При строительстве в сейсмоопасных регионах применяется особая технология

Сейсмическая разведка (сейсморазведка, seismic exploration) — один из ведущих геофизических методов исследования структуры, строения и состава горных пород.

Это раздел разведочной геофизики, основанный на регистрации искусственно возбуждаемых упругих волн и извлечении из них полезной геолого-геофизической информации.

Понятие появилось в начале 1920 х гг.
Сейсмическая разведка используется для создания графического представления подземной геологической структуры Земли, что позволяет разведочным компаниям точно и с минимальными затратами оценивать площадь с точки зрения ее нефтегазодобывающего потенциала.
При помощи сейсморазведки изучается глубинное строение Земли, выделяются месторождения полезных ископаемых (в основном нефти и газа), решаются задачи гидрогеологии и инженерной геологии, проводится сейсмическое микрорайонирование.
Поиск месторождений нефти и природного газа — наиболее эффективная сфера применения сейсморазведки.
Особенно важна роль сейсморазведки при поисках залежей углеводородов на море.

ОГЭ по географии 2023! Разбор задания 14


Здесь сейсморазведка является не только практически единственным, но и весьма эффективным методом исследований.
Именно поэтому объемы морских сейсморазведочных работ в мире в настоящее время более чем в 4 раза превышает объемы работ на суше.
При этом объемы сейсморазведочных работ, выполняемых на море, растут из года в год.

Сейсморазведка отличается надежностью, высокой разрешающей способностью, технологичностью и громадным объемом получаемой информации.

На суше площади разведки часто охватывают многие 1000 км 2 .
В основе сейсморазведочных систем лежат огромные сети из тысяч высокочувствительных узлов сейсмических датчиков.
Эти сети датчиков располагаются на поверхности исследуемой области и собирают данные из недр под ними, которые впоследствии преобразуются в изображения.
Эти изображения затем анализируются, чтобы увидеть, где могут находиться резервуары нефти или газа, прежде чем начнется любое разведочное бурение.

Сегодняшний стандартный подход к развертыванию этих сетей заключается в подключении каждого датчика с помощью кабелей.
Огромное количество необходимых кабелей делает развертывание и логистику сложными, а транспортировку и обслуживание дорогостоящими.

В основе сейсмических методов лежит возбуждение упругих волн при помощи технического устройства или комплекса устройств — источника.
Источник создаёт в толще горных пород избыточное давление, которое компенсируется средой в течение некоторого времени.
В процессе компенсации связанные частицы пород совершают периодические колебания, передаваемые в глубь земли упругими волнами.
Важнейшим свойством волны является её скорость, зависящая от литологического состава, состояния горных пород (трещиноватости, выветрелости и т. д.), возраста, глубины залегания.
Распространяясь в объеме горных пород, упругие волны попадают на границы слоев с различными упругими свойствами, изменяют направление, углы лучей и амплитуду, образуются новые волны.

Галилео. Сейсмоустойчивые здания


На пути следования волн размещаются пункты приёма, где при помощи сейсмоприемников принимаются колебания частиц и преобразуются в электрический сигнал.

Пункты приёма, применяемые для регистрации волн от одного пункта возбуждения(источника) образуют расстановку.
В зависимости от размерности сейсморазведки расстановки имеют форму прямой линии (2D сейсморазведка) или блока параллельных приёмных линий (3D сейсморазведка).
Графики записанных колебаний(трассы) группируются в сейсмограммы и анализируются для нахождения свойств волн.
Из полученных сейсмограмм извлекается геолого-геофизическая информация о сейсмогеологических границах. Наиболее эффективна сейсморазведка при изучении осадочного чехла древних платформ, поскольку его горизонтально-слоистое строение наиболее просто находится по сейсмическим данным.
С увеличением наклона целевых геологических границ надежность получаемой сейсморазведкой информации падает.

Методы сейсморазведки различаются по типу используемых полезных волн, по стадии геологоразведочного процесса, по решаемым задачам, по способу получения данных, по размерности, по типу источника колебаний и частоте колебаний целевых волн.

По типу используемых волн выделяются:

1. Метод отраженных волн (МОВ)

Основан на выделении волн, однократно-отраженных от целевой геологической границы. Наиболее востребованный метод сейсморазведки, позволяющий изучать геологический разрез с детальностью до 0,5 % от глубины залегания границы.
Используется в сочетании с методикой многократных перекрытий, в которой для каждой точки границы регистрируется большое количество сейсмических трасс.
Избыточная информация суммируется по признаку общей средней или глубинной точки (ОСТ или ОГТ).
Метод общей глубинной точки значительно расширяет возможности МОВ и применяется в большинстве сейсморазведочных работ.

2. Метод преломленных волн (МПВ)

Ориентирован на преломленные волны, которые образуются при падении волны на границу 2 х пластов под определенным углом. При этом образуется скользящая волна, распространяющая со скоростью нижележащего пласта. МПВ используется только для решения специальных задач из-за существенных ограничений метода.

3. Вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП)

Разновидность 2D-сейсморазведки, при проведении которой один из 2 х элементов (источник или приемник сейсмических волн) располагается на поверхности, а другой элемент помещается в пробуренную скважину.

Стадии сейсморазведки

  • Глубинное сейсмическое зондирование;
  • Региональная сейсморазведка;
  • Поисковые работы;
  • Детализационные работы;
  • Разведка месторождений;
  • Доразведка и геотехнические исследования.

Направления

— Нефтегазовая сейсморазведка;
— Рудная сейсморазведка;
— Угольная сейсморазведка;
— Инженерная сейсморазведка.

По способу получения данных

— Наземная сейcморазведка;
— Акваториальная сейсморазведка(морская, речная, озёрная и болотная, исследования в транзитной зоне);
— Скважинная сейсморазведка;
— Петрофизика.

Читайте также:  Роч это в строительстве

По размерности

— 1D — источник и приёмник совмещены;
— 2D — источник и приёмник находятся на одной прямой линии;
— 3D — приёмники расставлены по площади.

По типу источника

По частоте волн

В результате структурных геолого-геофизических исследований практически все перспективные на нефть и газ районы на суше и морском шельфе выявлены. В этих районах, начиная с более перспективных, ведутся площадные поисково-разведочные сейсмические работы методом МОВ — МОГТ.

По условиям формирования и залегания нефтяные месторождения располагаются на глубинах 1,5 — 4 км, а газовые — на глубинах 3 — 6 км.
Главное назначение сейсморазведки — поиск структур, благоприятных нефтегазонакоплению. Их называют ловушками. Это такие зоны осадочных (реже изверженных) пород, в которых имеются пористые породы (коллекторы), например, пески, трещиноватые скальные породы, перекрытые непроницаемыми породами (экранами), например, глинами.
Основными типами ловушек являются: антиклинальные или куполовидные поднятия, приуроченные к сбросам толщи коллекторов, рифогенные (известковые) выступы, соляные купола, зоны выклинивания, стратиграфические несогласия, древние долины и другие.
Все они при высоком качестве проведения полевых работ и цифровой обработке информации визуально прослеживаются на разрезах: временных по данным МОВ (лучше МОГТ) и глубинных (МОВ — МОГТ), на структурных картах по кровле опорных горизонтов, на картах мощностей коллекторов или экранов. Точность в определении глубин должна быть не менее 100 м.
Разведка структур проводится сложными интерференционным системами МОГТ в сочетании с сейсмоакустическими исследованиями поисковых скважин.
Точность в определении изменений мощностей пород в ловушках должна достигать 25 м.

В результате детальной сейсморазведки выявляются местоположение структур и их глубины, где возможно скопление нефти или газа (таких в среднем 1/3).

Прямые поиски нефти и газа в выявленных ловушках — задача очень сложная. Она требует детального анализа кинематики (скоростей) и динамики (затуханий) сейсмических волн (например, отношение является индикатором флюидонасыщенности).

Прямые поиски более эффективны, если сейсморазведка комплексируется с высокоточной гравиразведкой, электромагнитными зондированиями, термическими и ядерными исследованиями в неглубоких скважинах. Разумеется, необходимо вести бурение самых перспективных структур. При благоприятном исходе такие скважины становятся промышленными для добычи нефти и газа.

Осенью 2018 г. Роснефть разработала инновационную технологию в области сейсморазведки, основанную на интерпретации рассеянных волн.

Новая технология позволяет фиксировать и интерпретировать рассеянные волны — особый тип сейсмических волн, которые связаны с местами скопления углеводородов.

Методы сейсморазведки на рассеянных волнах позволяют выявить трещинные зоны и зоны с аномальным пластовым давлением (АПД), что характерно для месторождений Восточной Сибири.

Говоря простым языком сейсморазведки, комплексная интерпретация поля рассеянных волн (метод престековой миграции) базируется на математически точном решении обратной задачи рассеяния в акустическом приближении по данным многократных перекрытий.
При интерпретации поля рассеянных волн из-за отсутствия данных о коллекторах не строится карта качества коллектора целевого горизонта, а выполняются построения карты прогнозных дебитов нефти из трещинно-кавернозных резервуаров.
Параметрами для построения такой карты служат амплитуды рассеянных волн, характеризующие качество трещинно-кавернозного коллектора и начальные дебиты углеводородов из продуктивных пластов.
Для построения карты прогнозных дебитов находится количественная связь между значениями амплитуд рассеянных волн и значениями дебитов углеводородов.
Точность прогноза дебита — порядка 70 %, но вместе с временными разрезами рассеянных волн они могут служить основой при определении точки бурения поисково-разведочных и эксплуатационных скважин в зонах развития трещинно-кавернозных коллекторов.

Это позволяет повысить эффективность разведочного и эксплуатационного бурения на месторождениях со сложным геологическим строением, в которых, по самым скромным оценкам, содержится порядка 30% мировых запасов углеводородов.

На сегодняшний день технология уже применяется на месторождениях Роснефти в Красноярском крае, Иркутской области и Ненецком автономном округе.

Выявление залежей нефти и газа по данным сейсморазведки позволяет повысить эффективность бурения в среднем до 5%.

Источник: neftegaz.ru

При строительстве в сейсмоопасных регионах применяется особая технология

В данной статье рассматриваются требования и условия, предъявляемые для строительства в сейсмоопасных районах. Приводятся примеры благоприятных и неблагоприятных районов строительства. Устойчивость зданий к сейсмическим нагрузкам напрямую зависит от грунтов. Рассматриваются факторы характеризующие сейсмостойкие сооружения.

За счет монолитности конструкции и повышенной прочности сооружений создается дополнительное сопротивление здания к воздействию сейсмических нагрузок. Ряд строительных материалов, таких как фибробетон, не несут ограничений при строительстве в сейсмоопасных районах, в силу повышенной стойкости к динамическим нагрузкам. Приведены параметры фибробетона.

Армирование фиброй не только повышает характеристики бетона, но и снижает затраты на его производство, трудоемкость. Рассмотрены положительный и отрицательные стороны фибробетона. Недостатком фибробетона является высокая себестоимость, что компенсируется продолжительным сроком службы и высокими показателями.

1. Клюев А.В., Клюев С.В., Нетребенко А.В., Дураченко А.В. Мелкозернистый фибробетон армированный полипропиленовым волокном // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2014. – № 4. – С. 67–72.

2. Уваров В.А., Клюев С.В., Орехова Т.Н., Клюев А.В., Дураченко А.В. Получение высококачественного фибробетона с использованием противоточного пневмосмесителя // Промышленное и гражданское строительство. – 2014. – № 8. – С. 54–56.

Читайте также:  Техническая документация для производства геодезических работ в строительстве

3. Клюев С.В., Авилова Е.Н. Мелкозернистый фибробетон с использованием полипропиленового волокна для покрытия автомобильных дорог // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2013. – № 1. – С. 37–40.

4. Клюев С.В., Авилова Е.Н. Бетон для строительства оснований автомобильных дорог на основе сланцевого щебня // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2013. – № 2. С. 38–41.

5. Клюев С.В., Клюев А.В. Исследование физико-механических свойств композиционных вяжущих // Успехи современной науки. – 2015. – № 1. – С. 21–24.

6. Клюев С.В., Клюев А.В. Техногенное сырье – эффективный заполнитель для фибробетонов // Успехи современной науки. – 2015. – № 1. – С. 33–35.

7. Клюев С.В. Высокопрочный сталефибробетон на техногенных песках КМА // Технологии бетонов. – 2012. – № 5–6. – С. 33–35.

8. Клюев С.В. Применение композиционных вяжущих для производства фибробетонов // Технологии бетонов. – 2012. – № 1–2 (66–67). – С. 56–57.

9. Клюев С.В., Гурьянов Ю.В. Внешнее армирование изгибаемых фибробетонных изделий углеволокном // Инженерно-строительный журнал. – 2013. – № 1(36). – С. 21–26.

10. Клюев С.В. Основы конструктивной организации природных и искусственных материалов // Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии: сб. студ. докл. Международного конгресса: В 2 ч. Ч. 1. – Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2003. – С. 161–163.

11. Клюев С.В., Нетребенко А.В., Дураченко А.В., Пикалова Е.К. Фиброармированные композиты на техногенном сырье // Сборник научных трудов Sworld. – 2014. – Т. 19, № 1. – С. 34–36.

12. Клюев С.В. Усиление и восстановление конструкций с использованием композитов на основе углеволокна // Бетон и железобетон. – 2012. – № 3. – С. 23–26.

13. Клюев С.В. Высокопрочный мелкозернистый фибробетон на техногенном сырье и композиционных вяжущих с использованием нанодисперсного порошка // Бетон и железобетон. – 2014. – № 4. – С. 14–16.

14. Клюев С.В., Нетребенко А.В., Дураченко А.В., Пикалова Е.К. Монолитный фибробетон для полов промышленных зданий // Сборник научных трудов Sworld. – 2014. – Т. 19, № 1. – С. 29–32.

15. Клюев С.В. Разработка дисперсно-армированного мелкозернистого бетона на основе техногенного песка и композиционного вяжущего // Международный научно-исследовательский журнал. – 2014. – Т. 11. Ч. 2. – С. 27–29.

16. Клюев С.В. Высококачественный фибробетон для монолитного строительства // Международный научно-исследовательский журнал. – 2014. – Т. 11. Ч. 2. – С. 29–32.

17. Клюев С.В. Сталефибробетон на основе композиционного вяжущего // Белгородская область: прошлое, настоящее и будущее: материалы научн.-практ. конф. – Белгород: Изд-во БГТУ, 2011. – Ч. 3. – С. 32–36.

18. Клюев С.В. Фибробетон для каркасного строительства // Белгородская область: прошлое, настоящее и будущее: материалы научн.-практ. конф. – Белгород: Изд-во БГТУ, 2011. – Ч. 3. – С. 37–38.

19. Клюев А.В., Клюев С.В., Нетребенко А.В., Дураченко А.В. Мелкозернистый фибробетон армированный полипропиленовым волокном // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2014. – № 4. – С. 67–72.

20. Клюев С.В., Клюев А.В. Оптимальное проектирование стержневых систем при силовых и температурных воздействиях с учетом безопасной устойчивости // Фундаментальные исследования. – 2009. – № 1. – С. 30–31.

21. Клюев С.В., Клюев А.В. Оптимальное проектирование стержневых конструкций // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. – 2009. – № 3 – С. 31–36.

22. Клюев С.В., Клюев А.В. Оптимальное проектирование стержневых систем на основе энергетического критерия при силовых и температурных воздействиях с учетом безопасной устойчивости // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2009. – № 1. – С. 60–63.

23. Клюев С.В., Клюев А.В. Оптимальное проектирование конструкций с учетом устойчивости равновесия // Фундаментальные исследования. – 2008. – № 9. – С. 62.

24. Клюев С.В., Клюев А.В. Оптимальное проектирование строительных конструкций на основе эволюционных и генетических алгоритмов: монография. – Germany, 2011. – 128 с.

25. Клюев С.В., Клюев А.В. Управление проектными параметрами в задачах оптимального проектирования // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. – 2010. – № 1. – С. 15–19.

26. Клюев С.В. Усиление и восстановление конструкций с использованием композитов на основе углеволокна // Бетон и железобетон. – 2012. – № 3. – С. 23.

27. Клюев С.В., Клюев А.В. Оптимальное проектирование стержневой пространственной конструкции // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. – 2007. – № 1 (7). – С. 17–22.

28. Абсиметов В.Э., Клюев С.В., Клюев А.В. Оптимальное проектирование динамически нагруженных стержневых систем // Известия высших учебных заведений. Строительство. – 2009. – № 3-4. – С. 100–105.

Читайте также:  Как вдохновить на строительство дома

29. Юрьев А.Г., Клюев С.В., Клюев А.В. Устойчивость равновесия в природе и технике // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2007. – № 3. – С. 60.

30. Клюев С.В., Клюев А.В. Оптимальное проектирование конструкций с учетом их устойчивости: монография. – Germany, 2011. – 141 с.

31. Клюев С.В., Клюев А.В. Оптимальное проектирование конструкций башенного типа: монография. – Germany, 2011. – 152 с.

32. Клюев С.В. Особенности формирования фибробетонных композитов // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2015. – № 5. – С. 32–35.

33. Клюев С.В., Клюев А.В. Пределы идентификации природных и инженерных систем // Фундаментальные исследования. – 2007. – № 12-2. – С. 366–367.

В сейсмоопасных районах применяется сейсмостойкая или антисейсмическое строительство, которое выполняется с учетом инерционных сил, влияющих на сооружения.

Устойчивость зданий к сейсмическим нагрузкам напрямую зависит от грунтов. Каменистые грунты, скальные местности, являются наиболее подходящими и благоприятствующими в сейсмическом отношении.

Строительство в неблагоприятных районах с просадочными породами, участками с осыпями, выработками является более дорогим из-за необходимости усиления оснований и самих сооружений [1-2].

За счет монолитности конструкции и повышенной прочности сооружений создается дополнительное сопротивление здания к воздействию сейсмических нагрузок.

Одним из важных факторов, характеризующих сейсмостойкость сооружения являются строительные материалы.

Главные функции сейсмостойких сооружений:

1. Отсутствие глобальных разрушений или разрушений сооружения или его частей, способных обусловить гибель и травматизм людей;

2. Продолжение эксплуатации сооружения после восстановления или ремонта.

В силу относительной котировки стойкости сооружения к сейсмическим силам есть конструктивные требования и ограничения: ограничения размеров сооружения и т.д. [3-6].

Ряд строительных материалов, таких как фибробетон, не несут ограничений при строительстве в сейсмоопасных районах, в силу повышенной стойкости к динамическим нагрузкам. Основной и важной характеристикой сооружений, построенных с применением фибробетона в технологии монолитного строительства, является устойчивость к сейсмическим нагрузкам [7-15].

Фибробетон – строительный материал нового поколения, появившийся в переломный момент развития технологий, вытесняя уже устаревшие строительные материалы. В качестве фибры выступают как синтетические, так и естественные материалы: синтетические волокны, метаны, стекло, базальт и т.д.

Основы производства фибробетона тесно связаны с получением и других видов бетона, имея при этом определенные особенности.

Армирование фиброй не только повышает характеристики бетона, но и снижает затраты на его производство, трудоемкость и т.п.

Классы фибробетона варьируются и зависят как от соотношения цемента и фиброволокна, так и от вида фибры. Самыми распространенными являются: стальные и стекловолокна; а так же они являются наиболее прочными. Не менее широко применяются синтетические волокна, уменьшающие стоимость бетона средних классов по прочности.

Фибробетон является одним из универсальных строительных материалов. Одним из важных достоинств фибробетона является снижение затрат по сравнению с обычным армированным бетоном, благодаря использованию фибры и меньшему расходу самого бетона [15-21].

Для фибробетона характерны высокие адгезионные показатели.

Недостатком фибробетона является высокая себестоимость, что компенсируется продолжительным сроком службы и высокими показателями.

Фибробетон не деформируется при усадке, не наблюдаются внешние повреждения (сколы, трещины).

Технология производства фибробетона значительно проста; главный критерий – стадийность производства. Итог процесса – однородность структуры бетонной смеси.

Т.к. основной параметр фибробетона – это хорошие эксплуатационные показатели, данный материал является частоиспользуемым. Зачастую фибробетон применяется при необходимости уменьшения веса сооружения, предотвращает возможность появления трещин и их расширения. Фибробетон характеризуется высокой стойкостью к истиранию. Но основным его преимуществом является сопротивление к ударным нагрузкам различной силы [22-25].

Высокие морозостойкость и влагостойкость, низкая теплопроводность являются неотъемлимыми характеристиками фибробетона. Отсутствие отдельного армирующего оснащения делает фибробетон более легким в использовании, облегчает строительство и сокращает сроки возведения сооружений.

Характеристики и физико-механические показатели фибробетона отвечают требованиям, необходимым для строительства в районах с высокой сейсмической активности.

В настоящее время во всем мире особое внимание уделяется подробному изучению и продвижение фибробетона в строительстве. Преимущество фибробетона наряду с неармированным бетоном очевидно: высокие физико-механические показатели.

Из практики ведущих стран мира наглядно видно эффективность применения фибробетона как с технической, так и с экономической точки зрения [26-30].

Фибробетон применяется обширно и повсеместно для строительства: туннелей, дорог, мостов, промышленных сооружений и т.п. Япония наряду с другими странами применяет фибробетон как основной строительный материал в сейсмоопасных зонах.

В настоящее время фибробетон не имеет аналогов, что доказывает его уникальность.

Благодаря долговечкости и высокой износостойкости увеличивается время эксплуатации и безопасности задания, что характеризует собой хорошие экономические показатели [31-33].

Особенно эффективно проявляют себя факторы и характеристики фибробетона в многоэтажных зданиях в критических условиях, таких как пожары и сейсмическое воздействие.

Источник: applied-research.ru

Рейтинг
Загрузка ...