Среди различных видов последствий длительного освоения месторождений углеводородов (загрязнение нефтепродуктами гидросферы и почв, загрязнение атмосферы продуктами сгорания попутного газа и др.) внимание специалистов стали привлекать геодинамические последствия освоения месторождений углеводородов, такие как аномальные деформации земной поверхности и проявление сейсмичности в районах нефтегазодобычи. Характерно, что эти последствия сопровождаются значительным экономическим ущербом. Хорошо известны случаи аномальных (более метра) деформаций земной поверхности на длительно разрабатываемых нефтяных и газовых месторождениях в США, Венесуэле, на Северном море и в других регионах, что связывается с извлечением жидкости из резервуара и снижением пластового давления. Зарегистрированы случаи проявления землетрясений, в том числе сильных, в районах освоения месторождений углеводородов в США, Канаде, Франции, России, Туркменистане, Узбекистане и других регионах. Установлена связь процессов подготовки этих событий с процессами разработки месторождений нефти и газа. Выполненный анализ деформационных последствий длительного освоения месторождений углеводородов показал следующее. Инструментально зарегистрированы обширные просадки земной поверхности территорий разрабатываемых месторождений, которые достигают весьма значительных величин: нефтяное месторождение Willmington (США) — 8.8 м; нефтяное месторождение Lаgunillas (Венесуэла) — 4.1 м; нефтяное месторождение Ekofisk (Норвегия) — 2.6 м; нефтяное месторождение Сураханы (Азербайджан) — 3м; Северо-Ставропольское газовое месторождение — 0.92 м и т.д. Наиболее опасные формы этих последствий — сильные деформации наземных сооружений, разрыв коммуникаций, слом обсадных колонн эксплуатационных скважин, порывы промысловых трубопроводных систем. Экологические и социально-экономические последствия могут быть, как прямыми (загрязнение геологического разреза и подземных водных ресурсов углеводородными составляющими и продуктами бурения), так и косвенными (развитие оползневых процессов, меняющих ландшафт и флюидный режим приповерхностных отложений, заболачивание территорий с необратимыми изменениями экосистем, перенос углеводородных компонентов по водоносным горизонтам). Интенсивное (более 1 м), обширное проседание земной поверхности территории всего разрабатываемого месторождения нефти или газа возникает крайне редко, как правило, только при сочетании следующих условий: значительная площадь разрабатываемого месторождения (порядка 100 км2 и более); значительная мощность продуктивных отложений (как правило, более 100 метров); относительно небольшая глубина разрабатываемых интервалов геологического разреза (до 2000 метров); высокая пористость пород резервуара (порядка 25 — 30% и более); аномально высокое пластовое давление и его относительно быстрое снижение в процессе освоения; превалирование литостатических напряжений в пределах месторождения над тектоническими. Это во многом понятно, если учесть, что подавляющее большинство нефтегазовых месторождений — это локальные поднятия, образованные складками продольного или поперечного изгиба. В эти структуры «вморожены» структурообразующие тектонические усилия, стремящиеся приподнять земную толщу, расположенную над продуктивным горизонтом. Поэтому обширные просадки территории всего месторождения возможны только в том случае, когда литостатическое давление (вес), направленное вниз, преодолеет тектонические напряжения, сформировавшие ловушку — поднятие. Именно поэтому, в отличие от месторождений твердых полезных ископаемых (рудных, угольных), где основной формой негативных деформационных последствий являются обширные просадки земной поверхности территории всего месторождения, на месторождениях жидких УВ наиболее опасные деформационные процессы — это интенсивные локальные аномалии вертикальных и горизонтальных движений в зонах разломов, возбужденные процессами разработки. Эти аномальные подвижки высокоамплитудны (50-70 мм/год), короткопериодичны (0.1 — 1 год), пространственно локализованы (0.1 — 1 км), обладают пульсационной и знакопеременной направленностью. Среднегодовые скорости относительных деформаций для них чрезвычайно высоки и составляют величины порядка (5-7)•10-5 в год. Поэтому их называют суперинтенсивными деформациями (СД) земной поверхности, а разломы, в пределах которых они выявляются, определены, как «опасные». Активизация разломных зон (СД процессы) широко распространенное явление. К настоящему времени не удалось обнаружить ни одного месторождения нефти и газа, в пределах которых были проведены мониторинговые измерения деформаций, на которых отсутствовали бы суперинтенсивные деформации (СД) земной поверхности в зонах разломов. Учитывая, что эти процессы достигают аномально высоких деформаций, соизмеримых с порогом разрушения, за время сопоставимое с периодом эксплуатации объектов, то становятся очевидными существенное экологические и социально-экономические последствия их воздействия на объекты нефтегазового комплекса. Известны многочисленные примеры негативных последствий активизации СД процессов на нефтяных и газовых месторождениях.
Среди них:
- Нефтяное месторождения Усть-Балык (Западная Сибирь) — смятие и слом обсадных колонн добывающих скважин, порывы промысловых трубопроводных систем.
- Нефтяное месторождение Тенгиз (Казахстан) — серьезные осложнения при строительстве глубоких скважин.
- Ромашкинское нефтяное месторождение (Татарстан) — смятие и слом обсадных колонн скважин в зонах разломов.
- Нефтяное месторождение Саматлор (Западная Сибирь) — аварийность скважин в зонах аномальной деформационной активности разломов.
