Оценка активного управления давлением для сейсмичности, вызванной техногенными процессами

Может ли изменение объема или скорости закачки и отбора флюидов на нефтегазовом месторождении или объекте хранения углерода повлиять на вызванную сейсмичность? Физическое моделирование, представленное на ежегодном собрании Сейсмологического общества Америки (SSA) в 2018 году, показывает, что такой тип «активного управления давлением» может быть полезен для контроля индуцированной сейсмичности на определенных скважинах.

Исследование, проведенное учеными из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratory), включая Кайлу Кролл, было инициировано из-за недавнего всплеска индуцированной сейсмичности, связанной с добычей нефти и газа в США и Канаде. Этот рост заставил некоторых ученых предлагать изменения в процессах закачки или добычи для снижения флюидного давления, которое дестабилизирует разломы.

В своих симуляциях исследователи обнаружили, что активное управление было наиболее эффективным для скважин, расположенных ближе всего к разлому (в модели — на расстоянии от одного до четырех метров). Этот сценарий лучше всего снижает как общее количество сейсмических событий, так и их максимальную магнитуду. Также было отмечено меньше событий меньшей магнитуды при снижении скорости закачки жидкости в течение постоянного периода времени по сравнению с закачкой с постоянной высокой скоростью.

Ученые использовали 3D-компьютерный симулятор RSQSim для создания каталога землетрясений, которые могут произойти из-за закачки CO₂ в солевой резервуар рядом с разломом. Моделирование позволило экспериментировать с различными сценариями закачки и отбора флюида из скважин на разном расстоянии от разлома. Как отметила Кайла Кролл, такой подход позволяет манипулировать всеми важными физическими параметрами цикла землетрясений, что невозможно точно знать или проверить в полевых условиях.

В настоящее время регулирование индуцированной сейсмичности, например в Оклахоме, носит реактивный характер: меры принимаются после крупного события. Изучение активного управления давлением с помощью симулятора может в будущем помочь снижать риски такой сейсмичности в реальном времени и даже до начала операций по закачке. Однако для создания конкретных рекомендаций для операторов необходимы дополнительные данные о местной геологии, параметрах потока в резервуарах и информация с плотных сетей сейсмического и давления мониторинга.