
Ю.Б. Баранов, М.С. ГорÑйнов, Ю.И. Кантемиров, С.М. Кулапов, Е.Ð’. КиÑелевÑкий, В.Ð. Ðохрин
Выполнение маркшейдерÑких работ на нефтегазовых меÑторождениÑÑ… требует ÑÐ¾Ð·Ð´Ð°Ð½Ð¸Ñ ÑиÑтемы наблюдений за ÑмещениÑми земной поверхноÑти, реализуемой, как правило, в виде геодинамичеÑкого полигона. ГеодинамичеÑкий полигон предÑтавлÑет Ñобой ÑиÑтему закрепленных реперов в пределах контура вÑего меÑÑ‚Ð¾Ñ€Ð¾Ð¶Ð´ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¸ опорных пунктов, вынеÑенных за облаÑть влиÑÐ½Ð¸Ñ Ð´ÐµÑ„Ð¾Ñ€Ð¼Ð°Ñ†Ð¸Ð¾Ð½Ð½Ñ‹Ñ… процеÑÑов. Ð”Ð»Ñ Ð¸Ð·Ð¼ÐµÑ€ÐµÐ½Ð¸Ñ Ñмещений земной поверхноÑти иÑпользуетÑÑ Ñ‚Ñ€Ð°Ð´Ð¸Ñ†Ð¸Ð¾Ð½Ð½Ñ‹Ð¹ метод повторных инÑтрументальных измерений, как правило — нивелирование II клаÑÑа.
Ð ÐµÐ°Ð»Ð¸Ð·Ð°Ñ†Ð¸Ñ Ñ‚Ð°ÐºÐ¾Ð³Ð¾ рода подхода на нефтегазовых меÑторождениÑÑ… влечет ÑтроительÑтво протÑженных ходов нивелированиÑ, длиной деÑÑтки километров, и больших финанÑовых затрат уже на Ñтадии Ð·Ð°ÐºÑ€ÐµÐ¿Ð»ÐµÐ½Ð¸Ñ Ñ€ÐµÐ¿ÐµÑ€Ð¾Ð² (риÑ. 1).

СиÑтема наблюдений Южно-РуÑÑкого меÑторождениÑ, Ñ€ÐµÐ°Ð»Ð¸Ð·Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð½Ð°Ñ Ð² виде ходов Ð½Ð¸Ð²ÐµÐ»Ð¸Ñ€Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ II клаÑÑа (краÑные линии)
Ход Ð½Ð¸Ð²ÐµÐ»Ð¸Ñ€Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð¿Ð¾ инÑтрукции по производÑтву маркшейдерÑких работ (РД 07-603-03) предуÑматривает раÑÑтоÑние между реперными точками в 300–500 м, а в зонах предполагаемых тектоничеÑких нарушений — 100 м. Ð’ целÑÑ… ÑÐ¾ÐºÑ€Ð°Ñ‰ÐµÐ½Ð¸Ñ Ñ€Ð°Ð±Ð¾Ñ‚ по оборудованию реперов, возможно иÑпользование уÑтьев буровых Ñкважин. Однако, поÑкольку раÑÑтоÑние между реперными точками жеÑтко задано, заменить их полноÑтью за Ñчет иÑÐ¿Ð¾Ð»ÑŒÐ·Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ñкважин невозможно. Крайне дороги и Ñами выÑокоточные геодезичеÑкие измерениÑ, требующие значительные временные затраты — от неÑкольких меÑÑцев до года и более.
Очевидно, что такой подход не может быть и доÑтаточно точным (реальную информацию о ÑмещениÑÑ… можно получить только на нивелирном ходе, тогда как на вÑей территории данные получают путем интерполÑции), а также надежным, поÑкольку за Ñто Ð²Ñ€ÐµÐ¼Ñ Ð¼Ð¾Ð³ÑƒÑ‚ произойти геодинамичеÑкие и геомеханичеÑкие изменениÑ.
Ð’ ООО «Газпром Ð’ÐИИГÐЗ» — головном научном центре ОÐО «Газпром» в облаÑти геологии, разработки меÑторождений, добычи, транÑпортировки, подземного хранениÑ, переработки газа и промышленной безопаÑноÑти Ñ Ð½ÐµÐ´Ð°Ð²Ð½ÐµÐ³Ð¾ времени Ð´Ð»Ñ Ñ€ÐµÑˆÐµÐ½Ð¸Ñ Ð·Ð°Ð´Ð°Ñ‡ ÐºÐ¾Ð½Ñ‚Ñ€Ð¾Ð»Ñ Ð´ÐµÑ„Ð¾Ñ€Ð¼Ð°Ñ†Ð¸Ð¹ земной поверхноÑти и маÑÑива горных пород, начали применÑть метод радиолокационной (радарной) коÑмичеÑкой Ñъемки. ИÑпользование Ñпутниковых радарных ÑиÑтем позволÑет практичеÑкими измерениÑми получить точную (миллиметровую) картину Ñмещений земной поверхноÑти и, таким образом, подтвердить и ÑущеÑтвенно уточнить раÑчетные ожидаемые параметры ÑÐ´Ð²Ð¸Ð¶ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¼Ð°ÑÑива пород и земной поверхноÑти, возникающего при разработке меÑторождениÑ.
Ð’ рамках ÑиÑтемы маркшейдерÑко-геодезичеÑкого мониторинга в 2010 г. ООО «Газпром Ð’ÐИИГÐЗ» и компанией «Совзонд» ÑовмеÑтно были выполнены работы по выÑвлению и анализу Ñмещений земной поверхноÑти, вызванных разработкой Ñтого меÑторождениÑ.
Южно-РуÑÑкое нефтегазовое меÑторождение раÑположено в КраÑноÑелькупÑком районе Ямало-Ðенецкого автономного округа. ЯвлÑÑÑÑŒ одним из крупнейших нефтегазовых меÑторождений в РоÑÑии, оно должно Ñтать оÑновной реÑурÑной базой газопровода «Северный поток» (Nord Stream). Ð›Ð¸Ñ†ÐµÐ½Ð·Ð¸Ñ Ð½Ð° разработку меÑÑ‚Ð¾Ñ€Ð¾Ð¶Ð´ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¿Ñ€Ð¸Ð½Ð°Ð´Ð»ÐµÐ¶Ð¸Ñ‚ компании ОÐО «Севернефтегазпром». МеÑторождение введено в ÑкÑплуатацию в декабре 2007 г. ИÑходными данными поÑлужили радиолокационные коÑмичеÑкие Ñнимки Ñ ÑпонÑкого Ñпутника ALOS (радар PALSAR).
ВЫЯВЛЕÐИЕ СМЕЩЕÐИЙ ЗЕМÐОЙ ПОВЕРХÐОСТИ ПО КОСМИЧЕСКИМ ДÐÐÐЫМ ALOS/PALSAR

Схема Ð¿Ð¾ÐºÑ€Ñ‹Ñ‚Ð¸Ñ Ñ‚ÐµÑ€Ñ€Ð¸Ñ‚Ð¾Ñ€Ð¸Ð¸ Южно-РуÑÑкого меÑÑ‚Ð¾Ñ€Ð¾Ð¶Ð´ÐµÐ½Ð¸Ñ ÐºÐ¾ÑмичеÑкими Ñнимками ALOS/PALSAR
Ð”Ð»Ñ Ð°Ð½Ð°Ð»Ð¸Ð·Ð° Ñмещений земной поверхноÑти была выбрана пара Ñнимков ALOS/PALSAR от 30 Ð¸ÑŽÐ»Ñ 2007 г. и 19 Ð¸ÑŽÐ½Ñ 2009 г. Она характеризуетÑÑ Ð·Ð½Ð°Ñ‡Ð¸Ñ‚ÐµÐ»ÑŒÐ½Ñ‹Ð¼ временным промежутком между Ñъемками — 2 года. Кроме того, разработка Южно-РуÑÑкого меÑÑ‚Ð¾Ñ€Ð¾Ð¶Ð´ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð½Ð°Ñ‡Ð°Ð»Ð°ÑÑŒ как раз в 2007 г., то еÑть Ð´Ð°Ð½Ð½Ð°Ñ Ð¿Ð°Ñ€Ð° Ñнимков охватывает период в два года от начала добычи газа (риÑ. 2).
Радиолокационный Ñпутник Ñ Ð¿Ð¾Ð¼Ð¾Ñ‰ÑŒÑŽ радарных ÑенÑоров «оÑвещает» поверхноÑть земли, при Ñтом луч отражаетÑÑ Ð¾Ð±Ñ€Ð°Ñ‚Ð½Ð¾ на приемно-передающие антенны. Радарные Ð¸Ð·Ð¾Ð±Ñ€Ð°Ð¶ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð´Ð°ÑŽÑ‚ информацию о наклонных дальноÑÑ‚ÑÑ…, шероховатоÑти поверхноÑти ее диÑлектричеÑкой ÑоÑтавлÑющей и др. Из полученных данных отбираютÑÑ Ñнимки Ñ Ð¸Ð½Ñ‚ÐµÑ€ÐµÑующим интервалом времени, которые подвергаютÑÑ Ð¼Ð½Ð¾Ð³Ð¾Ñтапной обработке, поÑле чего ÑоздаетÑÑ ÐºÐ°Ñ€Ñ‚Ð° реальных вертикальных Ñмещений земной поверхноÑти (риÑ. 3).

Карта вертикальных Ñмещений земной поверхноÑти Южно-РуÑÑкого меÑÑ‚Ð¾Ñ€Ð¾Ð¶Ð´ÐµÐ½Ð¸Ñ Ñ 2007 по 2009 гг.
СопоÑтавление и поÑледующий анализ имеющейÑÑ Ð³ÐµÐ¾Ð»Ð¾Ð³Ð¾-геофизичеÑкой, промыÑлово-геологичеÑкой и маркшейдерÑко-геодезичеÑкой информации позволÑÑŽÑ‚ Ñудить о причинах выÑвленных Ñмещений земной поверхноÑти на территории Южно-РуÑÑкого нефтегазового меÑторождениÑ. Ð’ наÑтоÑщий момент причины как положительных, так и отрицательных Ñмещений заключаютÑÑ Ð² комплекÑном воздейÑтвии природных и техногенных процеÑÑов.
ÐÐ½Ð°Ð»Ð¸Ð·Ð¸Ñ€ÑƒÑ Ð¾ÑÐµÐ´Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð½Ð° меÑторождении и данные об отборах газа за веÑÑŒ период ÑкÑплуатации меÑторождениÑ, очевидно, что наибольшее опуÑкание поверхноÑти зарегиÑтрировано на учаÑтках Ñ Ð¼Ð°ÐºÑимальными значениÑми отборов. Ð’ то же Ð²Ñ€ÐµÐ¼Ñ Ð½ÐµÐ·Ð½Ð°Ñ‡Ð¸Ñ‚ÐµÐ»ÑŒÐ½Ñ‹Ðµ отборы газа в южной чаÑти меÑÑ‚Ð¾Ñ€Ð¾Ð¶Ð´ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð² наÑтоÑщее Ð²Ñ€ÐµÐ¼Ñ Ð½Ðµ компенÑируют вертикальное положительное движение неотектоничеÑких блоков, которое ÑвлÑетÑÑ Ð¿Ñ€Ð¸Ñ‡Ð¸Ð½Ð¾Ð¹ поднÑтиÑ. Увеличение отбора газа в дальнейшем может продолжать изменÑть Ñитуацию, а Ñ‚ÐµÑ€Ñ€Ð¸Ñ‚Ð¾Ñ€Ð¸Ñ Ð¿Ñ€Ð¾Ð´Ð¾Ð»Ð¶Ð°Ñ‚ÑŒ иÑпытывать опуÑкание. Ð’ центральной чаÑти меÑÑ‚Ð¾Ñ€Ð¾Ð¶Ð´ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¼Ð°ÐºÑимальные отборы газа на опуÑкающихÑÑ Ð½ÐµÐ¾Ñ‚ÐµÐºÑ‚Ð¾Ð½Ð¸Ñ‡ÐµÑких блоках, приводÑÑ‚ к уÑтановленным нами за период 2007 — 2009 макÑимальным опуÑканиÑм земной поверхноÑти до 8–10 Ñм гг. (риÑ. 4).

Карта Ñмещений земной поверхноÑти за период 2007–2009 гг. Южно-РуÑÑкого меÑторождениÑ. ЛиниÑми показаны разрывные нарушениÑ, кругами объемы отборов газа.
ИÑпользование Ñпутниковой радарной Ñъемки позволÑет практичеÑкими измерениÑми получить точную картину Ñмещений земной поверхноÑти и таким образом подтвердить и ÑущеÑтвенно уточнить раÑчетные ожидаемые параметры ÑÐ´Ð²Ð¸Ð¶ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¼Ð°ÑÑива пород и земной поверхноÑти, возникающего при разработке меÑторождениÑ. ИÑпользование навигационных Ñпутниковых ÑиÑтем (ГЛОÐÐСС, GPS) дает возможноÑть верифицировать радарные данные а, ÑовмеÑтно Ñ ÐºÐ¾ÑмичеÑкой радарной Ñъемкой, позволÑет Ñ Ñ‚Ð¾Ñ‡Ð½Ð¾Ñтью до неÑкольких миллиметров получать вÑе три координаты любой точки земной поверхноÑти на меÑторождении в реальном времени. Ð¢Ð°ÐºÐ°Ñ Ñ‚ÐµÑ…Ð½Ð¾Ð»Ð¾Ð³Ð¸Ñ Ð²Ñ‹Ð¿Ð¾Ð»Ð½ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð½Ð°Ð±Ð»ÑŽÐ´ÐµÐ½Ð¸Ð¹ Ð´Ð»Ñ Ñ€ÐµÑˆÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¼Ð°Ñ€ÐºÑˆÐµÐ¹Ð´ÐµÑ€Ñких задач на нефтегазовых меÑторождениÑÑ… имеет преимущеÑтво, по Ñравнению Ñ Ñ‚Ñ€Ð°Ð´Ð¸Ñ†Ð¸Ð¾Ð½Ð½Ñ‹Ð¼Ð¸ геодезичеÑкими решениÑми, как по быÑтроте Ð¿Ð¾Ð»ÑƒÑ‡ÐµÐ½Ð¸Ñ Ñ€ÐµÐ·ÑƒÐ»ÑŒÑ‚Ð°Ñ‚Ð°, так и по ÑтоимоÑти.