Аномальное поднятие поверхности, вызванное методами повышенного извлечения нефти на севере Альберты: наблюдения InSAR и численное моделирование

Недавние наблюдения интерферометрической синтетической апертурной радиолокации (InSAR) над северной Альбертой, Канада, показывают устойчивое поднятие поверхности со скоростями 1–4 см/год, локализованное в районах, где для добычи битума из нефтеносных пород Аттабаски применяется метод пропитки парами с гравитационным отводом (steam-assisted gravity drainage, SAGD). Мы обнаружили, что скорости подъема над горизонтальными инжекторными скважинами сильно коррелируют со скоростями закачки пара, несмотря на то, что из порового пространства пласта имеется чистая потеря жидкости в виде вывода нефти и воды через добывающие скважины. В сочетании с доступными данными по закачке пара и добыче битума на четырех площадках мы используем модели течения в пласте, чтобы объяснить, как тепловые и геомеханические эффекты закачки пара в нефтеносный песчаник могут вызывать поднятие поверхности. Результаты наших численных экспериментов показывают, что устойчивое поднятие поверхности, соответствующее наблюдаемым скоростям, может быть вызвано изменениями напряженного состояния в пласте вследствие порового течения и теплового расширения. Мы также наблюдаем неожиданный локализованный подъем, величина которого сопоставима или превышает поднятие над зонами пропитки, но располагается в кластерах устьев скважин за пределами зоны влияния паровых камер. Мы показываем, что эта деформация устьев скважин может быть объяснена тепловым расширением горных пород вблизи инжекторных скважин.