МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРИГГЕРНОГО СЕЙСМИЧЕСКОГО И ГЕОДЕФОРМАЦИОННОГО ПРОЦЕССОВ ПРИ НАГНЕТАНИИ ЖИДКОСТИ В ГЕОСРЕДУ

Abstract

Осуществлена программная реализация модуля моделирования сейсмического и геодеформационного процессов при отборе и закачке жидкости в геосреду. В расчетах напряженно-деформированного состояния геосреды используется модифицированная модель М. Био, которая учитывает скорость изменения объемной деформации в уравнении Дарси. Для программной реализации модуля моделирования при перемещении флюида в рамках модели Био был применен свободный пакет C++ библиотек OpenFOAM 2.4.0. Пакет представляет собой набор скомпилированных модулей, а также их исходных кодов, инкапсулирующих в полном соответствии с принципами объектно-ориентированного программирования все наиболее распространенные объекты и операции вычислительной механики сплошных сред. Построение модуля расчета напряжений базируется на стандартном решателе из пакета OpenFOAM для упругой деформации изотропного тела. К его коду была добавлена процедура дискретизации и решения уравнения Дарси для порового давления. Геодеформационные эффекты оцениваются путем прямого расчета смещений на свободной поверхности вблизи источников закачки и отбора жидкости, что может привести, в частности, к опасному проседанию поверхности и возникновению индуцированной сейсмичности. Триггерные сейсмические эффекты оцениваются путем расчета скорости накопления избыточных касательных напряжений в зоне разлома на глубине сейсмогенного слоя (5-15 км) с учетом соотношений, связывающих историческую сейсмичность и скорость накопления тектонических напряжений в рамках модифицированной модели Дитриха. Выполнено сейсмологическое обоснование возможных максимальных магнитуд техногенных землетрясений и их периодов повторяемости в районе промышленного освоения шельфовых месторождений нефти и газа на северо-востоке о. Сахалин, а также уточнены модели активизации сейсмического процесса в результате техногенного воздействия на геосреду.