Проекты получившие поддержку

Вопрос о наличии или отсутствии масштабирования характеристик пред-вестниковых аномалий актуален как для физики сейсмического режима, так и для проблемы обоснованного переноса разработанных для тектонической сейсмичности прогностических алгоритмов на более низкие масштабы техногенной сейсмичности. Изучение связи особенностей постсейсмических деформаций с особенностями афтершоковой активности представляется актуальным для проблемы мониторинга афтершоковой опасности после сильных землетрясений, а также может быть востребовано при решении геодинамических задач в очаговых областях сильных землетрясений.

Проект будет выполняться как с использованием комплекса программного обеспечения, включающего разработанные ранее Исполнителем программные пакеты, так и с помощью новых программных модулей, разрабатываемых в ходе выполнения проекта. При выполнении проекта планируется использовать как натурные данные из открытых источников, (каталоги землетрясений, временные ряды ГНСС, расчетные приливные вариации ускорения силы тяжести, и др.), так и с привлечением данных лаборатор-ных исследований в ЦКП ИФЗ РАН, проведение которых стоит в плане ра-бот по теме «Закономерности разрушения горных пород в лабораторных экспериментах применительно к задачам физики сейсмического процесса» госзадания ИФЗ РАН.

Существует два основных способа создания сланцевой нефти – деструктивная дистилляция (сначала сланец поднимают на поверхность и там уже в специальных установках подвергают действию температур) и дистилляция в пласте. Первый метод является нецелесообразным из-за необходимости подъема породы на поверхность (однако как раз он в основном и тестируется в мире), а второй при реализации способен значительно увеличить запасы нефти, так как направлен на большие площади. Нефтематеринские породы практически не проницаемы и для того, чтобы обеспечить поступление горячей воды и ее распространение по латерали, нужное для прогрева и образования сланцевой нефти, используются методы гидроразрыва пласта, который осуществляется через нагнетательные скважины. Сланцевая нефть постепенно образуется в полученном пространстве и откачивается через добывающие скважины вместе с водой.

Как правило, высокоуглеродистые формации имеют сложное и изменчивое по составу и типу пород строение, соответственно и различные упруго-прочностные и геомеханические свойства. Также на эти свойства не исключено влияние высоких температур. Поэтому для добычи сланцевой нефти необходимо заранее детально проанализировать встречающиеся в разрезе породы, их свойства до термального воздействия и после.

В российских нефтегазоносных бассейнах есть множество нефтематеринских пород, которые еще не достигли нефтяного окна, то есть являются не зрелыми и не генерируют нефть, однако имеют высокий генерационный потенциал. Из-за того, что промышленного интереса к этим породам пока что нет, то для них не проводилось подробных исследований, которые нужны для добычи из них сланцевой нефти.

Одной из таких формаций является глинисто-кремнисто-карбонатная высокоуглеродистая доманиковая формация, количество органического вещества в которой может достигать 35%. В рамках данного проекта разрез доманиковой ВУФ будет детально проанализирован, полученная классификация пород с геомеханическими свойствамипозволит оценить перспективы добычи из нее сланцевой нефтии проведения ГРП в этих породах. Также коллективом геохимиков МГУ на данных отложениях будут проводиться исследования по определению необходимых температур для образования синтетической нефти, что позволит полностью промоделировать получение сланцевой нефти.

Настоящий проект посвящен изучению вопроса о влиянии микроструктуры горных пород на особенности процесса их термически стимулированного разрушения. Термически стимулированное разрушение – это разрушение при воздействии на породу высоких температур из-за возникновения термомеханических напряжений. В отличие от механического нагружения отсутствует значительная разница между компонентами тензора напряжений, поле напряжений в макроскопическом масштабе однородно и не происходит формирования магистрального разрыва. В то же время эксперименты показывают, что активность развития разрушения в виде увеличения микротрещиноватости весьма велика.

На микро- и мезомасштабном уровне нельзя говорить об однородности поля термомеханических напряжений. На характер развития разрушения начинает оказывать существенное влияние микроструктура образцов: текстура, форма, размеры зерен и кластеров зерен, мезомасштабные структуры (крупные включения, слоистость и т.п.). Вопрос влияния микроструктуры на развитие термического разрушения в настоящее время остается недостаточно изученным.

Основной гипотезой проекта является наличие корреляций между статистическими параметрами потока акустической эмиссии при термическом разрушении и параметрами микроструктуры. Наличие такой корреляции, с одной стороны, будет свидетельствовать об особом характере развития термически стимулированного разрушения по сравнению с разрушением при механическом нагружении. Для последнего не наблюдается явной взаимосвязи между параметрами акустической эмиссии и микроструктуры породы. Это сможет помочь выявить особенности физики сейсмического процесса на контрасте с термическим разрушением. С другой стороны, наличие корреляции позволит предложить методы петрофизического анализа, допускающие определение параметров микроструктуры по данным о параметрах потока термоакустической эмиссии, и наоборот. Доказательство отсутствия корреляции будет аргументом для изменения планов исследований в данной области.

Проект будет выполняться на новом современном научном оборудовании, приобретенном в рамках программы по обновлению научного оборудования российских научных учреждений в 2020-2022 гг. Оно включает в себя аппаратно-программные комплексы по регистрации и обработке сигналов в физических экспериментах по разрушению горных пород, оборудование для проведения аналитических исследований (оптическая и электронная микроскопия), оборудование для определения петрофизических параметров горных пород.

Разработанноепрограммное обеспечение будет использовано для обработки скважинных имиджей, полученных при проведении скважинных исследований на месторождениях углеводородов Российской Федерации, а также и по данным исследовательского бурения, находящимся в открытом доступе. Будут созданы системы генерации синтетических имиджей, которые в дальнейшем могут быть использованы для верификации результатов автоматического анализа, а также для расширения баз данных, использующихся для развития методов петроупругого моделирования.

Генеральной задачей данного проекта является построение магнитостратиграфической шкалы для лессово-почвенных серий неоплейстоцена Восточного Предкавказья, а конечной целью – реконструкция палеоклиматических особенностей данного региона на основе петромагнитных данных. Реализация комплексного подхода, основанного на детальном петромагнитном и палеомагнитном изучении разрезов лессово-почвенных серий неоплейстоцена Терско-Кумской низменности (Восточное Предкавказье), которые по своей стратиграфической полноте и мощности являются уникальными в пределах всей Восточной Европы и сопоставимы с лессовыми толщами Китая и Средней Азии, позволит осуществить их магнитостратиграфическое расчленение, получить четкую временную привязку к климатостратиграфической шкале морских изотопных стадий (МИС), а также откроет возможность для дополнительной реконструкции палеоклиматических изменений природной среды в неоплейстоцене на территории Предкавказского региона.

Эти предположения наряду с данными о новейших поднятиях Балтийского щита послужили основой для создания карты ОСР-2016-D с повышением оценок прогнозируемой сейсмической опасности. При этом в ряде случаев предполагаемые палеосейсмодислокации аналогичны по структуре и условиям возникновения экзогенным нарушениям, что ставит вопрос о разработке объективных критериев выделения сейсмогенных нарушений.

Предлагаемое исследование направлено как на выявление и решение методических проблем выделения сейсмодислокаций на Северо-Западе России (в т.ч для тектонически мобильных блоков), так и на накопление знаний о параметрах палеоземлетрясений прошлого. Это необходимо для анализа повторяемости землетрясений (восстановление долгосрочного сейсмического режима территории), что крайне важно для определения максимально возможной магнитуды землетрясений в голоценеи позднем плейстоцене на территории Балтийского щита, особенно в наиболее тектонически мобильных блоках. Для этого будет проведена проверка сейсмического генезиса дислокаций в рельефе и в четвертичных отложениях по установленным авторским коллективом критериям, а также создана региональная шкала интенсивности и методикаоценки магнитуды, по которым будет возможно объективно параметризовать палеоземлетрясения, что не хватает некоторым научным работам. При анализе нарушений четвертичных отложений будет применен новый авторский метод структурно-литологической диагностики сейсмогенных конволюций (складок сейсмического разжижения) в осадочных четвертичных комплексах на основе анализа динамической устойчивости различных двухслойных сочетаний дисперсных минеральных и органоминеральных грунтов, испытавших складчатую деформацию с возможным прогнозом сейсмической интенсивности по структурам данного типа. Оценка сейсмического режима в голоцене и позднем плейстоцене наиболее тектонически активных блоков будет проведена на основании полной оценки частоты возникновения землетрясений различной магнитуды и зависимости скорости подъема/опускания блоков в голоцене и режима высвобождения сейсмической энергии. Определение максимально возможной магнитуды землетрясений, сейсмического режима (анализа повторяемости землетрясений) вкупе с установлением основных сейсмогенерирующих разломов и будет анализом сейсмического потенциала тектонически мобильных блоков Балтийского щита в голоцене и позднем плейстоцене.