Введение к работе
Актуальность проблемы В прибрежной и шельфовой зоне Каспийского моря, которая сравнительно недавно была в основном ареной судоходства и рыболовства, практически сложился относительно новый, динамичный и масштабный вид хозяйственной деятельности - морская добыча нефти и газа как важнейшая отрасль экономики
Особого внимания заслуживает мелководный шельф Каспия, в первую очередь его северная часть, где прослежено подводное продолжение Прикаспийской нефтегазоносной провинции и где извлекаемые прогнозные ресурсы могут составлять до 2 - 3 млрд т, около 70% которых приходится на нефть Однако поисковые и буровые работы в этом районе сильно осложнены из-за большой глубины залегания продуктивных слоев (более 4 км), высокого пластового давления и присутствия больших количеств агрессивных сернистых газов Кроме того, Северный Каспий имеет уникалыг/ю рыбохо-зяйственную ценность как район нерестовых миграций и нагула самых крупных в мире популяций осетровых рыб
Известно, что морское нефтегазовое производство относится к той отрасли промышленности, которая экономически выгодна, но экологически не безопасна Это характерно для всех стадий производства, начиная с геологоразведочных буровых работ, эксплуатации морских нефтегазовых сооружений и кончая транспортировкой сырой нефти
Основные принципы сочетания промышленной деятельности на шельфе и охраны среды и водных биоресурсов закреплены в Федеральном законе РФ «О континентальном шельфе Российской Федерации» от 25 октября 1995 г Этот закон определяет порядок проведения экологической экспертизы на шельфе, что является обязательной мерой по защите водных биоресурсов
И тем не менее достаточно часто имеют место проявления различных опасных инженерно-геологических процессов (Ш 11), например оседания дна в результате отбора углеводородов и падения пластової о давления
Так, в апреле 2000 г произошло оседание огромной по площади территории участка казахского побережья, в результате которого два старых месторождения Каламкас и Каражанбас были затоплены Под водой оказа-
лись более ста скважин, в том числе самоизливающихся, из которых сырая высокосернистая нефть изливалась в море, а газы - в атмосферу, что привело к экологаческой катастрофе - массовой гибели тюленей и рыб (Касьянова и др, 2003)
Ранее в районе нефтяных промыслов Экофиск в Северном море оседание достигало 3 метров, а скорость оседания - 0,4 м/год, что угрожало катастрофическими разрушениями сооружений и изливами нефти в море и было устранено лишь дорогостоящим подъемом буровой платформы до 6 м Также хорошо известна авария на буровой платформе «Килон» в Северном море с десятками человеческих жертв
Существуют и другие опасные геологические процессы и явления, связанные с соляными куполами, скорость движений которых достигает 18 мм/год, а также обусловленные ими разломы и грабены оседания
Опасны техногенная сейсмичность, вызванная добычей углеводородов и достаточно хорошо изученная на суше, а также наличие слабых сильно сжимаемых грунтов и газовых аномалий, отрицательно влияющих на устойчивость свайных оснований буровых платформ и других инженерных сооружений
В последние годы на Северном Каспии открыты месторождения Хва-лынское и им Ю Корчагина, а в 2006 г-на Южно - Ракушечной структуре, с запасами 1600 млн баррелей и дебитом более 800 тонн в сутки Скважины с такими показателями крайне редки, в среднем по стране дебит в 76 раз меньше
Поскольку северная субаквальная часть Каспия заслуженно считается весьма перспективной с позиции нефтегазоносности, во избежание аварийных ситуаций необходимо изучение пространственных закономерностей инженерно-геологических условий (ИГУ), их типизация и районирование, оценка и прогноз активности и направленности геологических и инженерно-геологических процессов для выявления зон геологического риска при планировании мест бурения поисково-разведочных скважин
Цель и задачи работы Цель работы - выявление пространственных закономерностей инженерно-геологических условий Северного Каспия в
связи с нефтегазоносностыо
Основные задачи работы включают 1 оценку современного состояния изученности ИГУ Северного Каспия, 2 изучение закономерностей формирования ИГУ Северного Каспия и прилегающих территорий, 3 исследование пространственных закономерностей ИГУ Северного Каспия, 4 разработку схемы и карты инженерно-геологического районирования (ИГР) Северного Каспия
Научная новизна
на базе собственных разработок и анализа обширных фондовых материалов показано, что неоднократные трансгрессии и регрессии моря явились ведущим фактором в формировании ИГУ Северного Каспия геологического строения, рельефа дна, состава и физико-механических свойств грунтов, современных геологических процессов,
выявлены пространственные закономерности ИГУ Северного Каспия,
впервые разработана схема и составлена карта типологического инженерно-геологического районирования Северного Каспия
Методы исследований При выполнении работы использовались методы инженерно-геологического районирования, картографирования, инженерно-геологических аналогий (ИГА), сравнительного анализа и обобщения, неотектоники и палеоі еографии
Практическая значимость и реализация результатов исследований Диссертационная работа является частью научных исследований, проводимых на кафедре «Инженерная геология и геоэкология» (ИГиГ) Волг-ГАСУ в 1987-2006 г г Результаты исследований и разработанные на их основе инженерно-геологические (ИГ) карты, разрезы, таблицы обобщепньтх характеристик физико-механических свойств грунтов могут использоваться при инженерно-геологических изысканиях и проектировании буровых платформ, трубопроводов и других инженерных сооружений Теоретические положения и методические разработки используются в учебном процессе при чтении лекционных курсов «Инженерная геология», «Геоэкология», «Науки о Земле» для сгудентов и аспирантов различных специально-
стей ВолгГАСУ
Фактический материал Работа выполнена на основе исследований автора, проведенных во время обучения в аспирантуре на кафедре инженерной геологии и геоэкологии (ИГиГ) ВолгГАСУ Кроме того, был использован большой объем опубликованной литературы и фондовых материалов буровых, геофизических, инженерно-геологических, гидрохимических, и других исследований институтов «Гидропроект», «Гипроводстрой», Нижне-волжТИСИЗ, ВолгоградНИПИморнефть, МГУ, ПНИИИС, Астраханский ТИСИЗ, АО «Моринжгеология», Южморгеология, НПП «Южморгеоэко», ЗАО «Геоспещгроект», НПП «ЮМГшельф», ЗАО «Лукойл - Астраханьмор-нефть» и др организаций Изучены колонки десятков буровых скважин, нескольких тысяч результатов лабораторного изучения фунтов
Защищаемые положения:
-
Северный Каспий следует рассматривать как особый тип субак-вальных ИГ структур, отличающийся от Среднего и Южного Каспия тектонической позицией (Прикаспийская впадина, кряж Карпинского, Западно-Каспийская моноклиналь), глубинами и рельефом дна, составом и физико-механическими свойствами грунтов, современными геологическими и ИГ процессами
-
Ведущим фактором в формировании ИГ особенностей Каспийского региона явился своеобразный тектонический режим, обусловивший унаследованное прогибание территории в четвертичное время и, наряду с климатическими особенностями, предопределил неоднократные трансгрессии Каспия Чрезвычайно важную роль играет соляная тектоника, влияющая на мощность, состав, состояние и свойства перекрывающих пород, особенности рельефа, развитие комплекса современных геологических процессов, в том числе таких, как современные тектонические движения и соляной карст
-
Пространственные закономерности ИГУ Северного Каспия, отражающие особенности истории геологического развития в новейший этап, явились основой разработанных автором схемы и карты ИГР, для каждого типа районов составлена подробная инженерно-геологическая характеристика
Степень обоснованности и достоверности полученных результатов Обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается значительным объемом фактического материала и его обработкой на современном научном уровне Кроме материалов личных исследований автора, были использованы многочисленные отечественные и зарубежные публикации и фондовые материалы по геологии, гидрогеологии и инженерной геологии изученных регионов
Апробация работы Основные положения и отдельные результаты работы докладывались и были представлены на отечественных и международных совещаниях и конференциях ВолгГАСУ (2005, 2006г), «Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций» (Волгоград, 2005, 2006 гг ), экологических чтениях Волгоградского отделения Российской экологической академии (Волгоград, 2005г), 3-их «Денисовских чтешмх» (Москва, 2005 г), X, XI конференциях молодых исследователей Волгоградской области (Волгоград, 2005, 2006 гг ), Астрахань (2006)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ
Структура и объем работы Диссертация объемом 150 страїшц состоит из введения, 4 глав, заключения, включая 24 таблиц, 31 рисунков Список использованной литературы включает 214 наименований Диссертация сопровождается 4 приложениями на 7 страницах
