Безопасность эксплуатации морских сооружений в Арктическом регионе при вероятности сейсмической активности

SAFETY OPERATION OF OFFSHORE STRUCTURES IN THE PROBABILITY OF SEISMIC ACTIVITY IN THE ARCTIC REGION

Alina Fomina

Master student, Far Eastern Federal University, Offshore and Structural Engineering Department, Russia, Vladivostok

Yun Den Khi

Master student, Far Eastern Federal University, Offshore and Structural Engineering Department, Russia, Vladivostok

Аннотация. В статье авторы рассмотрели исторические факторы сейсмической активности в Арктике. При разработке и эксплуатации следует учитывать геодинамические факторы риска, которые могут стать причиной потери устойчивости морских сооружений, повреждений трубопроводов, платформ и оборудования. Однако сейсмическая активность в арктическом районе не контролируется надлежащим образом. Поэтому, проводя долгосрочный мониторинг устойчивых параметров сейсмического явления, можно устанавливать требования и рекомендации по проектированию и безопасной эксплуатации морских сооружений.

Abstract. In the article the authors considered the historical factors of seismic activity in the Arctic. For developing and operating, geodynamic risk factors should be taken into account, which may cause the loss of stability of offshore structures, damage to pipelines, platforms and equipment. However, seismic activity in the Arctic region is not adequately controlled. Therefore, by conducting long-term monitoring of the stable parameters of the seismic event, it is possible to establish requirements and recommendations for the design and safe operation of offshore structures.

Ключевые слова: Арктика; нефть; авария; бурение; газ; морская платформа; безопасность; сейсмика.

Keywords: Arctic; oil; accident; drilling; gas; offshore platform; safety; seismic.

Глобальный интерес богатым углеводородным ресурсам в Арктике на протяжении десятилетий продолжает возрастать. Однако следует помнить, что при разработке и эксплуатации следует учитывать геодинамические факторы риска, которые могут стать причиной потери устойчивости морских сооружений, повреждений трубопроводов, платформ и оборудования. Арктический регион, где Северный полюс занимает центр Северного Ледовитого океана, влияет на экологические изменения Земли с геологического времени и до настоящего времени. Однако сейсмическая активность в этом районе не контролируется надлежащим образом. Поэтому, проводя долгосрочный мониторинг сейсмического явления как устойчивых параметров, наше понимание как тектонической эволюции Земли и динамическое взаимодействие между криосферой и геосферой в поверхностных слоях Земли будет расширяться. В этой статье изучается связь сейсмичности и структуры Арктического региона, в особенности Евразийский континент и окружающие океаны, и его связь с эволюцией в истории Земли. Целевые области охватывают репрезентативные тектонические провинции в Евразийской Арктике, такие как обширная территория Сибири, Байкальская рифовая зона, Дальневосточный регион России, Северный Ледовитый океан и Гренландия, Северная Канада [4]. На основе обсуждения, включающего характеристики сейсмичности, суммируются гетерогенная структура земной коры и верхней мантии, тектоническая история и последние динамические особенности земной поверхности Земли в Арктике.

В качестве примера краткосрочного изменения глобальное потепление в настоящее время является наиболее значимым явлением для воздействия на быстрые изменения в криосфере (морской лед, ледяной покров, шельфовые ледники, ледяные шапки, ледники) в Арктике. Напротив, долгосрочные изменения окружающей среды во время истории Земли влияют на деформацию твердой Земли под криосферой. Различные изменения поверхностных сред в пространстве и времени могут быть измерены и исследованы с использованием сейсмологических и геологических подходов. Однако сейсмологический феномен, связанный с сейсмичностью, структурой Земли и ее динамикой в Арктике, в течение последних нескольких десятилетий не был полностью выявлен. Поэтому при мониторинге этих параметров на длительных сроках с устойчивой процедурой ожидается выявление, как тектонической эволюции Земли, так и динамического взаимодействия системы криосферы.

Что касается сейсмичности в Арктике, крупнейшем континенте Земли; Евразия является наиболее значимым фактором, связанным с глобальными тектоническими движениями за время истории Земли с точки зрения слияния и уничтожения суперконтинентов [1]. Континент характеризуется сложной композицией с различными образованиями в возрасте от архея до фанерозойского времени. Увеличение знаний о сейсмичности и тектонике в арктическом регионе могло бы привести к лучшему пониманию эволюционного процесса Земли, рассматриваемого с высокой северной широты.

Обоснование развития сейсмических сетей в Арктике в отношении как уникальных аспектов сейсмологии в полярном регионе, так и общих вопросов, которые будут распространены для глобальных наук о Земле; например: литосферная динамика в ледяной среде; как литосферные процессы движутся и могут быть вызваны глобальными изменениями окружающей среды (уровень моря, климат) [2].

Кроме того, микросейсмический и вулканический мониторинг в настоящее время осуществляется, в том числе на дне Северного Ледовитого океана. Постоянное накопление арктических данных из глобальных сетей могло бы определенно способствовать разработке анализа пространственного разрешения, пониманию механизма деформации и поднятия, связанного с сейсмичностью, процессами формирования суперконтинентов и топологией коренных пород и геологической структурой под ней ледяной лист, во многих частях полярной области [3].

Полный взгляд на глобальную тектонику может быть достигнут путем продвижения междисциплинарных исследований в Арктике, в частности на Евразийском континенте и в Гренландии. Арктика, без сомнения, является одним из самых интересных регионов для исследований, а также местом, которое играет решающую роль в разъяснении тектонической истории и текущих изменений на поверхности Земли.

Месторождения в Арктике попадают в зону сейсмической активности, что может привести к необратимым последствиям в случае аварии. Для уменьшения рисков возникновения чрезвычайных ситуаций, при проектировании морских сооружений для полярных регионов необходимо учитывать не только риски обледенения сооружений, столкновения с айсбергами, но и возможную сейсмическую активность [6,7]. Сейсмичность в Арктике может нарушить стволовые скважины, повлиять на устойчивость платформ, повредить трубопроводы, всё это может привести в глобальным экологическим катастрофам.