Сейсмические приборы: статья

Измерение современных движений методами абсолютной гравиметрии и космической геодезии на месторождениях заполярной части Западной Сибири
В.Ю. ТИМОФЕЕВ1
Д.Г. АРДЮКОВ1
Д.А. НОСОВ2
И.С. СИЗИКОВ1
А.В. ТИМОФЕЕВ1
Е.В. БОЙКО1
Е.Н. КАЛИШ2
Ю.Ф. СТУСЬ2
1 Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН
2 Институт автоматики и электрометрии СО РАН
Журнал: Сейсмические приборы
Том: 57
Номер: 2
Год: 2021
Страницы: 23-42
УДК: 528.2:551.24
DOI: 10.21455/si2021.2-2
Информация об авторах
Аннотация
Библиографический список
Ключевые слова: космическая геодезия, абсолютная гравиметрия, откачка газа, опускание земной поверхности, горизонтальные смещения, Ямбургское нефтегазоконденсатное месторождение, Заполярное нефтегазоконденсатное месторождение
Аннотация: В работе рассматриваются результаты измерений вариации силы тяжести и смещений в районе Заполярного и Ямбургского нефтегазоконденсатных месторождений, расположенных в заполярной части Западно-Сибирской равнины в субарктической зоне Ямало-Ненецкого автономного округа. Разработка месторождений и строительство многочисленных трубопроводов требует контроля движений земной поверхности. В настоящее время мониторинг современных процессов выполняется методами космической геодезии и абсолютной гравиметрии, что позволяет как получить кинематические характеристики (скорость опускания или подъёма, скорость и величину горизонтального смещения поверхности), так и оценить характеристики движений флюидов в земной коре. В работе приводятся результаты гравиметрических измерений, анализируются современные движения в области Заполярного месторождения на севере Западной Сибири. Здесь, по нашим определениям, скорость опускания составила 21-23 мм/год, что соответствует результатам высокоточных абсолютных измерений силы тяжести, показывающим увеличение значения до 7 мкГал/год (эпоха 2006-2008 гг.). В данном случае изменения значения силы тяжести полностью объясняются опусканием земной поверхности при нормальном вертикальном градиенте. Результаты измерения смещений в районе Ямбургского месторождения газа, газового конденсата и нефти соответствуют значениям, полученным на Заполярном, и составляют для скорости опускания 16-21 мм/год, но скорости и направления горизонтальных смещений на территории месторождений различаются.
Список литературы: Адушкин В.В. Тектонические землетрясения техногенного происхождения // Физика Земли. 2016. № 2. С.22-44.

Ардюков Д.Г., Калиш Е.Н., Носов Д.А., Сизиков И.С., Смирнов М.Г., Стусь Ю.Ф., Тимофеев В.Ю., Кулинич Р.Г., Валитов М.Г. Результаты абсолютных измерений ускорения силы тяжести на мысе Шульца // Гироскопия и навигация. 2015. № 3 (90). С.13-18.

Баранов В.Н., Кутени Дж. Опредление профиля поверхности оседания на территории нефтедобычи при проектировании геодезических наблюдений // Вестник СГУГиТ. 2018. Т. 23, № 2. С.5-17.

Болт Б. Землетрясения: Общедоступный очерк / Под ред. Н.В. Шебалина. М.: Мир, 1981. 256 с.

Грушинский Н.П. Основы гравиметрии. М.: Наука, 1983, 352 с.

Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика и оценка геодинамического риска при недропользовании. М.: Агентство экономических новостей, 1999. 220 с.

Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика разломов и парадоксы скоростей деформаций // Физика Земли. 2013. № 5. С.28-46.

Кузьмин Ю.О. Актуальные вопросы использования геодезических измерений при геодинамическом мониторинге объектов нефтегазового комплекса // Вестник СГУГиТ. 2020. Т. 25, № 1. С.43-54.

Кукол З. Скорость геологических процессов. М.: Мир, 1987. 248 с.

Лю Ц., Рогожин Е.А. Косейсмические деформации дневной поверхности в зоне катастрофического Вэньчуаньского землетрясения 2008 г. по данным GPS-измерений // Геофизические процессы и биосфера. 2018. Т. 17, № 3. С.78-89. https://doi.org/10.21455/GPB2018.3-5

Миронов А.П., Сучилин А.А., Рогожин Е.А. Наблюдения за современными движениями земной поверхности на территории г. Москва с помощью Глобальных навигационных спутниковых систем // Геофизические процессы и биосфера. 2019. Т. 18, № 3. С. 57-66. https://doi.org/10.21455/GPB2019.3-3

Никонов А.А. Современные техногенные движения земной коры // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1976. № 12. С.135-150.

Рогожин Е.А., Милюков В.К., Миронов А.П., Овсюченко А.Н., Горбатиков А.В., Андреева Н.В., Лукашова Р.Н., Дробышев В.Н., Хубаев Х.М. Характеристики современных горизонтальных движений в зонах заметных землетрясений начала XXI в. в центральном секторе Большого Кавказа по данным GPS-наблюдений и их связь с новейшей тектоникой и глубинным строением земной коры // Геофизические процессы и биосфера. 2019. Т. 18, № 1. С.91-102. https://doi.org/10.21455/GPB2019.1-8

Сидоров В.А., Кузьмин Ю.О. Современные движения земной коры осадочных бассейнов. М.: Наука, 1989. 189 с.

Стеблов Г.М., Василенко Н.Ф., Прытков А.С., Фролов Д.И., Грекова Т.А. Динамика Курило-Камчатской зоны субдукции по данным GPS // Физика Земли. 2010. № 5. С.77-82.

Татаринов В.Н., Алешин И.М., Татаринова Т.А. Опыт наблюдений методами космической геодезии на объектах использования атомной энергии // Наука и технологические разработки. 2018. Т. 97, № 2. С.25-44. [Тематический выпуск “Прецизионный геофизический мониторинг природных опасностей. Часть 2. Безопасность объектов использования атомной энергии”]. https://doi.org/10.21455/std2018.2-2

Тимофеев В.Ю., Ардюков Д.Г., Тимофеев А.В., Бойко Е.В. Теория плитной тектоники и результаты измерений на постоянной станции космической геодезии NVSK // Вестник СГУГиТ. 2019. Т. 24, № 2. С.95-108. https://doi.org/10/33764/2411-1759-2019-24-2

Altamimi Z., Rebischung P., Métivier L., Collilieux X. ITRF2014: A new release of the International Terrestrial Reference Frame modeling nonlinear station motions // J. Geophys. Res. 2016. V. 121. P.6109-6131. https://doi.org/10.1002/2016JB013098

Arnautov G.P. Results of international metrological comparison of absolute laser ballistic gravimeters // Avtometria. 2005. V. 41, N 1. P.126-136.

IGS Network/International GNSS Service. [Электронный ресурс]. http://ww.igs.org/network

Ferguson J.F., Klopping F.J., Chen T., Seibert J.E., Hare J.L., Brady J.L. 4D absolute gravity method for fluid control at Prudhoe Bay // Geophysics. 2008. V. 73, N 6. P.WA163-WA171. https://doi.org/10.1190/1.2992510

Herring T.A., King R.W., McClusky S.C. GAMIT: GPS Analysis at MIT. Release 10.4 MIT, 2010a. 171 p. [Электронный ресурс]. http://www-gpsg.mit.edu/~simon/gtgk/GAMIT_Ref.pdf

Herring T.A., King R.W., McClusky S.C. GLOBK: Global Kalman filter VLBI and GPS analysis program. Version 10.4. MIT, 2010b. 95 p. [Электронный ресурс]. http://www-gpsg.mit.edu/~simon/gtgk/GLOBK_Ref.pdf

Lukhnev A.V., San'kov V.A., Miroshnichenko A.I., Ashurkov S.V., Calais E. GPS rotation and strain rates in the Baikal-Mongolia region // Rus. Geol. Geophys. 2010. V. 51, N 7. P.1006-1017. http://dx.doi.org/10.1016/j.rgg.2010.06.006

Robertson L., Francis O., van Dam T.M., Faller J., Ruess D., Delinte J.M., Vitushkin L., Liard J., Gagnon C., Guang G.Y., Da Lun H., Yuan F.Y., Yi X.J., Jeffries G., Hopevell H., Edge R., Robinson I., Kibbe B., Makinen J., Hinderer J., Amalvict V., Luck B., Wilmes H., Rehren F., Schmidt K., Schnull M., Cerutti G. Results from the fifth international comparison of absolute gravimeters, ICAG'97 // Metrologia. 2001. V. 38, N 1. P.71-78. http://dx.doi.org/10.1088/00261394/38/1/6

Sasagawa S., Zumberge M.A. Absolute gravity measurements in California, 1984-1989 // J. Geophys. Res. 1991. V. 96, N B2. P.2501-2513. http://dx.doi.org/10.1029/90JB02283

Shestakov N., Gerasimenko M., Takahashi H., Kasahara M., Bormotov V., Bykov V., Kolomiets A., Gerasimov G., Vasilenko N., Prytkov A., Timofeev V., Ardyukov D., Kato T. Present tectonics of the southeast of Russia as seen from GPS observations // Geophys. J. Int. 2011. V. 184, N 2. P.529-540.

SOPAC - Service Orbit and Permanent Array Center. [Электронный ресурс]. http://sopac-csrc.ucsd.edu/index.php/sopac/

Szostak-Chrzanowski A., Chrzanowski A., Ortiz A. Modeling of ground subsidence in oil fields // Canadian Centre for Geodetic Engineering. 2006. Iss. 9. P.133-146.

Stus Y.F., Arnautov G.P., Kalish E.N., Timofeev V.Y. Non-tidal Gravity variation and Geodynamic Processes // In: Gravity and Geoid. Springer, 1995. P.35-43.