Исследование геодинамического состояния массива в районе расположения ПХГ методом газовой томографии (на примере Волгоградского ПХГ)

Геодинамические зоны различного порядка и тектонические поля напряжений способны оказывать влияние на надежную работу подземных хранилищ газов и экологическую ситуацию в районах их расположения. Одним из путей оценки геодинамического состояния районов расположения подземных хранилищ газов является комбинирование методов геодинамического районирования и микрогеодинамического картирования, использующего материалы газовой съемки, что показано в статье на примере Волгоградского хранилища. Методом геодинамического районирования выявлены региональные геодинамически активные зоны в районе расположения объекта. С использованием материалов газовой съемки (29 профилей) построены глубинные геодинамические разрезы, на которых показаны геодинамические зоны сжатия и растяжения. Напряженное состояние массива оценено на основе анализа динамического взаимодействия блоков земной коры и последующего компьютерного моделирования. Представление данных в виде серии глубинных геодинамических разрезов составляет сущность объединенного метода газовой томографии, позволяющего детально анализировать геодинамическое состояние массива. Анализ взаимного расположения геодинамических зон и подземных резервуаров, созданных в отложениях каменной соли для хранения газов, показывает важность подобных исследований для понимания происходящих в массиве геодинамических процессов и их влияния на условия эксплуатации ПХГ. Полученные данные позволили подтвердить дальнейшую безопасную эксплуатацию Волгоградского подземного хранилища газов.

Ключевые слова: подземное хранилище газов, экологическая ситуация, газовая съемка, напряженное состояние, геодинамическая зона, геодинамическое районирование, газовая томография, условия эксплуатации.
Как процитировать:

Оборин А. В., Батугин А. С., Диваков В. И., Хотченков Е. В., Степанова А. Д. Исследование геодинамического состояния массива в районе расположения ПХГ методом газовой томографии (на примере Волгоградского ПХГ) // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 7. – С. 73–89. DOI: 10.25018/ 0236_1493_2025_7_0_73.

Благодарности:
Номер: 7
Год: 2025
Номера страниц: 73-89
ISBN: 0236-1493
UDK: 502/504; 622.831.33; 551.248.2
DOI: 10.25018/0236_1493_2025_7_0_73
Дата поступления: 04.03.2025
Дата получения рецензии: 14.04.2025
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.06.2025
Информация об авторах:

Оборин Антон Викторович — заместитель начальника отдела ПАО «Газпром», e-mail: gazpromgeotech@gmail.com,
Батугин Андриан Сергеевич — д-р техн. наук, профессор, НИТУ МИСИС, e-mail: as-bat@mail.ru,
Диваков Валентин Иванович — канд. геол.-минерал. наук, доцент, ООО Центр комплексных исследований недр «Катари», e-mail: vdivakov@mail.ru,
Хотченков Евгений Викторович — канд. техн. наук, заведующий отделом, Государственный геологический музей им. В.И. Вернадского РАН, e-mail: jek79@mail.ru,
Степанова Александра Дмитриевна — студент магистратуры, НИТУ МИСИС, e-mail: stepasasa3@gmail.com.

 

Контактное лицо:

Хотченков Е.В., e-mail: jek79@mail.ru.

Список литературы:

1. Казанкова Э. Р., Корнилова Н. В. Геоэкологические проблемы подземного хранения газа в России // Геоэкология нефти и газа. — 2016. — № 3. — С. 102—106.

2. Никонов А. И. Роль геодинамических процессов в функционировании подземных храни- лищ газа (на примере Щелковского и Касимовского подземных хранилищ): Автореф. дис. … канд. техн. наук. — М.: Институт проблем нефти и газа РАН и МО РФ, 2003. — 26 с.

3. Жуков В. С. Воздействие современных геодинамических процессов на фильтрационно- емкостные свойства коллекторов ПХГ / Международная конференция «Современная геодина- мика недр и эколого-промышленная безопасность объектов нефтегазового комплекса». — М.: ИПНГ РАН, 2009. https://oilgasjournal.ru/vol_3/zhukov.html.

4. Foulger G. R., Wilson M. P., Gluyas J. G., Julian B. R., Davies R. J. Global review of human- induced earthquakes // Earth-Science Reviews. 2017, vol. 178, pp. 438—514. DOI: 10.1016/j.earsci- rev.2017.07.008.

5. Benetatos C., Málek J., Verga F. Moment tensor inversion for two micro-earthquakes occur- ring inside the Háje gas storage facilities, Czech Republic // Journal of Seismology. 2013, vol. 17, pp. 557—576.

6. Шкуратник В. Л., Кравченко О. С., Филимонов Ю. Л. Экспериментальное исследование зависимостей акустико-эмиссионных и реологических характеристик каменной соли от напря- жений и температуры // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2019. — № 4. — С. 20—26.

7. Wu C., Liu J., Zhou Z. Study on creep properties of salt rock with impurities during triaxial creep test // Gongcheng Kexue Yu Jishu, Advanced Engineering Science. 2017, vol. 49, pp. 165—172. DOI: 10.15961/j.jsuese.201600854.

8. Guang-chuan L., Huang X., Peng X. Investigation on the cavity evolution of underground salt cavern gas storages // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2016, vol. 33, pp. 118—134. DOI: 10.1016/j.jngse.2016.05.018.

9. Tongtao W., Chunhe Y., Jiasong Ch., Daemen J. J. K. Geomechanical investigation of roof fail- ure of China’s first gas storage salt cavern // Engineering Geology. 2018, vol. 243, pp. 59—69. DOI: 10.1016/j.enggeo.2018.06.013.

10. Арутюнов А. Е., Грунин А. Г., Зубарев А. П., Кузьмин Ю. О., Никонов А. И., Осипов А. А., Полухина С. С. Горно-геологическое обоснование и проектирование геодинамических полиго- нов на подземных хранилищах газа на примере Касимовского ПХГ // Маркшейдерский вест- ник. — 2012. — № 4. — С. 43—51.

11. Elio J., Ortega M. F., Mazadiego L. F. Monitoring of soil gases in the characterization stage of CO2 storage in saline aquifers and possible effects of CO2 leakages in the groundwater system // Geo- logic Carbon Sequestration, 2016, pp. 81—95. DOI: 10.1007/978-3-319-27019-7_5.

12. Fibbi G., Del Soldato M., Fanti R. Review of the Monitoring Applications Involved in the Un- derground Storage of Natural Gas and CO2 // Energies. 2023, vol. 16, no. 1, article 12. DOI: 10.3390/ en16010012.

13. Kulikova E. Yu., Balovtsev S. V., Skopintseva O. V. Geoecological monitoring during mining operations // Sustainable Development of Mounting Territories. 2024, vol. 16, no. 2, pp. 580—588. DOI: 10.21177/1998-4502-2024-16-2-580-588.

14. Маневич П. П., Антошин В. В., Коликов К. С. Вегетационные и почвенные индексы для спутникового мониторинга земель в районах открытой разработки угля // Горная промышлен- ность. — 2025. — № 1. — С. 118—122. DOI: 10.30686/1609-9192-2025-1-118-122.

15. Кутепов Ю. И., Кутепова Н. А., Пономаренко М. Р., Кутепов Ю. Ю. Геомеханический мо- ниторинг устойчивости бортов разрезов и отвалов при разработке угольных месторождений // Горный журнал. — 2023. — № 5. — С. 69—74. DOI: 10.17580/gzh.2023.05.10.

16. Козырев А. А., Онуприенко В. С., Жукова С. А., Журавлева О. Г. Развитие инструменталь- ного и методического обеспечения контроля наведенной сейсмичности на Хибинских апатит- нефелиновых месторождениях // Горный журнал. — 2020. — № 9. — С. 19—26.

17. Морозов В. Н., Татаринов В. Н., Маневич А. И. Моделирование напряженно-деформирован- ного состояния эпицентральной зоны сильного землетрясения в Турции (Измит, 1999 г., М 7.4) // Вулканология и сейсмология. — 2020. — № 2. — C. 43—54. DOI: 10.31857/so203030620020042.

18. Леонтьев А. В., Скулкин А. А. Об использовании метода гидроразрыва при контроле дей- ствующих напряжений в соляном массиве // Вестник Кыргызско-Российского славянского уни- верситета. — 2017. — Т. 17. — № 1. — С. 188—190.

19. Маловичко А. А., Дягилев Р. А., Шулаков Д. Ю., Баранов Ю. В. Мониторинг природно- техногенной сейсмичности на территории Верхнекамского района / Проблемы геодинамики, сейсмичности и минерагении подвижных поясов и платформенных областей литосферы: Мате- риалы международной конференции. — Екатеринбург, 1998. — С. 118—120.

20. Петухов И. М., Батугина И. М. Геодинамика недр. — М.: Недра коммуникэйшенз, 1999. — 288 с.

21. Рассказов И. Ю., Федотова Ю. В., Аникин П. А., Мигунов Д. С., Константинов А. В. Со- вершенствование методов и средств геомеханического мониторинга на основе цифровых тех- нологий // Горная промышленность. — 2023. — № 5S. — С. 18—24. DOI: 10.30686/1609-9192- 2023-5S-18-24.

22. Кобылкин С. С., Пугач А. С. Методика прогноза горных ударов и выбора безопасно- го направления фронта очистных работ // Горные науки и технологии. — 2022. — № 7(2). — С. 126—136.

23. Шевчук С. В., Квятковская С. С., Шевчук Р. В., Шерматова С. С., Головко И. В. К вопросу геодинамического мониторинга территории Калининградской области // Горный информаци- онно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 2-1. — С. 298—309. DOI: 10.25018/0236-1493- 2021-21-0-298-309.

24. Батугин А. С., Хан С. А., Диваков В. И., Оборин А. В., Хотченков Е. В., Шевчук С. В. Ис- следование геодинамического состояния района расположения Калининградского ПХГ методом газовой томографии // Газовая промышленность. — 2024. — № 9 (871). — С. 28—33.

25. Геомеханические поля и процессы: экспериментально-аналитические исследования фор- мирования и развития очаговых зон катастрофических событий в горнотехнических и природ- ных системах. Т. 1. / Под ред. Н. Н. Мельникова. — Новосибирск: СО РАН, 2018. — 541 с.

26. Батугина И. М., Петухов И. М. Геодинамическое районирование при строительстве и экс- плуатации рудников. — М.: Недра, 1988. — 166 с.

27. Орлова А. В. Блоковые структуры и рельеф. — М: Недра, 1975. — 232 с.

28. Сим Л. А. Изучение тектонических напряжений по геологическим индикаторам (методы, результаты, рекомендации) // Известия вузов. Геология и разведка. — 1991. — № 10. — С. 3—22.

29. Сидоров Д. В., Пономаренко Т. В. Методология оценки геодинамического состояния при- родно-техногенных систем при реализации проектов освоения месторождений // Горный жур- нал. — 2020. — № 1. — С. 42—48. DOI: 10.17580/gzh.2020.01.09.

30. Диваков В. И. Метод микрогеодинамических исследований — новый метод в геологии // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Геология и разведка полезных ис- копаемых. — 1996. — С. 71—79.

31. Вернадский В. И. О газовом обмене земной коры // Известия Императорской Академiи Наук. — 1912. — Т. VI. — № 6:2. — С. 141—162.

32. Khilyuk L. F., Robertson J. O., Endres B., Chilingarian G. V. Gas migration: Events preceding earthquakes. Houston, Texas, Gulf Publishing Company, 2000, 390 p.

33. Корчагина Т. В., Ефимова Н. В., Жабин А. Б., Ишутина С. А. Исследование эмиссии угольного метана на поверхность из ликвидируемых шахт // Известия ТулГУ. Науки о Земле. — 2017. — № 4. — С. 48—60.

34. Кузин А. М. Дегазация Земли — от землетрясений до образования месторождений по- лезных ископаемых флюидного генезиса // Актуальные проблемы нефти и газа. — 2018. — № 4(23). — С. 1—16.

35. Riggio A., Santulin M. Earthquake forecasting: a review of radon as seismic precursor // Bollet- tino di Geofisica Teorica ed Applicata. 2015, vol. 56, no. 2, pp. 95—114. DOI: 10.4430/bgta0148.

36. Панина Л. В., Зайцев В. А. Неотектоника Северного Прикаспия. Альманах // Простран- ство и Время. — 2016. — Т. 13. — № 1. — С. 188—190.

37. Корчуганова Н. И., Загубный Д., Соколов С. А. Неотектоническое районирование Рус- ской плиты // Разведка и охрана недр. — 2012. — № 2. — С. 13—20.

38. Кузнецов Ю. Г., Кафтан В. И., Бебутова В. К., Серебрякова Л. И., Верещетина А. В. Со- временные вертикальные движения земной поверхности прикаспийского региона // Геодезия и картография. — 1997. — № 9. — С. 29—34.

39. Гущенко О. И. Анализ ориентировок сколовых тектонических смещений и их текто- нофизическая интерпретация при реконструкции палеонапряжений // ДАН СССР. — 1973. — Т. 210. — № 2. — С. 331—334. 

Подписка на рассылку

Подпишитесь на рассылку, чтобы получать важную информацию для авторов и рецензентов.