Зональная геокриологическая характеристика, глубинное строение многолетне- мёрзлых пород и геокриологическая характеристика основных нефтегазовых площадей Севера Европейской части России согласно [18, 20, 21] представлены в таблицах 7.1, 7.2,
7.3 соответственно.
Наиболее высокая льдистость отмечается в верхней части разреза (8-10 м), до глубины 15-17 м и составляет 2-5%, ниже по разрезу льдистость – доли процента. Са- мые высокольдистые породы (до 60%) приурочены к выпуклобугристым торфяникам. В задании на проектирование скважин должен включаться комплекс данных по гео- криологическому строению месторождения, а также верхней части толщи ММП в ин- тервале 0-15 м в районе расположения площадок под буровые.
 |
Таблица 7.1 – Зональная геокриологическая характеристика Северо-Востока Европейской части России
| Шифр зоны | Зона | Границы распространения, с. ш. | Площадное распространение ММП | Характер вертикального строения | Приуроченность ММП к геологогенетическим комплексам |
| I | Северная | Севернее 67,5 | Преимущественно | Сплошное | Озёрно-болотные, |
| повсеместное | алювиальные морские, | ||||
| ледниково-морские, | |||||
| элювиально-делювиальные, | |||||
| коренные породы | |||||
| II | Центральная | 67.5-67,2 | Несплошное | Верхний слой | Озёрно-болотные, морские, |
| ледниково-морские, элюгиально- | |||||
| делювиальные отложения, | |||||
| Нижний слой | коренные породы | ||||
| III | Южная | 67,2-66,6 | Спорадическое | Реликтовая | Коренные песчано-глинистые породы |
Таблица 7.2 – Глубинное строение многолетнемёрзлых пород
| Шифр зоны | Тип мерзлоты | Толщина криолитозоны, м | Интервалы залегания криолитозоны, м | Минимальная температура пород, °С | ||
| кровля | подошва | на глубине нулевых годовых колебаний | ниже деятельного слоя | |||
| I | Сингенетический Эпигенетический | 5-7 | 5-7 | –3,5 | Возрастает сглубиной | |
| II | Полигенетический | 50-80 | 50-80 | –2,5 | –1,4 | |
| Эпигенетический | 150-220 | 70-100 | 200-300 | |||
| III | Эпигенетический | 150-300 | 80-240 | 200-450 | - | -0,7 |
Таблица 7.3 – Геокриологическая характеристика нефтегазовых площадей Севера Европейской части России
| Месторождение | Распространение многолетнемёрзлых пород с поверхности | Характеристика криолитозоны |
| Колвинский мегавал | ||
| Возейское южная часть центральная часть северная часть | спорадическое -«- несплошное | Р190-450 Р100-250 С50 80-270 |
| Харьягинское южная часть северная часть | -«- повсеместное | С60 75-270 М400 |
| Ярейюское | -«- | М300 |
| Хыльчуюское | -«- | М280 |
| Шапкина-Юрьяхинский вал | ||
| Грубешорское | спорадическое | Р70-420 |
| Пашшорское | несплошное | С30 100-230 |
| Средне-Серчейюское | -«- | С50 100-250 |
| Южно-Шапкинское | -«- | М250 |
| Шапкинское | -«- | М220 |
| Бенейзисское | -«- | М280 |
| Василково | -«- | М280 |
| Кумжинское | -«- | М90 |
| Лайский вал | ||
| Лаявожское | повсеместное | М350 |
| Вал Сорокина | ||
| Седьягинское | повсеместно | М300 |
| Лобаганское | -«- | М380 |
| Наульское | -«- | М430 |
| Южно-Торавейское | -«- | М350 |
| Торавейское | -«- | М310 |
| Варандейское | -«- | М350 |
Примечание: 1. Расшифровка индексов: М – монолитная по вертикали толща; С – слойное строение; Р – реликтовая криолитозона.
2. Цифровые обозначения индексов: вверху – толщина верхнего слоя мёрзлых пород; внизу – толщина монолитной по вертикали толщи или интервал залегания реликтовогослоя.
В комплекс данных по геокриологическому строению месторождения должны входить:
- схематическая карта распространения на месторождении многолетнемёрзлых пород с выделением литолого-генетическихкомплексов;
- нижняя граница залеганияММП;
- литологический состав и температурапород;
- льдистость и наличие незамёрзшихвод;
- теплофизические свойстваММП.
Общей закономерностью многолетнемёрзлых толщ на севере России является зональность их распространения. Здесь выделяются зоны с резко различной геокрио- логической обстановкой, параметры которой закономерно изменяются как в плане, так и по размеру. Таким образом, месторождения нефти и газа сказываются располо- женными в неодинаковых мерзлотных условиях и характеризуются целым комплек- сом параметров: геокриологическим и гидрогеологическим строением, толщиной ММП, температурой, составом и льдистостью, теплофизическими свойствами, засо- ленностью пород и др. Указанные параметры являются определяющими при разра- ботке техники и технологии строительства и эксплуатациискважин.
Геокриологические условия условно можно разделить на жёсткие и нёжесткие. Зона с жёсткими геокриологическими условиями характеризуется практически сплошным распространением низкотемпературных и льдистых многолетнемёрзлых пород. К ней относятся месторождения I-IV групп. На севере зоны среднегодовая температура многолетнемёрзлых пород –6 до –12-13°С. На юге её значения повыша- ются до –2-4°С. минимальные толщины (до 50 м) отмечаются в прибрежной полосе арктических морей. На большей же части территории толщина изменяется от 150-200 до 300-550 м, достигая в отдельных районах 500 м и более.
В верхней части разреза от поверхности до глубины 20-100 м широко распро- странены залежи подземного льда. Суммарная объёмная льдистость достигается в За- падной Сибири 75-85%, а в отдельных районах Якутии 90-95%.
Ниже на глубине 25-125 м она колеблется в пределах 30-55%, уменьшаясь до 10-20% у подошвы многолетнемёрзлых пород. В глинистых разрезах максимальная льдистость обычно наблюдается до 10-30 м.
Таким образом, I, II, III, IV группы месторождений расположены в условиях сплошной и монолитной толщи многолетнемёрзлых пород, преимущественно глини- стого состава, низких температур, значительной толщины, высокой льдонасыщенно- сти, наличия мощной подмерзлотной толщи охлаждённых пород.
Аварийные ситуации здесь могут возникать из-за малейшего нарушения есте- ственного равновесия любого компонента мёрзлой толщи. Поэтому и к разработке, и к выполнению технологии строительства, и к эксплуатации скважин в этой зоне предъявляются повышенные (жёсткие) требования. Возможна разработка однотипно- го технико-технологического решения с сохранением естественных геокриологиче- ских условий и температурыпород.
Зона с нежёсткими геокриологическими условиями характеризуется прерыви- стым распространением многолетнемёрзлых пород. Здесь наблюдается существенная пестрота площадного распространения мёрзлых толщ, изменчивость характера их вертикального строения и толщины.
В северной части продолжают преобладать сплошные по вертикали толщи зна- чительной толщины, которая заметно уменьшается на водораздельных пространствах. В центральной и южной части зоны развиты двухслойные и глубокозалегающие (ре- ликтовые) мёрзлые толщи.
Температура мёрзлых грунтов здесь не ниже минус 3-4°С. Мощность много- летнемёрзлых пород может достигать в северных районах 400 м. Мощность первого от поверхности слоя мёрзлых пород изменяется от 10 до 70 м. Реликтовые толщи встречены на глубинах от 130-250 м (кровля) до 200-300(подошва).
Мёрзлые породы этой зоны лишь в самой верхней части разреза имеют доволь- но высокую льдистость 50-60%. Наиболее льдонасыщенные грунты залегают под мощными торфяниками.
Таким образом, месторождения V и VI групп находятся в более благоприятных геокриологических условиях из-за меньшей льдонасыщенности.
Аварийные ситуации возникают в верхней (10-30 м) более льдистой части разреза. Тем не менее отмечаются серьёзные осложнения при кавернообразовании в процессе бу-рения и при восстановлении температурного режима мёрзлой толщи в процессе эксплуа- тации. Игнорирование особенностей геокриологической остановки приводит здесь не только к просадкам поверхности, но и к столь же активному процессу протаивания мёрз- лых пород и развитию мощных напряжений, деформирующих стволы скважин.
Необходима корректировка типовой технологии, создание дифференцирован- ных и разнотипных по назначению технико-технологических решений.
Месторождения VII группы, расположенные на арктическом шельфе, ещё очень слабо разведаны, а данные по геокриологии практическиотсутствуют.