikolaev, 1995; Adushkin, Spivak, 1996; Адушкин и др., 2000; Сейсмичность при горных работах, 2002].

Для техногенной сейсмичности характерна широкая область распространенности и, соответственно, разнообразие механизмов, объясняющих её появление. Поэтому очень важно установить сходные черты и отличительные особенности в механизмах для различных типов техногенной сейсмичности. Прогресс в понимании её механизмов может быть с пользой использован в изучении природных землетрясений.

Механизмы появления техногенной сейсмичности включают, главным образом, изменение напряженного состояния среды, изменение порового или пластового давления, перемещение объемов жидкости внутри среды, особенности и величину приложенных сил и нагрузок. Эти механизмы, конечно, в значительной степени взаимосвязаны, и чаще всего, в зависимости от особенностей воздействия, геологического строения и тектонической обстановки горного массива, возможна реализация нескольких механизмов, которые могут обеспечить ту или иную форму проявления техногенной сейсмичности. Если, к примеру, изменение напряженного состояния в результате воздействия велико, это может вызвать разрушение горного массива или, по крайней мере, активизировать деформационные процессы, сопровождающиеся подвижками по существующим нарушениям сплошности. В тех районах, в которых энергия естественных тектонических напряжений невелика, энергия, высвобождаемая техногенными землетрясениями, как правило, также невелика - магнитуда событий составляет 0 - 3 по шкале Рихтера. Гипоцентры этих землетрясений расположены в пределах объекта, оказывающего воздействие (например, месторождения), или на его границах; сотрясения, связанные с такими событиями, слабо ощущаются на поверхности (зачастую просто не ощущаются человеком). Такие сейсмические события называются индуцированными. Наиболее характерными примерами индуцированной сейсмичности являются горные удары, возникающие при подземных работах, активизация сейсмичности при сооружении водохранилищ или усиление сейсмичности при проведении гидроразрыва пласта с целью повышения нефтеотдачи на месторождениях нефти.

Если же работы ведутся в районе с высоким уровнем естественных тектонических напряжений, воздействие человека может вызвать нарушение стационарного деформационного режима природного объекта, так что сейсмичность сможет развиваться за счет энергии естественных процессов. При этом даже слабые воздействия могут привести к возникновению сильной триггерной сейсмичности. Энергия техногенных толчков в этом случае теоретически может достигать максимальных для естественной сейсмичности значений и определяется тектоническими напряжениями в регионе. Гипоцентры приурочены к области объекта, но могут удаляться от неё на километры. Не исключается связь между техногенным воздействием и появлением сильных, иногда катастрофических землетрясений в верхней и средней части земной коры. Более подробно вопросы классификации техногенной сейсмичности рассмотрены в [Адушкин, Турунтаев, 2005].

Сложность построения полной геомеханической модели блочного горного массива, учитывающей взаимодействие механических и флюидодина-мических процессов, приводящих к изменению НДС, порового давления, пористости и проницаемости пород, заставляет обращаться к обобщенным подходам для описания сложных систем, развиваемым в настоящее время в области нелинейной динамики [Малинецкий, Потапов, 2002; Пригожин, 1985; Хакен, 1985]. Использование разработанных на основе физики динамических систем методик анализа пространственно-временной организации сейсмических процессов позволит существенно повысить надежность прогнозирования опасного нарастания сейсмической активности и своевременно разработать рекомендации по уменьшению риска возникновения катастрофических техногенных землетрясений.

Таким образом, работа, направленная на изучение закономерностей развития техногенной сейсмичности и ее взаимосвязи с промышленным воздействием на верхние слои литосферы, является актуальной.

Изучению случаев появления техногенной сейсмичности посвящено множество работ. К примеру, на сайте www.nyx.net по состоянию на конец 90-х годов приводится более 400 ссылок на публикации, посвященные этой проблеме. Несмотря на довольно длительную историю изучения вопросов, связанных с индуцированной сейсмичностью, решение этой проблемы еще не найдено. Большинство публикаций посвящено рассмотрению отдельных случаев появлению техногенных землетрясений в связи с тем или иным видом воздействия. Существующие обзоры (см., например, наиболее известные [Simpson, 1986; Guha & Patil, 1990; Gibowicz, 1990; International Handbook of Earthquake ., 2002; Nicholson, Wesson, 1991; Гупта, Растоги, 1979, Николаев, 1994; Сейсмичность при горных работах, 2002, Черных, 1994]) в основном посвящены либо одному из видов техногенной сейсмичности, либо содержат описание и классификацию возможных механизмов сейсмических явлений без подробного анализа отдельных случаев. Автору не встречались работы, посвященные физическому моделированию техногенных геодинамических явлений (за исключением моделирования гидроразрыва нефтеносного пласта). Явно недостаточно работ, в которых бы анализировался режим техногенной сейсмичности, его пространственно-временные особенности.

Отличием диссертации от предыдущих работ является, во-первых, оригинальность созданных методов обработки результатов наблюдений и интерпретации данных по режиму техногенного воздействия и по сейсмичности в районе воздействия, которые основаны на представлениях о горном массиве как о блочной среде, перерабатывающей поступающую из недр энергию и формирующей при этом диссипативные структуры. В методах используются идеи и понятийный аппарат теории нелинейных динамических систем, применение этих методов к анализу сейсмического режима является оригинальным. От традиционной ориентировки работ по изучению вариаций сейсмического режима на выявление предвестников сильных землетрясений данная работа отличается направленностью на обнаружение устойчивых тенденций в изменении сейсмической активности, что позволяет выявить пространственно-временное структурирование деформационных процессов в районе техногенного воздействия. От поисков доказательств техногенной природы землетрясений в районах размещения предприятий добывающей промышленности в настоящем работе предлагается перейти к рассмотрению взаимосвязи воздействия и естественных сейсмо-деформационных процессов.

Исследование процессов в недрах Земли обычно сталкивается с трудностями получения достоверной информации о свойствах среды и условиях, в которых протекают эти процессы. Кроме того, исследования в природных условиях отличаются большой трудоемкостью, дороги и не позволяют получить детальную информацию в тех случаях, когда параметры среды меняются непредсказуемо. В естественных условиях протекание геомеханических процессов происходит под влиянием многих причин, и различить приоритет влияния этих причин часто весьма трудно. Отмеченные выше трудности можно преодолеть с помощью лабораторного моделирования. Оно позволяет вести изучение естественных процессов с некоторой степенью схематизации, давая возможность изучать влияние основных действующих факторов в отдельности. Опыт работы с данными по техногенной сейсмичности, помимо прочего, позволил сформулировать задачи, для решения которых требуется проводить лабораторное моделирование.

Целями настоящего исследования являются:

• комплексное изучение проявлений техногенной сейсмичности, связанной с заполнением водохранилищ, разработкой месторождений углеводородов, добычей рудных полезных ископаемых;

• разработка метода анализа развития техногенной сейсмичности в пространстве и времени, направленного на выявление упорядоченной, прогнозируемой составляющей сейсмического процесса;

• применение разработанного метода к анализу техногенной сейсмичности в районах размещения предприятий добывающей промышленности;

• создание лабораторных моделей и проведение экспериментов по исследованию связи изменений порового давления с развитием техногенных геодинамических явлений.

Методы исследований. Исследования выполнены на основе сочетания анализа натурных данных по случаям возникновения техногенных землетрясений различного генезиса, подробного рассмотрения проявлений техногенной сейсмичности в ряде регионов при помощи специально разработанной методики анализа и экспериментального лабораторного моделирования. Методы анализа кинетики техногенной сейсмичности разработаны на основе представлений и подходов, развиваемых в области нелинейной динамики.

Научная новизна полученных результатов. Впервые проведен комплексный анализ техногенной сейсмичности разного генезиса. Разработаны оригинальные методы интерпретации данных по техногенной сейсмичности, основанные на достижениях последних 10-20 лет в области нелинейной динамики. Новым является введение фазового пространства для описания сейсмического процесса и выделение аттракторов в фазовых портретах сейсмического режима. Впервые определена размерность аттрактора и минимального числа фазовых переменных, необходимых для описания техногенного сейсмического процесса. Проведенное исследование позволяет рассматривать изучаемые процессы как процессы в динамической (не стохастической) системе. Впервые построены фазовые портреты сейсмических процессов на шахтах СУБРа, Ромашкинском нефтяном месторождении. Новым является введение трехмерного фазового пространства для описания как временной, так и пространственной вариабельности сейсмического процесса. Впервые выполнено лабораторное моделирование сейсмических явлений, возникающих при закачке и отборе жидкости из коллектора, впервые в лабораторном эксперименте пространственное расположение источников акустических импульсов сопоставлено с распространением фронта давления. Впервые обнаружено изменение частотных характеристик акустической эмиссии при изменении характера вариации порового давления (рост - падение давления) и при изменении проницаемости модельного коллектора. Впервые получены графики повторяемости для акустических импульсов, регистрируемых при разрушении водонасыщенного пористого тела. Полученные результаты позволяют предложить новый метод оценки прочности реальных трещиноватых массивов, для которых величина прочности сплошной породы является неадекватной. Впервые показана не только опасность, но и экономическая неэффективность закачки жидкости для увеличения нефтеотдачи месторождения в период роста слабой сейсмической активности.

Научная значимость работы заключается в создании нового научного направления - кинетики техногенной сейсмичности, базирующегося на представлениях нелинейной динамики и рассматривающего техногенную сейсмичность, как нарушение устойчивого равновесного состояния геофизических систем. При этом изучаются не отдельные проявления техногенной сейсмичности, а все явление в целом. Предложен метод анализа развития техногенной сейсмичности во времени и пространстве, основанный на применении аппарата нелинейной динамики, что позволяет рассматривать явление техногенной сейсмичности, как переход геофизической системы из устойчивого состояния, характеризующееся определенным режимом сейсмо-деформационных процессов, в новое, возбужденное, состояние. Устойчивость нового состояния и возможные сценарии его дальнейшего изменения определяются параметрами техногенного воздействия. Разработанные представления применены для анализа техногенной сейсмичности в добывающих районах России. Выполнено лабораторное моделирование рассматриваемых явлений. Получено экспериментальное подтверждение теоретических представлений о распространении фронта микросейсмических явлений при закачке жидкости в проницаемые породы.

Практическая значимость полученных результатов заключается в возможности их использования как для прогнозирования эволюции техногенной сейсмичности в пространстве и времени, так и для получения информации о деформационных и флюидодинамических процессах в массивах горных пород. Результаты могут быть использованы для оценки предельно допустимых воздействий на горный массив в ходе разработки месторождений твердых и жидких полезных ископаемых, для прогнозирования горных и горно-тектонических ударов, для решения вопросов об ответственности добывающих предприятий за сейсмические явления в районах проведения работ. Возможно использование результатов для обнаружения положения фронтов заводнения при закачке жидкости для интенсификации отбора нефти, для обнаружения работающих нефтесодержащих пластов и перетоков жидкостей, обнаружения неоднородностей распределения фильтрационных параметров, активных тектонических разломов.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на семинарах и заседаниях Ученого совета Института динамики геосфер РАН, на семинарах Института физики Земли РАН, на семинаре Международного института теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН, на Международных конференциях Общества поисковой геофизики, США (Society of Exploration Geophysicists - SEG) в 1995 - 2003гг. (Хьюстон, Даллас, Денвер, Новый Орлеан, Калгари), Международных конференциях Европейской ассоциации геофизиков и инженеров (European Association of Geoscientists and Engineers - EAGE) в 2002 и 2005гг. (Флоренция, Мадрид)), Международной конференции Общества нефтяных инженеров, США (Society of Petroleum Engineers - SPE) в 1994г. (Дельфт), Международных конференциях EAGE, SEG и Евро-Азиатского геофизического общества в 1998 и 2003гг (Москва), Международной конференции по горным ударам и шахтной сейсмичности ("Rockbursts and Seismicity in Mines) в 1997г. (Краков), семинарах и телеконференциях научных центров Шлюмберже в Риджфилде (США), Кембридже (Великобритания), Москве (Россия) в 1999 - 2005гг., на Международных симпозиумах «Неделя горняка» (Москва) в 1996 и 1999гг., на Международной конференции «Физические основы прогнозирования разрушения горных пород» в 1989 (Иркутск), на Международной конференции по механике горных пород (Москва) в 1993г., на Международном симпозиуме «Влияние сейсмической опасности на трубопроводные системы в Закавказском и Каспийском регионах (Москва) в 2000г., на Международной конференции по техногенной сейсмически и горным ударам (ИПКОН, Москва) в 2004г.

Структура и объем диссертации. Диссертация содержит 330 страниц текста, включая 131 рисунков, и состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 245 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Турунтаев, Сергей Борисович

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 6.

1. Созданы лабораторные установки для моделирования техногенных сейс-мо-деформационных явлений. Отработана методика физического моделирования флюидодинамики деформируемого коллектора разрабатываемого месторождения углеводородов и его взаимодействия с вмещающим горным массивом.

2. Путем экспериментального моделирования изучен процесс возникновения над областью декомпрессии, появляющейся в результате откачки жидкости, арочной конструкции, которая принимает на себя вес вышележащих слоев. Найдено, что высота "арки" увеличивается пропорционально поперечному размеру области декомпрессии.

3. Получено, что при малых значениях декомпрессии деформации в основном локализованы на границах арочной конструкции, тогда как внутри происходит возрастание плотности. В случае больших величин декомпрессии разуплотнение охватывает весь объем под "аркой", достигая максимальных значений вблизи области декомпрессии и уменьшаясь по экспоненте к вершине арочной конструкции.

4. Найдено, что при динамическом воздействии арочная конструкция разрушается, давление в области декомпрессии возрастает. Увеличение давления прямо пропорционально глубине расположения области декомпрессии и обратно пропорционально ее поперечному размеру. Плотность среды в объеме, ограничивавшемся арочной конструкцией, восстанавливается практически до исходной величины.

5. Определена зависимость возрастания давления от амплитуды динамического воздействия. Найдена величина воздействия, при которой эта зависимость выходит на плато. Получена оценка минимальной величины воздействия, приводящего к увеличению давления в области декомпрессии.

6. Путем физического моделирования изучена связь между сейсмической эмиссией и изменением порового давления в коллекторах в процессе разработки месторождений углеводородов.

7. Найдена связь между пористостью образца и его прочностью на одноосное сжатие, которая имеет вид экспоненциальной зависимости.

8. Получено, что характерная частота акустических импульсов при сбросе порового давления существенно выше частоты импульсов при закачке жидкости, причем в обоих случаях частоты имеют тенденцию уменьшаться с уменьшением пористости модельного коллектора. Размер источников АЭ определяется размером гранул канифоли, формирующих пористую структуру модельного материала.

9. Обнаружено, что событий АЭ в экспериментах по нагнетанию воды в коллектор меньше, чем при сбросе порового давления, причем активность АЭ тем меньше, чем больше проницаемость;

10. Найдено, что фронты распространения АЭ в коллекторе соответствуют изолиниям порового давления, связь между АЭ и поровым давлением зависит от проницаемости и вида нагрузочной кривой. В экспериментах с «мягкими» стенками при сбросе давления фронт АЭ соответствует разнице между поровым и внешним давлением, близкой к прочности пористого материала на одноосное сжатие, при нагнетании давление, инициирующее АЭ, соответствует прочности материала на одноосное сжатие; скорость движения фронта в первом приближении линейно зависит от проницаемости образца. В экспериментах с жесткими стенками АЭ возникает при поровом давлении, составляющем 0.2-0.4 от прочности пористого материала на одноосное сжатие.

11. Получено, что значения углов наклона графиков повторяемости АЭ при росте порового давления меньше, чем значения этих величин при сбросе порового давления.

12. Найдено, что связь между углом наклона графика повторяемости акустической эмиссии и прочностью модельного материала при сбросе давления, полученная для пористого водонасыщенного низкомодульного модельного материала, соответствует зависимости, полученной ранее для прочных пород.

13. Показано, что определение параметров сейсмических импульсов и режима сейсмической эмиссии разработанными методами может быть использовано для оценки прочностных характеристик коллекторов месторождений углеводородов и окружающего горного массива, для выявления зон повышения пластового давления в ходе заводнения месторождений, для оценки проницаемости коллекторов и для корректной интерпретации данных пассивного сейсмического мониторинга при гидроразрыве пласта.

14 . Получено, что фрактальная размерность аттракторов, которые могут быть выделена на основе анализа данных по АЭ, зависит от проницаемости образцов; в проведенных экспериментах размерность уменьшалась при уменьшении проницаемости. Показано сходство фазового портрета АЭ и фазового портрета сейсмического процесса на Ромашкинском месторождении нефти.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Представленные в диссертации материалы о техногенных процессах в земной коре свидетельствуют о нарастании воздействия человека на верхние слои литосферы при эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, при откачке и закачке жидкостей в скважины, при проведении горных работ, при заполнении водохранилищ. Реакция геофизической среды на техногенное воздействие может быть разнообразна, наиболее заметно она проявляется в деформациях земной поверхности и техногенных землетрясениях. Актуальнейшей становится задача прогнозирования результатов воздействия строительства и эксплуатации инженерных сооружений и добывающих комплексов на развитие геодинамических процессов - как минимум, и в перспективе разработка рекомендаций по применению превентивных мер для предупреждения или снижения негативных последствий. Отдаленные последствия вмешательства в природные процессы связаны со спецификой строения горного массива, его напряженным состоянием и деформационным режимом, а также зависят от чувствительности деформационных режимов к слабым воздействиям. Экспертная оценка максимально допустимых техногенных нагрузок на природные объекты на стадии проектирования должна дополняться геофизическим мониторингом в процессе эксплуатации промышленных объектов.

Собранные и обобщенные данные свидетельствуют о необходимости организации наблюдений за геодинамическим состоянием недр в районах сооружения крупнейших водохранилищ, размещения добывающих комплексов на рудных, нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождениях, крупномасштабного строительства, в особенности, подземных сооружений. Организация непрерывного контроля за состоянием геофизической среды необходима для разработки эффективных мероприятий, направленных на сохранение устойчивости природного равновесия. Наиболее информативными средствами контроля представляются: сеть сейсмодатчиков, позволяющая регистрировать слабые сейсмические события (начиная со 2-го энергетического класса); геодезическая сеть с быстрым опросом; сеть регистраторов немеханических величин (выхода газа, электромагнитных и гравитационных полей).

Выполненный анализ существующих моделей реакции геофизической среды на техногенное воздействие показывает, что эти модели, с одной стороны, дают качественное объяснение феномена индуцированной сейсмичности и позволяют делать количественные оценки критических параметров для ее возникновения. С другой стороны, одним из самых заметных и значительно затрудняющих исследования свойств геофизических объектов является их уникальность. Модели явлений и выводы, полученные при исследовании одних районов, зачастую нельзя механически переносить на другие районы. Поэтому применение существующих и разработка более адекватных моделей следует вести в условиях конкретных объектов с предварительно изученным геологическим и геодинамическим состоянием недр. Имеются достаточно глубоко проработанные модели горного массива, которые включают скорость разработки месторождения, как параметр, определяющий реакцию среды на воздействие, а также модели деформационных и флюидо-динамических процессов, учитывающие упруго-пластические свойства массива. Дальнейшее развитие этих моделей должно привести к созданию способа описания, адекватного такому сложному объекту, как реальная геофизическая среда.

В диссертации была рассмотрена взаимосвязь между активностью сейсмодеформационных процессов в горном массиве, содержащем месторождение углеводородов, и некоторых эксплуатационных показателей разработки месторождения. Было показано, что разработка месторождений в районах с большим запасом потенциальной энергии тектонических деформаций может привести к катастрофическому усилению активности сейсмодеформационных процессов и к разрушительным землетрясениям, как в случае Газлийских землетрясений в Узбекистане. Вместе с тем вряд ли следует ожидать появления столь же сильных сейсмических событий в районах с низкими скоростями тектонических деформаций, хотя относительно слабые землетрясения с очагами, расположенными близко к поверхности, также сения с очагами, расположенными близко к поверхности, также могут быть опасными для промышленных и жилых сооружений.

Было показано также, что анализ информации о пространственно-временных закономерностях развития сейсмической активности при помощи современных методов позволяет получить богатую информацию о деформационных процессах, протекающих в резервуаре месторождения и окружающих его породах. Эта информация исключительно полезна не только в целях своевременного прогноза опасного нарастания сейсмической активности, но и для оценки изменения в пространстве и во времени флюидодинамических характеристик коллекторов, реакции резервуара на то или иное воздействие с целью увеличения добычи, определения путей миграции флюидов и т.д. Так, показано, что эффективность применения заводнения с целью увеличения нефтеотдачи на Ромашкинском месторождении существенно падает во время роста слабой сейсмической активности, регистрируемой на данном месторождении, и возрастает при спаде сейсмической активности. Группирующиеся в пространстве сейсмические события позволяют выявить зоны активного современного трещинообразования, являющиеся также зонами повышенной проницаемости.

В работе была показана схожесть фазового портрета сейсмичности на Ромашкинском месторождении с аттрактором, описывающим решение уравнение Дуффинга. Это позволяет предположить, что в качестве математической модели сейсмо-деформационных процессов в данном регионе могут быть рассмотрены колебания осциллятора под действием вынуждающей периодической силы. Вынуждающей силой в данном случае является циклическое заводнение, применяемое на наиболее сейсмически активных площадях Ромашкинского месторождения.

В последнее время наряду с активным сейсмическим просвечиванием все больше внимания уделяется так называемому пассивному сейсмическому мониторингу. Добыча углеводородов достаточно редко вызывает сильные или хотя бы ощутимые землетрясения. Более общим случаем является возбуждение слабых сейсмических событий, зарегистрировать которые можно лишь при помощи чувствительной сети сейсмометров. Именно эти слабые сейсмические события, как возбужденные, так и являющиеся следствием естественных деформационных процессов, несут важную информацию о пространственном расположении активно деформирующихся областей горного массива, включающего месторождение углеводородов, об изменении напряженно-деформированного состояния горного массива во времени. При помощи интерпретации данных о слабой сейсмичности и микросейсмичности можно выявить активные в настоящее время разломы, определить положение фронта вытеснения нефти водой или газом, оценить временные вариации проницаемости и пористости коллектора. Деформационные процессы в районах расположения месторождений углеводородов, зарегистрированные многими исследователями, сопровождаются изменением коллекторских свойств месторождения. Эти процессы обладают определенной периодичностью, что позволяет использовать информацию о временном изменении напряженно-деформированного состояния коллектора при планировании мероприятий для увеличения добычи углеводородов.

Очень важным обстоятельством является заблаговременность установки сети для сейсмических наблюдений. Как показывает имеющийся опыт, для получения оценки характерных параметров пространственно-временной организации сейсмо-деформационных процессов на месторождении углеводородов необходимая длительность регистрации составляет год-полтора. Своевременно заметить опасные изменения сейсмического режима, свидетельствующие об усилении сейсмической активности, можно лишь при наблюдении в режиме непрерывного мониторинга. Такие вопросы, как ответственность компании, разрабатывающей месторождение, за возникновение землетрясений, могут быть удовлетворительно решены при наличии достаточно длительных рядов наблюдений за уровнем сейсмической активности в районе месторождения. Компании, на месторождениях которых установлена сеть для сейсмических наблюдений, получают в свое распоряжение постоянный источник прямой информации о деформационных процессах, происходящих на месторождении в ходе его разработки.

К сожалению, опыт показывает, что когда реакция массива на эксплуатацию месторождения начинает приводить к аварийным ситуациям и производственники вынуждены обеспечивать разворачивание наблюдательных сетей, получаемые ряды наблюдений оказываются слишком короткими. Короткие ряды наблюдений сильно уменьшают возможности разработки обоснованных моделей регистрируемых процессов и практически сводят на нет статистическую значимость прогноза возникновения аварийных ситуаций и рекомендаций по их предотвращению. На современном этапе интенсивного освоения недр практически неизбежно нарушение природного равновесия. Заблаговременное обустройство систем сейсмического и геодинамического контроля, особенно в районах повышенного риска нежелательных проявлений геодинамических процессов, позволит существенно сократить в дальнейшем затраты на ликвидацию последствий аварийных ситуаций в силу их прогнозируемости.

Доказательный ответ на вопрос, вызвана ли сейсмичность в районе техногенного воздействия на горный массив этим воздействием, или же это естественная сейсмичность, возрастание активности которой связано с тектоническими процессами, требует проведения специальных исследований. В качестве первого этапа этих исследований в области будущего воздействия необходимо установить сеть сейсмостанций, позволяющую зарегистрировать уровень существующей естественной сейсмичности, определить ее интегральные характеристики. Общий принцип определения влияния разработки на сейсмичность состоит в поиске значимых изменений параметров сейсмичности после начала работ и исследовании корреляционных связей между параметрами воздействия и параметрами сейсмического режима.

Изменение параметров графиков повторяемости в районах иинженер-ных воздействий (рассчитываемых по представительным данным) трактуется как признак техногенного влияния на сейсмичность региона. При отсутствии надежных (выполненных по достаточно длительным рядам наблюдений) оценок параметров графика повторяемости до и после начала разработки месторождения, в качестве признака техногенной природы регистрируемой сейсмичности принимается высокая величина угла наклона графика повторяемости, превышающая значения, характерные для естественной сейсмичности.

Наряду с параметрами графика повторяемости, для характеристики сейсмического режима используются характеристики пространственной и временной группируемости событий, определяется тип и фрактальные размерности динамической системы, соответствующей рассматриваемому процессу. Временная группируемость событий характеризуется параметрами распределения временных интервалов между последовательными событиями данного диапазона магнитуд (времен ожидания события данной магнитуды): видом функции распределения, медианой, дисперсией. Пространственная группируемость событий характеризуется установлением групп взаимосвязанных событий и определением характеристик этих групп (среднее расстояние между гипоцентрами в группах, количество событий в группах и количество групп, расстояние между группами). Для оценки типа и фрактальных размерностей динамической системы, соответствующей рассматриваемому процессу, используются методы восстановления динамической системы по порождаемому ей одномерному временному ряду.

Важным признаком техногенной активизации сейсмических процессов является пространственная миграция гипоцентров землетрясений (микроземлетрясений) по отношению к области добычи (приближение — удаление).

Изменение перечисленных выше параметров при инженерном воздействии рассматривается как признак влияния воздействия на сейсмический процесс. Отметим, что это влияние может быть не только отрицательным (усиление сейсмической активности) но и положительным (ослабление сейсмичности) или нейтральным (параметры изменились, но величина средней сейсмической активности осталась прежней).

Наряду с определением изменений характеристик сейсмической активности, для решения вопроса о техногенности сейсмических событий необходимо иметь данные о режиме воздействия. Например, для решения вопроса о наличии корреляционных связей между разработкой месторождения нефти и сейсмичностью нужно знать объемы добычи и закачки жидкости (обычно достаточно в условных единицах), иметь данные о вариациях пластовых давлений, давлений закачки, применяемых методах интенсификации добычи.

Наличие корреляции между сейсмической активностью и параметрами разработки месторождения углеводородов означает, что они взаимосвязаны, но не позволяет определить, что является причиной, а что - следствием, и какова временная задержка между причиной и следствием. Лучшим статистическим методом определения причины и следствия и временного интервала между ними является расчет изменения коэффициентов корреляции при сдвиге рядов наблюдений по времени относительно друг друга и нахождение временного сдвига, обеспечивающего максимальную корреляцию рассматриваемых рядов.

Анализ сейсмических данных должен дополняться анализом данных о геодеформационных процессах в районе разрабатываемых месторождений. На основе комплексного анализа геодинамических данных строится интерпретационная модель сейсмо-деформационных процессов в регионе, их связи с процессами разработки.

Примером заблаговременного создания системы сейсмического мониторинга является организация локальной сейсмической сети в районе месторождений углеводородов на шельфе о. Сахалин, разрабатываемых по проектам Сахалин-1, Сахалин-2. Благодаря продуктивному взаимодействию между Государственными службами надзора, учеными Российской академии наук (ИМГиГ ДВО РАН, ИДГ РАН, ИФЗ РАН) и администраций компаний, разрабатывающих месторождения, удалось приступить к установке сейсмических станций до начала добычи углеводородов.

Основными результатами диссертационной работы являются следующие:

1. Впервые проведен комплексный анализ всех видов техногенной сейсмичности и выявлены общие закономерности появления и развития техногенных сейсмических явлений.

2. Создан банк данных по техногенной сейсмичности, который содержит сведения об около 200 техногенных землетрясениях, вызванных заполнением водохранилищ, добычей полезных ископаемых, разработкой месторождений углеводородов и закачкой жидкостей.

3. Разработаны новые методы анализа развития техногенной сейсмичности в пространстве и времени, основанные на теории динамических систем. Введено фазовое пространство для описания сейсмического процесса и выделения аттракторов в фазовых портретах сейсмической активности, предложены методы выделения сейсмически однородных блоков и анализа группирующихся событий.

4. Рассчитаны интегральные статистические характеристики сейсмического режима на шахтах СУБРа и Ромашкинском нефтяном месторождении. Построены фазовые портреты сейсмических процессов, определены фрактальные размерности аттракторов, которые могут быть использованы для описания вариаций сейсмической активности.

5. Выявлены пространственно-временные структуры сейсмо-деформационных процессов в районах Ромашкинского месторождения нефти, СУБРа, афтер-шоковой области Газлийских землетрясений.

6. Показано наличие статистически значимой корреляции между сейсмической активностью Ромашкинского месторождения и показателями нефтедобычи, а также падение эффективности заводнения во время роста сейсмической активности.

7. Путем экспериментального моделирования изучен процесс возникновения над областью декомпрессии арочных конструкций, принимающих на себя вес вышележащих слоев, и определены параметры динамического воздействия, при котором она разрушается и давление в области декомпрессии возрастает.

8. Путем физического моделирования установлена связь между сейсмической эмиссией и изменением порового давления в коллекторах. Найдено, что фронты сейсмической эмиссии соответствуют значениям порового давления, зависящим от знака изменения давления и жесткости пород; скорость движения фронта эмиссии линейно зависит от проницаемости образца.

9. Показано, что определение параметров сейсмической эмиссии разработанными методами может быть использовано для оценки прочностных характеристик и проницаемости коллекторов, для выявления зон повышения пластового давления.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора физико-математических наук, Турунтаев, Сергей Борисович, Москва

1. A.v.Zyl Brink. Application of a microseismic system at Western Deep Levels.// Rockbursts and seismisity in mines. - Rotterdam: Brookfield, 1990. - P.355-361.

2. Adushkin V.V., Spivak A. A. Characterization of the aftershock emission caused by underground nuclear explosions. // Journal of Earthquake prediction research, 1996. N5. - P.443-469.

3. Adushkin, V.V., Rodionov, V.N., Turuntaev, S.B., Yudin, A.E. Seismicity in the Oil Field. // Oilfield Review. Schlumberger, 2000. - V.12,.N.2. - P. 2-17.

4. Ahad Mord H., Smith Jeffrey A. Earthquakes, injection wells, and the Perry Nuclear Power Plant, Cleveland, Ohio.// Geology, 1988. V. 16. N 8. - P.739-742.

5. Assumpcao M., Marza V., Barros L., Chimpliganond C., Soares J.E., Carvalho J., Caixeta D., Amorim A., Cabral E. Reservoir-induced Seismicity in Brazil. // Pure and Applied Geophysics, 2002. V.159, - P.597-617.

6. Babloyantz A., Salazar J.M. Evidence of chaotic dynamics pf brain activity during the sleep cycle. // Physics letters, 1985. V.l 11 A, No.2.

7. Bardainne Т., Senechal G., Grasso J.R. Study of a gas field fracturation based on induced seismicity in 3D seismic data. // Geophysical Research Abstracts. -European Geophysical Society, 2003. V.5, 06453.

8. Bolstad D.D. Rockburst control research by the US Bureau of Mines // Rockbursts and seismisity in mines. Rotterdam: Brookfield, 1990. - P.371-376.

9. Brace W.F., Byerlee J.D. Stick-slip as a mechanism for earthquakes // Science, 1966.- V.l53,N3739.

10. Bufe C.G. The Anderson reservoir seismic gap induced seismicity? // 1st Int.Symp.Induced Seismicity, Banff, Can., 1975.

11. Castle R. and Yerkes R. Recent surface movements in the Baldwin Hills, Los Angeles County, California : a study of surface deformation associated with oil-field operations // Geol. Surv. Proff. Paper, 1976. N 882.

12. Chen Jian, Beck Barry. Qualitative modelling of the cover-collapse process // Proc. of the Third Multidisciplinary Conf. on Sinkholes and the Environmental Impacts of Karst. Rotterdam, Netherlands: A.A. Balkema Publishers, 1989. -P.89-95.

13. Cook N.J.W. Seismicity associated with mining // Eng. Geol., 1976. V.10 -P.99-122.

14. Dieterich J.H. Modeling of rock friction. 1 .Experimental results and constitutive equations //J.Geophys.Res., 1979. V.84. - P.2161-2168.

15. Drewes H., Henneberg H. Networks monitoring deformation in the Lake Maracaibo oil region // Allgemeine Vermessungs- Nachrichten, 1980. V.87. N 10. - P.386-393.

16. Earthquakes induced by Underground Nuclear Explosions: Enviromental and Ecological Problems. Edited by R.Console, A.Nikolaev. // NATO ASI Series. -Springer, 1995.

17. Evans M.D. Man made earthquakes in Denver // Geotimes. -1966. N 10.

18. Everden J.F. Study of regional seismicity and associated problems. // Bull. Seismol. Soc. Am., 1970. V.60. - P.393-446.

19. Gendzwill D.J., Prugger A.F. Seismic activity in a flooded Saskatchewan potash mine.// Rockbursts and seismisity in mines. Rotterdam: Brookfield, 1990.-P.l 15-120.

20. Gi Xuefa, Liang Lialan, Wang Zhenwu, Chen Guanghui. Рой слабых землетрясений, вызванных водохранилищем Фынцунь // Дичжень, Earthquake, 1988. №3, р.14-18,35. (на китайском)

21. Gibbs J.F., Healy J.H., Raleigh С.В., Coakly J. Seismicity in the Rangely, Colorado area: 1962-1970 // Bull. Seismol. Soc. Am., 1973. N 63. - p.1557-1570.

22. Gibowicz S.J. The mechanism of seismic events induced by mining. A review // Rockbursts and seismisity in mines. Rotterdam: Brookfield, 1990. - p.3-27.

23. Gilluli J. Grant U.S. Subsidence in the Long Beach Harbor area, California // Bull. Geol. Soc. America, 1949. V.60.

24. Grassberger P., Procaccia I. Measuring the strangeness of strange attractors. // Physica. North-Holland Publishing Company, 1983. - V.9D. - P.l89-208.

25. Grasso J.-R. Mechanics of Seismic Instabilities Induced by the Recovery of Hydrocarbons // PAGEOPH, 1992. V.139, No. 3/4. - P.507-534.

26. Grasso, J.R., Feignier, B. Geomechanical behavior and structural evolution induced by a depletion. A case study of a gas field. // Rockbursts and seismicity in mines. Balkema, 1990. - P.53-60.

27. Gu J.-C., Rice J.R., Ruina A.L., Tse S.T. Slip motion and stability of a single degree of freedom elastic system with rate and state dependent friction // J.Mech.Phys.Solids, 1984. V.32. - P. 167-196.

28. Guha S. K. & Patil D. N. Large Water-Reservoir-related Induced Seismicity // Gerlands Beitrage zur Geophysik. 1990. V.99, No.3. - P.265-288.

29. Gutenberg В., Richter C.F. Magnitude and energy earthquakes. // Ann. Geofis, 1956. V9, N1.

30. Hasagava H.S. Mining induced seismicity // Pap. Geol. Surv. Can., 1988. N1. - P.53-58.

31. Hayashi T. A study on the vertical movements of the Earth's crust by means of precise leveling // Bull. Geogr. Surv. Inst., 1969. V.l5, N 1.

32. Healy J.H., Rubey W.W., Griggs D.T., Raleigh C.B. The Denver earthquakes // Science, 1968.-N 161. p.1301-1310.

33. Hi Guliang, Chen Xiancheng, Zhong Zhonglian et al. Вызванная сейсмичность на водохранилище Хауньчжень в провинции Чжецзян (КНР) // Дичжень дичжи, Seismol. and Geol. 1986. V.8, N4. - P.l - 25. (на китайском).

34. Hobbs В.Е. Chaotic behavior of frictional shear instabilities // Rockbursts and seismicity in mines. Rotterdam: Balkema, 1990 - P.87-91.

35. Holzer Т., Bluntzer L. Land subsidence near, oil and gas fields, Houston, Texas. // Ground Water, 1984. V.22, N 4. - P.450-459.

36. Hukky B.M. Seismic and neotectonic activity around some river valey projects. Sixth ISET annual lecture // Bull. Indian Soc. Earthq. Technol., 1985. V.22, N4. - P.141-149.

37. International Handbook of Earthquake and Engineering seismology. // Academic Press IASPEI, 2002.

38. Jacob K.H., Pennington W.D., Armbruster I., Seeber L., Farhatula S. Tarbela reservoir, Pakistan: a region of compressional tectonics with reduced seismicity upon initial reservoir filling // Bull.Seismol.Soc.Amer., 1979. V.69, N 4. -P.l 175-1192.

39. Jhose Ranajit, Oike Kozio. Tectonic implication of some reservior induced earthquakes in the aseismic region of western Thailand // J. Phis. Earth, 1987. -V.35, N 4. - P.327-345.

40. Johnston J.C., Einstein M.N. A survey of mining associated seismicity // Rockbursts and seismisity in mines. Rotterdam: Brookfield, 1990. - P. 121128.

41. Kazimierczyk M., Kijewski P., Szelag T. Aspekty tectonicznel eksploatayine silnych wstrzasow gorniczych wystepijacych w kopalniach LGOM // Publ. Inst. Geophys. Pol. Ac. Sc., 1988. N 10. - s.l87-202. (на польском).

42. Kebeasy R.M., Gharib A.A. Active fault and water loading are important factors in triggering earthquake activity around Aswan Lake. // J. Geodynamics, 1991. V. 14, No. 1-4. - P.73-85.

43. Kebeasy R.M., Maanoun M., Ibrahim E., Megahed A., Simpson D. W., Leigh W.S., Earthquake Studies at Aswan Reservoir, // J. Geodynamics, 1987. V.7. N 3. - P.173-193.

44. Knoll P., Kuhnt W. Seismological and technical investigations of the mechanics of rock bursts. // Rockbursts and seismicity in mines. Rotterdam: Brookfield, 1990. P.129-138.

45. Kogan Ya., Knopoff L. Statistical search for non-random feature of the sequence of strong earthquakes // Phys. Earth. And Planet. Inter., 1976. V. 12. P. 291-318.

46. Krishnamurthy R., Shringarputale Shrikant В. Rockburst hazards in Kolar Gold Fields // Rockbursts and seismisity in mines. Rotterdam: Brookfield, 1990. -P.411-420.

47. Kristy M. )., Burdick L. ., Simpson D. W. The focal mechanisms of the Gazly, USSR, earthquakes. // Bull. Seismol. Soc. Amer., 1980. V. 70. N 5. - P. 17371750.

48. Lee M.F., Beer G., Windsor C.R. Interaction of stopes, stresses and geologic structure at the Mount Charlotte Mine, Western Australia // Rockbursts and seismisity in mines. Rotterdam: Brookfield, 1990. - P.337-344.

49. Leith W., Simpson D.W., Alvarez W. Structure and permeability: Geologic controls on induced seismicity at Nurek reservoir, Tadjikistan, USSR // Geology, 1981. V.9. - P.440-444.

50. Lofgen B.E., Klausing R.L. Land subsidence due to groundwater withdrawal Tulare-Wasco area, California // Geol. Surv. Profess. Paper, 1969. 437B.

51. Malovichko А.А., Sabirov R.H., Akhmetov B.Sh. Ten years of seismic monitoring in mines of the Verkhnekamskoye Potash Deposit. // Controlling Seismic Risk. Sixth International Symposium on Rockbursts and seismicity in mines Proceedings, 2005. P.367-372.

52. Maury V., Fourmaintraux D., coordinnateurs. Mecanique des roches appliquee aux problemes d'exploration et de production petrolieres. // Societe Nationale Elf Aquitaine (production) boussens, 1993.

53. Maury V.,Piau J.-M., Halle G. Subsidence induced by water injection in water sensitive reservoir rocks: the example of Ekofisk. // SPE European Petroleum Conference held in Milan, Italy, 22-24 October 1996.

54. Mereu R.F., Brunet J., Morrissey K., Price В., Yapp A. A study of the microearthquakes of the Gobies oil field area of southwestern Ontario. // Bull. Seis.l Soc. Am., 1986, V.76, No.5. - P.1215-1223.

55. Milne W.G., Berry M.J. Induced seismicity in Canada // Eng. Geol., 1976. -V.10.-P.219-226.

56. Morrow C.A., Byerlee J.D. Experimental studies of compacting and dilatancy during frictional sliding on faults containing gouge // J.Struct.Geol., 1989. -V.11.-P.815-825.

57. Mykkeltveit S. Mining explosions in the Khibing Massif (Kola Peninsula, Russia) recorded at the Apatity three-component station. // Sci.Report PL-TR-92-2253, AF Phillips Lab., 1992.

58. Nicholson C., Wesson R.L. Earthquake hazard associated with deep well injection A Report to the U.S. Environmental Protection Agency // U.S. Geological Survey Bulletin, 1991. - P.74.

59. Pakiser L.C., Eaton J.P., Healy J.H., Raleigh C.B. Earthquake prediction and control // Science, 1969. N166. - P.1467-1474.

60. Patil D.N., Bhosale V.N., Guha S.K., Powar K.B. Reservior indused seismicity in the vicinity of Lake Bhatsa, Maharashtra, India // Phys. of the Earth and Planet. Inter., 1986. V.44, N 2, - P.73-81.

61. Plouffe M., Cajka M.G., Wetmiller R.J., Andrew M.D. The Sudbury local telemetered seismograph network // Rockbursts and seismisity in mines. -Rotterdam: Brookfield, 1990. P.221-226.

62. Prugger A.F., Gendzwill D.J. Results of microseismic monitoring at the Cory mine, 1981-1984 // Rockbursts and seismisity in mines. Rotterdam: Brookfield, 1990.-P.215-219.

63. Rajendran K., Harish C.M. Mechanism of triggered seismicity at Koyna: An evaluation based on relocated earthquakes, // Current Science, 2000. V.79, No. 3. - P.358-363.

64. Rao T.M. Koyna earthquake of 11th Dec. 1967 challenge to the seismicity of• the Penisular India // Rec. Geol. Surv. India, 1985. V.l 14, N 6. - P.23-30.

65. Rastogi B.K., Chadha R.K., Raju I.P. Seismicity near Bhatsa reservoir,

66. Maharashtra, India // Physics of the Earth and Planetary Interiors, 1986a.1. V.44. P. 179-199.

67. Rastogi B.K., Rao B.R., Rao C.V.R.K. Microearthquake investigations near Sriramsagar reservoir, Andhra Pradesh State, India // Physics of the Earth and Planetary Interiors, 1986b. V.44. - P.l49- 159.

68. Rastogi B.K., Talwani P. Reservoir-induced seismicity at Lake Jocassee in South Carolina, USA // Rock Mechanics. Proc. IndoGerman Workshop,• Hyderabad, Oct. 1981.

69. Rothe G.H., Chung Yao Lui. Possibility of indiscreet seismicity in the vicinity ® of the Sleepy Hollow oilfield, southwestern Nebraska // Seismological Societyof America Bulletin, 1983. V. 73, No. 5. - P. 1357-1367

70. Scholz C.H. The frequency-magnitude relation of microfracturing in rock and its relation to earthquakes. // Bull. Seismol. Soc. Am., 1968. V.58. - P.399-415.

71. Schwall, G. H, Denney, C.A. Subsidence induced casing deformation mechanisms in the Ekofisk field. // Society of Petroleum Engineers, Inc.SPE/ISRM Rock Mechanics in Petroleum Engineering Conference held in Delft, The

72. Netherlands, 29-31 August 1994.

73. Ф 73. Scoble M.J. Strategic and tactical measures to alleviate rockbursting in

74. Canadian underground mining // Mining Dep. Mag., 1986. V.38. - P.47-53.

75. Segall R. Stress and subsidence resulting from subsurface fluid withdrawal in the epicenter region on the 1983 coaling earthquake // J. Geopys. Res., 1985. -N 9. P.6801-6816.

76. Simpson D.W. Seismicity associated with reservior loading // Eng. Geol., 1976. V.10. - P.123-150.

77. Simpson D.W. Triggered Earthquakes // Annu. Rev. Earth and Planet. Sciences, Paolo Alto, Calif., 1986. V.14. - P.21-42.

78. Simpson D.W., Hamburger M.W.,Pavlov V.D., Nersesov I.L. Tectonics and seismicity of the Toctogul reservoir region, // Kirgizia, USSR, 1981.

79. Simpson D.W., Leith W. The 1976 and 1984 Gazli, USSR, earthquakes were they induced? // Bulletin of the Seismological Society of America, 1984. -V.75, N5. - P. 1465-1468.

80. Stenczel J. Vyznam Specialinich rezimu trhacich praci v protiotresovem boji na hydrotermalnim uranovem lozisku Pribram // Rudy, 1988. V.36, N7. -s.l87-191. (напольском)

81. Summary of the Final report on a multidisciplinary study of the relationship between Gas production and earthquakes in the northen part of the Netherlands. // KNMI, The Netherlands, 1993.

82. Swanson P.L., Boler F.M. The magnitude 5.3 seismic event and collapse of the Solvay Trona Mine: Analysis of pillar/floor failure stability. // Open File Report 86-95. U.S. Department of the Interior Bureau of Mines. Golden, 1995. -P.82.

83. Sylte J. E., L. K. Thomas, D. W. Rhett. Water Induced Compaction in the Ekofisk Field. // SPE Annual Technical Conference and Exhibition held in Houston, Texas, 3-6 October 1999.

84. Szclag Т., Bober A., Mroc J., Kazimierczyk M. Tapania w ZB u "Lubin" i zwalczamie tego zagrozenia // Mater. 1 kraj. konf. nauk.-techn.: Zastosow. metod. geofiz. gorn. kop. statych, Jaworte, Krakov, 1985. -1.2, 6-8 list. -s.267-285. (на польском)

85. Sze E. К. M., Toksoz M. N., Burns D. R. and Mueller G. F. Characterization of induced seismicity in petroleum reservoir: A case study. // EAGE 67th Conference & Exhibition — Madrid, Spain, 13-16 June 2005.

86. Takens F. Detecting strange attractors in turbulence // Lect. Notes in Math.

87. Berlin: Springer, 1981. V.898.

88. Teufel, L. W., D. W. Rhett, and H. E. Farrell, Effect of reservoir depletion and pore pressure drawdown on in situ stress and deformation in the Ekofisk field, North Sea, // Proc. U. S. Rock Mechanics Symp., 1991. V.32. - P.63-72.

89. Waldeck H.G. The monitoring of seismicity and measures implemented to alleviate rockburst damage at Kloof A division of Kloof Gold Mining Co.Ltd. // Rockbursts and seismisity in mines. - Rotterdam: Brookfield, 1990. - P.395-400.

90. Wetmiller R.J., Earthquakes near Rocky Mountain House, Alberta, and relationship to gas production. // Can. Journ. of Earth. Sciences, 1986. V.32, N.2. - P.l72-181.

91. Wetmiller R.J., Plouffe M., Cajka M.G., Hasegawa H.S. Investigation of natural and mining-related seismic activity in northern Ontario. // Rockbursts and seismicity in mines. Rotterdam: Brookfield, 1990. - P.249-254.

92. Williams T.J., Cuvelier D.J. Report on a field trial of an underhand longwall mining method to alleviate rockburst hazards // Rockbursts and seismisity in mines. Rotterdam: Brookfield, 1990. - P.349-353.

93. Wittlinger, G., Etude de la sismicite en champ proche par un reseau sismologique a faible ouverture : application au Frioul (Italie) et au gisement de Lacq (France), These de Doctorat d'Etat, Universite de Louis Pasteur. -Strasbourg, 1980. 261 pp.

94. Wu F.T., Yen Y.H., Tsai Y.B. Seismicity in the Tsengwen reservoir area, Taiwan // Bull.Seismol.Soc.Amer., 1979. V.69. N6. - P.1783-1796.

95. Yerkes R.F., Castle R.O. Surface deformation associated with oil and gas field operations in the US // 1st Intern. Land. Subcidence Symposium Proceeding, Tokyo, 1969. Intern. Assoc. of Hydrolog. Science Publ., 1970. - V.l, 88, -P.55-66.

96. Zoback M., Zinke J. Production-induced normal faulting in the Valhall and Ekofisk oil fields. // Pure and Appl. Geophys., 2002. V.159. - P.403-420.

97. Адушкин B.B., Орленко T.A. Прочностные характеристики и разуплотнение песчаного грунта при сдвиге // МТТ, 1971. №2. - с.167-171.

98. Адушкин В.В., Родионов В.Н., Турунтаев С.Б. Сейсмичность месторождений углеводородов. // Нефтяное обозрение. Изд. Schlumberger, - 2000. - т.5, №1. - с.4-15.

99. Адушкин В.В., Спивак А.А. Геомеханика крупномасштабных взрывов. //М.:Недра, 1993.-319 с.

100. Айтматов И.Т. Региональный прогноз удароопасности на рудных месторождениях Средней Азии // Прогноз и предотвращение горных ударов на рудных месторождениях. Апатиты, 1987. - с.34-37.

101. Акрамходжаев A.M., Ситдиков Б.Б., Бегметов Э.Ю. О возбужденном характере Газлийских землетрясений в Узбекистане // Узбекский геол. ж-л, 1984. -N4. -с.17-19.

102. Ананьин И.В. К вопросу о проявлении некоторых землетрясений в восточной части Восточно-Европейской платформы // Исследования по сейсмической опасности (Вопросы инженерной сейсмологии, вып.29). М: Наука, 1988.-с.119-124.

103. Аникеев А.В. Закономерности деформирования несвязных грунтов над карстовой полостью // Докл. междунар. симп. Инженерная геология карста. Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 1993. - Т.1. - с.67-72.

104. Аникеев А.В. Особенности разрушения влажных и водонасыщенных песков покровной толщи в карстовых районах // Геоэкология, 1995. N1. -с.72-79.

105. Аптекман Ж. Я., Грайзер В. М., Плетнев К. Г. и др. Некоторые данныео процессах в эпицентральной воне Газлийских землетрясений 1976г. // « Эпицентральная зона землетрясений. (Вопросы инж. сейсмол. № 19.).

106. М.: Наука, 1978. С. 149-166. ® 108. Аптикаев Ф.Ф., Шебалин Н.В. Уточнение корреляций между уровнеммакросейсмического эффекта и динамическими параметрами движений грунта // Исследования сейсмической опасности. М: Наука, 1988. - с.98-108.

107. Аршавский В.В., Редькин В.А. Прогноз и предупреждение горных ударов на рудниках Талнаха // Прогноз и предотвращение горных ударов на рудных месторождениях. Апатиты, 1987.

108. Бакиров А.А. (ред.) Геологические условия формирования и размещения зон нефтегазонакопления. М: Недра, 1982. - С.238.

109. Ватутина И.М., Петухов И.М. Геодинамическое районированиеместорождений при проектировании и эксплуатации рудников // М: Недра, 1988.-С. 166.

110. Верещагина Г. М., Зимаков JL Г., Николаев А. В., JI. Ф. Рафф. Взаимо-ф действие землетрясений на примере Средиземноморья и Центральной Европы // Наведенная сейсмичность. М.: Наука, 1994. - С. 52-61.

111. Виноградов С.Д., Акустическое излучение при разрушении применительно к проблеме физики землетрясений. Тезисы дисс. д.ф.-м.н. Москва, 1983.

112. Волейшо В.О. Условия возникновения Газлийских землетрясений // Тез. совещ. Опыт изучения Газлийских землетрясений и направления дальнейших исследований. Ташкент: ФАН, 1985. - С.65-66.

113. Газлийские землетрясения 1976 г. /Отв. ред. Федоров С. А., Косарев1. Г.Л.-М.: Наука, 1984.

114. Гармонов И.В., Коноплянцев А.А., Котлов Ф.Б. Оседания земной поверхности в связи с откачкой подземных вод, эксплуатацией месторождений нефти и газа // Некоторые вопросы теории прогноза оседаний. Обзоры по отдельным проблемам, вып. 17. М: ВИЭМС, 1965.

115. Гейликман М. Б., Писаренко В. Ф. О самоподобии в геофизических явлениях // Дискретные свойства геофизической среды / Под редакцией М. А. Садовского. М.: Наука. 1989. - С. 76 - 84.

116. Горбунова И. В., Ружанская Г. А. Сложные разрывы в очагах газлийских землетрясений по наблюдениям в телесейсмической и ближней зонах // Землетрясения в СССР в 1984 г. М.: Наука, 1987. - С. 85-95.

117. Горбунова И.В., Кальметьева 3.А. Экспериментальные характеристики излучения очагов слабых землетрясений.//Фрунзе: Илим, 1988. — С.128.

118. Горшков Г. П. По поводу землетрясения в Газли // Вестн. МГУ. Сер. 4. Геология, 1985. № 1. - С. 3-10.

119. Грайзер В. М. Движения вблизи очага Газлийского землетрясения 1976 г. // Изв. АН СССР. Физика Земли, 1983. № 3. - С. 14-21.

120. Григорян С.С. О механизме возникновения землетрясений и содержании эмпирических закономерностей сейсмологии // ДАН СССР, 1988. т. 299, №5.

121. Грик А.Р., Мамаева М.Б., Никаноров В.Б., Шайдулин З.Г. Исследование геодинамического состояния разлома Нагорного на Таштагольском месторождении геодезическими методами // Геодинамика месторождений. Кемерово, 1988. - С.132-135.

122. Гупта X., Растоги Б. Плотины и землетрясения. М.: Мир, 1979.- 251 с.

123. Гусейн-Заде О.Д., Ященко В.Р. К исследованию результатов повторныхгеодезических нивелировок на территории Биби-Эйбатского нефтяного месторождения // Докл. АН АзССР, 1974. №8. - С. 42-47.

124. Егоров П.В. Прогноз и предотвращение горных ударов // Безопасность труда в промышленности, 1978. № 7. - С. 35-77.

125. Еременко А.А., Еременко В.А., Скляр Н.И., Матвеев И.Ф., Шипеев О.В. Влияние промышленных взрывов на распределение сейсмических и динамических явлений в массиве горных пород. // Горный журнал, 2002, -№1, С.40-43

126. Зотов Г.А., Черных В.А. Геодинамические процессы при разработке месторождений углеводородов // Геотехнологические проблемы разработки месторождений природного газа. М.: ВНИИ ГАЗ, 1992. - С. 24-30.

127. Зубков А.В., Барышев В.М. Периодичность геодинамической активности на рудниках и её связь с пульсацией тектонических напряжений в земной коре. // Сб.: Современные концептуальные положения в механике горных пород. Бишкек: Илим, 2002. - С.94-97.

128. Иващенко А.И. и др. О землетрясениях Сахалинского региона, предшествующих Нефтегорскому 27,05,1995г. // Сб. ФССН МЧС России, 1995.

129. Ильин A.M. Состояние проблемы горных ударов в горнорудной промышленности. // Прогноз и предотвращение горных ударов на рудных месторождениях. Апатиты, 1987. - С.5-10.

130. Исхаков И.А. Изучение сейсмического режима юго-востока ТАССР и его взаимосвязей с процессом разработки Ромашкинского месторождения /Отчет ОМП 50/89 // Бутульма, 1989.

131. Исхаков И.А. Изучение сейсмического режима юго-востока ТАССР с целью выявления природы сейсмичности региона /Отчет ОМП 50/88 // Бугульма, 1988.

132. Исхаков И.А., Сергеев Н.С., Булгаков В.Ю. Изучение взаимосвязей сейсмичности с процессом разработки нефтяных месторождений. // Отчет ОМП 50/91. Бугульма, 1992.

133. Калинин Н.И., Кузин И.Г. Возбужденная сейсмичность, условия и возможный механизм возникновения плотинных землетрясений // Гидротехническое строительство, 1982. №6. - С. 12-16.

134. Капустян Н.К., Сидорин А .Я., Фихиева JI.M. Воздействие Нурекского водохранилища на геофизическую среду // М.: Изд. ОИФЗ РАН, 1998. -С.24.

135. Каракин А.В. Модель движения флюидов в земной коре за геологические отрезки времени // Математическое моделирование, 1990. Т.2, №3. -С. 31-42.

136. Каракин А.В., Идармачев Ш.Г., Асманов О.А. Фильтрационная модель сезонных изменений сейсмического режима района Чиркейского водохранилища // Изв. РАН, Физика Земли, 1990. №6. - С.21-27.

137. Касахара К. Механика землетрясений. М.:Мир, 1985. - С.264.

138. Касьянова Н.А. Современная геодинамика и нефтегазоносность Кавказско-Скифского региона // Геология, методы поисков, разведки и оценки месторождений топливно-энергетического сырья: Обзор АОЗТ "Гео-информмарк". М., 1995. - С.53.

139. Кожогулов К.Ч. Исследования по оценке и прогнозу удароопасности рудных месторождений Средней Азии и Казахстана. // В сб. Прогноз и предотвращение горных ударов на рудных месторождениях. Апатиты:1. КНЦРАН, 1993. -С.36-40.

140. Козырев А.А. Геомеханическое обеспечение горных работ при отработке удароопасных месторождений в тектонически напряженных массивах. // Сб. Геомеханика при ведении горных работ в высоконапряженных массивах. Апатиты, 1998. - С. 11-25.

141. Козырев А.А., Иванов В.И. Развитие исследований по проблеме горных ударов на рудных месторождениях Кольского полуострова. // Сб. Прогноз и предотвращение горных ударов на рудных месторождениях. Апатиты, КНЦРАН, 1993.-С. 18-32

142. Козырев А.А., Ловчиков А.В., Пернацкий С.И., Шершневич В.А. Сильнейшее техногенное землетрясение на руднике "Умбозеро": горнотехнические аспекты. // Горный журнал, 2002. №1. - С.43-49

143. Колесов В.А. Опыт решения проблемы горных ударов на СУБРе.// Прогноз и предотвращение горных ударов на рудных месторождениях. -Апатиты, 1987. С.54-61.

144. Кондратьев В. В., Кулюпин А. М., Пономарев В. С. и др. Поведение двухслойной модели верхних слоев земной коры при двухосном растяжении нижнего слоя // Изв. АН СССР. Физика Земли, 1985. № 3. - С. 17-28.

145. Константинова С.А. Горно-тектонический удар на Втором Селикам-ском руднике. // Горный журнал, 2005. №3. - С.19-24

146. Костров Б.В. Механика очага тектонического землетрясения. -М.:Наука, 1975.-С.235.

147. Костров Б.В. Сейсмический момент, энергия землетрясения и сейсмическое течение горных масс // Изв. АН СССР, Физика Земли, 1974. №1. -С. 10-20.

148. Костюк О.П., Руденская И.М. Долинские землетрясения в 1974 году // Сейсмологический бюллетень Западной территориальной зоны единой системы сейсмических наблюдений СССР. Крым-Карпаты, 1970-1974 гг. -Киев, 1980.-С. 192.

149. Крестников В. Н., Белоусов Т. П., Штанге Д. В. Сейсмотектонические условия возникновения Газлийских землетрясений 1976 г.//Изв. АН

150. СССР. Физика Земли, 1980. № 9. - С. 12-28.

151. Кузнецов В.М. Математические модели взрывного дела. -Новосибирск: Наука, 1977. С.252.

152. Кузнецов Г.Н. Аналитические расчеты на базе механики раздельно блочной среды // Горное давление, движение горных пород и методика маркшейдерских работ. JL, 1970. - С. 13-26.

153. Куликов В.В. Совместная и повторная разработка рудных месторождений. М.: Недра, 1972. - С. 328.

154. Кулюкин A.M., Турунтаев С.Б. Динамика локализации сдвиговой деформации в сыпучей среде // Физические и сейсмологические основы прогнозирования разрушения горных пород. М: Наука, 1991.

155. Кулюкин A.M., Турунтаев С.Б. Способ измерения деформаций в сыпучих средах. Авторское свидетельство СССР SU 1640559 А1 кл.1. GO 1L1/20, 1/00,1991.

156. Кулюкин A.M., Турунтаев С.Б. Способ измерения объемной деформации сыпучих сред. Авторское свидетельство СССР SU 1659756 А1 кл. G01L9/04, 1/20,1/00,1991.

157. Курленя М.В., Еременко А.А., Усольцев СП., Скляр Н.И. Еременко В.А. Прогноз динамических явлений при производстве массовых взрывов. // ФТПРПИ, 1996. №1. - С. 15-20.

158. Курленя М.В., Еременко А.А., Шрепп Б.В., Кононов А.Н. Геомеханические особенности отработки удароопасных месторождений Алтае-Саянской складчатой области. // ФТПРПИ, 1997. №3. - С.3-11

159. Левкович Р.А., Идармачев Ш.Г. Сейсмичность Чиркейского водохранилища в период его заполнения. // Влияние инженерной деятельности на сейсмический режим. М.: Наука, 1977. - С.35-37.

160. Лилиенберг Д.А., Мещерский И.Н. Современные тектонические движения Апшеронского полуострова // Современные движения земной коры.-М., 1968.-№4.

161. Ловчиков А.В. Оценка геодинамической опасности месторождений по энергии сейсмических проявлений в рудниках. // Горный журнал, 2004. -№10. С.43-46.

162. Ловчиков А.В. Параметры очагов сильнейших горно-тектонических ударов на рудниках России. // Горный журнал, 2000. №2. - С.9-11.

163. Любушин А.А., Осика В.И., Пчелинцев В.А. и др. Анализ отклика деформаций земной коры на вариации атмосферного давления. // Физика Земли, 1992. №2. - С.81-89.

164. Мавлянов Г.А. (ред.) Газлийские землетрясения 1976 и 1984 г.г. -Ташкент: Фан, 1986. С.366.

165. Малинецкий Г.Г., Потапов А.Б. Современные проблемы нелинейной динамики. М.: Эдиториал УРСС, 2002. - С.360.

166. Мамедов Т.А., Гусейн-Заде О.Д., Ященко В.Р. К проблеме падения уровня Каспийского моря // Докл. АН Аз.ССР, 1976. T.XXXII, №4. -С.66-70.

167. Марков Г.А. Тектонические напряжения и горное давление в рудниках Хибинского массива // Л: Наука, 1977. С.13.

168. Мори В. Оседание буровых платформ на нефтяных промыслах Экофиск. // Механика горных пород применительно к проблемам разведки и добычи нефти: / Под ред. В. Мори и Д. Фурментро. М.: Мир, 1994. -С.416.

169. Муслимов Р.Х. Влияние особенностей геологического строения на эффективность разработки Ромашкинского месторождения. Казань: КГУ, 1979.

170. Муслимов Р.Х., Шавалиев A.M., Хисамов Р.Б., Юсупов И.Г. Геология, разработка и эксплуатация Ромашкинского нефтяного месторождения (в 2-х томах). М.: ВНИИОЭНГ, 1995.

171. Невский М. В., Фьюз Г. С., Морозова Л. А. Распространение деформационных возмущений: наблюдение и модель // Физические основы сейсмического метода. М.: Наука, 1991. - С. 39-56.

172. Нефтегорское землетрясение 27(28).05.1995 г. Информационноанали-тический бюллетень ФССН. Экстренный выпуск, октябрь 1995 г./ Гл. ред. Н.П.Лаверов. М.: МЧС России, РАН, 1995. - С.236.

173. Николаев А.В. О возможном влиянии разработки нефти на параметры Нефтегорского землетрясения. // В сб. ФССН МЧС России, 1995.

174. Николаев А.В. Проблемы наведенной сейсмичности. // Сб. Наведеннаясейсмичность. М.: Наука, 1994. - С.5-15.

175. Николаев Н.И. О состоянии изучения проблемы возбужденных землетрясений, связанных с инженерной деятельностью // Влияние инженерной деятельности на сейсмический режим. М: Наука, 1977. -С.8-21.

176. Никонов А.А. Человек воздействует на земную кору. М.: Знание, 1980.-С.48.

177. Осика Д.Г. Флюидный режим сейсмически активных областей. М.: Наука, 1981.-С.203.

178. Пасечник И.П. Землетрясения, инициированные подземными ядерными взрывами // Влияние инженерной деятельности на сейсмический режим. М: Наука, 1977. - С. 142-152.

179. Петухов И.М. и др. Горные удары на угольных шахтах. М.: Недра, 1979.

180. Петухов И.М. Некоторые решения проблемы горных ударов при разработке рудных и нерудных месторождений // Прогноз и предотвращение горных ударов на рудных месторождениях. Апатиты, 1987. - С.10-16.

181. Пискулин В.А. Геодезические данные о деформации земной поверхности в районе Газли. // Геодезия и картография, 1978. №3. - С.24-28.

182. Пискулин В.А., Райзман А.П. О геодезических исследованиях деформаций земной поверхности в эпицентральных зонах Газлийских землетрясений 1976 1984 г.г. // 7-й Международный симпозиум по современным движениям земной коры, Таллинн, 8-13 сент. 1986 г.

183. Плотникова JI.M., Фленова М.Г., Махмудова В.И. Методика и результаты разработки Газлийского месторождения на проявления сейсмичности // Наведенная сейсмичность. Сб. научных трудов. М.: Наука, 1994. -С.222.

184. Погинец А.Я., Микулин Е.И. О результатах деформирования блочного массива горных пород по наблюдениям на подземном геодинамическом полигоне.// Геодинамика месторождений. Кемерово, 1988. - С.99-104.

185. Пономарев B.C., Тейтельбаум Ю.М. Динамические взаимодействия между очагами землетрясений // Региональные исследования сейсмического режима. Кишинев: Штиинца, 1974. - С.79-92.

186. Пономарев B.C., Турунтаев С.Б., Воинов А.К. и др. Исследование режима возбужденной сейсмичности на шахтах СУБРа. // ФТПРПИ, 1992. -№4.-С. 15-22.

187. Пригожин И. От существующего к возникающему. Время и сложность в физических науках. М.: Наука, 1985. - С.328.

188. Пронишин Р.С., Кендзера А.В., Бене Я.А. Сейсмическая активность Предкарпатья // Сейсмический бюллетень сейсмических станций "Минск", "Гомель" и "Нарочь". Минск: ОНТИИ, 1989. - С.125-141.

189. Райе Дж. Механика очага землетрясений. М.: Мир, 1982. - С.217.

190. Рассказов И.Ю., Курсакин Г.А., Секисов Г.В. Оценка удароопасности на рудниках Дальнего Востока. // Сб. современные концептуальные положения в механике горных пород. Бишкек: Илим, 2002. - С.111-114.

191. Ревуженко А. Ф., Стажевский С. Б., Шемякин Е. И. О механизме деформирования материала при большие сдвигах // ФТПРПИ, 1974. № 3.

192. Ризниченко Ю.В. Энергетическая модель сейсмического режима // Изв. АН СССР, Физика Земли, 1968. №5. - С.3-19.

193. Рогожин Е. А., Борисов Б. А. Тектоническая обстановка и сейсмодис-локации Газлийского землетрясения 1984 г. // Детальные инженерно-сейсмологические исследования. (Вопросы инж. сейсмол. № 27.). М.: Наука, 1986.-С.116-142.

194. Рогожин Е.А. Тектоника очаговой зоны Нефтегорского землетрясения 27 (28) мая 1995г. на Сахалине // Геотектоника, 1996. №2. - С.45-53.

195. Родионов В.Н., Сизов И.А., Цветков В.М. Основы геомеханики. М.: Недра, 1986.-С.302.

196. Ромашов А. П., Евменов В. Ф., Кондратьев В. Н. и др. Влияние силы тяжести на характер разрушения верхнего слоя двухслойной модели // ФТПРПИ, 1986. № 1. - С.43-51.

197. Ромашов А.Н., Кондратьев В.Н., Кулюкин A.M., Цыганков С.С. Моделирование структур разрушения в верхних слоях Земли // Вестн.Моск. унта, сер. 5, География, 1985. №4. - С.81-88.

198. Садовский М. А., Денщиков В. А., Кондратьев В. Н. и др. О модели верхних слоев земной коры // Изв. АН СССР, Физика Земли, 1982. №9. -С.3-9.

199. Садовский М.А., Болховитинов Л.Г., Писаренко В.Ф. Деформирование геофизической среды и сейсмический процесс. М.: Наука, 1987. — С.100.

200. Садовский М.А., Писаренко В.Ф. Сейсмический процесс в блоковой среде. М.: Наука, 1991. - С.96.

201. Сейсмичность Западного Узбекистана. Ташкент: Фан, 1972. - С. 151.

202. Сейсмичность при горных работах. / Коллектив авторов (под ред. Мельникова Н.Н.). Аппатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН. 2002.-325с.

203. Сидоров В.А., Багдасарова М.В., Антанасян С.В. и др. Современная геодинамика и нефтегазоносность. М: Наука, 1989. - С.200.

204. Сидоров В.А., Кузьмин Ю.О. Современные движения земной коры осадочных бассейнов. М., 1989. - С. 183.

205. Симпсон Д.В., Соболева О.В. Механизм возбужденной сейсмичности в районе Нурекского водохранилища // Сов.-амер. работы по прогнозу землетрясений. Душанбе-Москва: Дониш, 1976. - Т.1., кн.1. - С.71-80.

206. 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.

207. Смирнова М.Н. Вызывает ли добыча нефти землетрясения? // Нефт. хозяйство, 1973. №11. - С.66-10.

208. Соболева О.В. Деформации земной коры Таджикистана по данным о механизмам очагов землетрясений. // Дисс.д.ф.-м.н. Душанбе, 1988. -С.290.

209. Соколовский В.В. Статика сыпучей среды. М.: Физматгиз, 1960. -С.243.

210. Султанов С.А. Контроль за заводнением нефтяных пластов. М.: Недра, 1974.

211. Сырников Н.М., Тряпицын В.М. О механизме техногенного землетрясения в Хибинах. // ДАН АН СССР, 1990. Т.134, №4. - С.830-833.

212. Татевосян Р. Б. Структурные особенности сейсмичности Кавказа // Автореферат . к. ф. м. н. - Москва, 1986.

213. Турунтаев С.Б. Исследование различных модельных источников волн применительно к сейсмологии. // Дисс. к.ф.-м.н. Москва, 1985.

214. Турунтаев С.Б. Разработка методик выявления сейсмоопасных блоков и тенденций повышения удароопасности. // Методические основы контроля состояния породного массива и прогноза динамических явлений. М., 1994.

215. Турунтаев С.Б., Горбунова И.В. О характере множественного разрушения в очаговой области Газлийских землетрясений // Изв. АН СССР, Физ. Земли, 1989. №6. - С.72-78.

216. Турунтаев С.Б., Кондратьев В.Н. Лабораторное моделирование формирования и разрушения арочных конструкций над областям декомпрессии, возникающими при нефтегазодобыче // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений, 1997. - №5. - С.32-41.

217. Турунтаев С.Б., Кулюкин A.M., Герасимова Т.И., Дубиня М.Г. Динамика локализации сдвиговой деформации в песке. // ДАН. 1997. — т.354, №1. - С. 105-108

218. Турчанинов И.А., Марков Г.А., Иванов В.И., Козырев А.А. Тектонические напряжения в земной коре и устойчивость горных выработок. J1: Наука, 1978ю-С.256.

219. Тюзюн У., Неддерман Р. Исследование границы потока при установившемся истечении из воронкообразного бункера // Механика гранулированных сред, Сб. статей под ред. И.В. Ширко. М.: Мир, 1985. - С.242-270.

220. Уломов В.И., Безродный Е.М. Комплексные инструменталные исследования геодинамических условий в районе Чарвакского водохранилища // Влияние инженерной деятельности на сейсмический режим. М: Наука, 1977. - С.29-34.

221. Федотов С. А., Чернышев С. Д., Чернышева Г. В., Викулин А. В. Уточнение границ очагов землетрясений с МП 7%, свойств сейсмического цикла и долгосрочного прогноза для Курило-Камчатской дуги // Вулканология и сейсмология, 1980. №6. - С. 52 — 67.

222. Хакен Г. Синергетика. Иерархии неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах. М.: Мир, 1985. - С.420.

223. Хоменко В.П. Карстово-суффозионные процессы и их прогноз. М.: Наука, 1986.-С.97.

224. Христофоров Б.Д., Лившиц Л.Д., Белинский И.В., Аверин А.Н. Влияние пористости на параметры динамического сжатия NaCl. // Физика Земли, 1971. №8. -С.31-40.

225. Черных В.А. Геомеханика новое понятие в теории разработки нефтяных и газовых месторождений // Вопросы методологии и новых технологий разработки месторождений природного газа. Сб. научных трудов, ч. I. - М.: ВНИИ ГАЗ, 1994. - С.34-82.

226. Черных К.Ф., Литвиненкова З.Н. Теория больших упругих деформаций. Ленинград: Изд-во ЛГУ, 1988. - С.254.

227. Шемякин Е.И., Курленя М.В., Кулаков Г.И. К вопросу о классификации горных ударов. // ФТПРПИ, 1986. №5. - С.3-11.

228. Шрепп Б.В. и др. Борьба с горными ударами на Таштагольском руднике // Прогноз и предотвращение горных ударов на рудных месторождениях. Апатиты, 1987. - С.50-54.

229. Шрепп Б.В., Мозолев А.В., Квочин В.А., Петухов М.Ф., Матвеев И.Ф., Климко В.К. Проблемы горных ударов на рудниках Сибири. // Горный вестник, 1998. №5. - С.73-77.

230. Штейнберг В.В., Грайзер В.М., Иванова Т.Г. Землетрясение в Газли 17.Y.1976 г. // Изв. АН СССР, Физ. Земли, 1980. №3.

231. Штенгелов Е.С. О природе Газлийских землетрясений // ДАН СССР, 1979. Т.245, №1. - С. 59-62.

232. Шурыгин А. М., Одинец М. Г. Долгосрочный статистический прогноз пространственно-временной плотности сильных землетрясений для Курильских островов // Вулканология и сейсмология, 1984. №6. - С. 92102.

233. Ященко В.Р. Геодезические исследования вертикальных движений земной коры. М: Недра, 1989. - С. 192.

Информация о работе

Турунтаев, Сергей Борисович
доктора физико-математических наук
Москва, 2005
ВАК 25.00.10

Диссертация

Кинетика техногенной сейсмичности - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы