Preview

Науки о Земле и недропользование

Расширенный поиск
Том 45, № 4 (2022)
Скачать выпуск PDF

Геология, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых 

324-344 280
Аннотация

Сейсмические исследования для разведки и разработки месторождений нефти и газа ограничены разрешающей способностью сейсмических данных. В данном случае ключевым фактором успешной разведки и разработки месторождений может стать повышение точности количественной интерпретации сейсмических данных в маломощных пластах, позволяющее выявить эффективные резервуары и обозначить благоприятные участки. Исторически сложилось так, что предел сейсмического разрешения обычно считается равным примерно 1/4 длины волны доминирующей частоты данных в интересующем пласте. С помощью ограниченной инверсии сейсмической отражательной способности можно распознать более тонкие слои, чем этот предполагаемый предел, что привело к разработке ряда методов и приемов высокоразрешающей количественной интерпретации. Предметные исследования карбонатных, обломочных и нетрадиционных залежей показывают, что применение методов количественной интерпретации, таких как сейсмический высокоразрешающий частотный анализ и анализ фазовых атрибутов, позволяет распознать и разрешить количественную оценку свойств горных пород и флюидов в таких сейсмически тонких слоях. Восстановление диапазона частот с использованием технологии высокоразрешающей обработки сейсмических данных может значительно улучшить способность распознавания таких геологических деталей, как тонкие слои, разломы и карстовые пещеры. Технология многомасштабного обнаружения разломов может эффективно выявлять мелкие разломы наряду с более легко распознаваемыми крупномасштабными разрывами. Технология высокоразрешающего спектрального разложения и фазового разложения, основанная на традиционной информации о сейсмической амплитуде, расширяет сейсмический атрибутный анализ до размера частоты и фазы, чем расширяет содержание интерпретируемой геологической информации о сейсмических данных, включая геологические характеристики и потенциал углеводородов, и тем самым повышает надежность сейсмической интерпретации. Эти технологии, основанные на методах количественной интерпретации с высоким разрешением, позволяют более эффективно и точно обнаруживать продуктивные коллекторы.

345-366 214
Аннотация

Целью представленного исследования являлся анализ геофлюидодинамической концепции нефтегазообразования. В ходе работы были использованы авторские данные о строении, составе и мощностях разновозрастных нефтегазоносных комплексов Сибирской платформы (Россия). Нефтегазоносные комплексы, выделение которых является результатом комплексирования геологических, геохимических и геофизических исследований, проводимых при нефтегазогеологическом районировании и эксплуатационных работах, представлены в качестве вещественного выражения геофлюидодинамических систем. Любая геофлюидодинамическая система включает очаги генерации углеводородов, пути миграции нефти и газа, типы резервуаров и ловушек, литологический состав пород-коллекторов и флюидоупоров, а также контролируется благоприятным сочетанием их появления в геологическом времени и пространстве. Ординарная флюидодинамическая система представляет углеводородные растворы, созданные очагами генерации нефти и газа, которые являются примером банальной дефлюидизации нефтегазоматеринских пород осадочного бассейна. Данная работа позволила впервые выделить элементы разновозрастных геофлюидодинамических систем, представить их вещественное выражение в виде разновозрастных нефтегазоносных комплексов, проанализировать состав углеводородов на примере отдельных месторождений разных нефтегазоносных областей. Кроме того, в ходе исследования были рассмотрены возможные очаги генерации углеводородных флюидов и пути их миграции. Нефти месторождений разного возраста нефтегазоносных провинций Сибирской платформы отличаются разным составом и плотностью. В то же время, согласно многочисленным имеющимся данным, они относятся к единому генетическому типу, для которого характерно преобладание метановых углеводородов.

367-379 192
Аннотация

Геологический разрез Восточной и Западной Сибири (Россия) является крайне сложным объектом для изучения сейсморазведкой. Исследования, представленные в данной работе, были направлены на изучение петрофизической взаимосвязи между удельным электрическим сопротивлением и скоростью продольной волны как основы для прогнозирования скоростной модели верхней части разреза на базе данных нестационарных электромагнитных зондирований. Путем численного моделирования петрофизических зависимостей были рассчитаны кривые зависимости удельного электрического сопротивления от скорости продольной волны. Полученные результаты математического моделирования и полевых экспериментов подтверждают эффективность предложенной методики, позволяющей повысить точность восстановления геологической модели и достоверность прогноза. На основе полученных зависимостей были сделаны выводы о том, в каких геологических условиях возможен уверенный переход от геоэлектрических характеристик разреза к скоростным. Показано, что с применением предложенной технологии возможно надежное восстановление скоростной модели верхней части разреза. Использование разработанной методики позволяет при минимальных затратах повысить качество обработки данных сейсморазведки и увеличить точность картирования границ геологического разреза исходя из характера решаемой задачи.

380-391 182
Аннотация

Целью представленного исследования являлось изучение и анализ экологического состояния малых водотоков и водоемов юго-западной части Алтайского края (Россия), которые ранее подвергались радиационному воздействию в результате ядерных испытаний, проходивших на Семипалатинском полигоне. В ходе работы авторами получены результаты исследований содержания искусственных и естественных радионуклидов в донных отложениях рассматриваемых водных объектов. Отбор образцов донных отложений и их аналитические исследования были выполнены в 2020–2022 гг. При отборе проб проведены замеры мощности дозы гамма-излучения донных отложений. После их подготовки (высушивания, измельчения) выполнены измерения плотности потока альфа – и бета-частиц от поверхности. Лабораторные исследования образцов осуществлены с использованием высокочувствительного аналитического оборудования: гамма-спектрометра ORTEC GEM25P4-70, альфа-спектрометра Alpha Analyst A1200-32AM CANBERRA, бета-спектрометра TRI-CARB 3110TR PerkinElmer. В донных отложениях определены активности естественных (калия-40, тория-232, радия-226) и искусственных (америция-241, плутония- 239+240, цезия-137 и стронция-90) радионуклидов. В результате исследований установлено, что радиационные параметры донных отложений водных объектов юго-западной части Алтайского края не превышают нормативного уровня, остатки следов ядерных испытаний, проходивших на испытательном полигоне, в исследуемых водных объектах в настоящее время не обнаружены.

Геоэкология 

392-407 215
Аннотация

Целью данного исследования являлась геоэкологическая оценка влияния изливающихся подземных вод из геотермальных скважин через энергетически насыщенный теплоноситель с его минеральной составляющей на природные и природно-хозяйственные компоненты и в целом структуру всего вмещающего ландшафта на примере скважины 11-Т Гунюшки Чеченской Республики (Россия). Воздействие изливающихся минерализованных вод из геотермальных скважин на природные и природно-хозяйственные компоненты и в общем на структуру всего вмещающего ландшафта является серьезной экологической проблемой всех нефтегазоносных регионов России. Последствия многолетнего излива термальной воды из рассматриваемой скважины проявились в виде трансформации ландшафтов и угнетения растительного покрова, а в месте сброса неочищенных вод от кустарных бальнеологических объектов (ванн, душей) привели к формированию устойчивого очага загрязнения вплоть до коренной перестройки растительных сообществ. В основу проведенной работы были положены полевые данные, полученные коллективом авторов по ландшафтному картографированию. Результаты дешифрирования космических снимков высокого разрешения иллюстрируют динамику изменений ландшафтов под воздействием термальных вод. Авторами были взяты пробы почв и вод, проведены опросы местных жителей, позволившие скорректировать масштабы и возможности использования этих вод. В результате исследования построены физико-географический профиль, ландшафтная карта ареала воздействия геотермальной скважины, карта-схема геоэкологического зонирования исследуемой территории, выделены основные типы ландшафтов, наиболее сильно испытавших трансформацию при наложении нескольких факторов антропогенного происхождения (условий увлажнения и воздействия на почвенно-растительный покров). Проведенное исследование показало, что в результате антропогенного воздействия из сельскохозяйственного оборота изъято более 120 га плодородных земель. Анализ карты-схемы геоэкологичского зонирования свидетельствует о том, что 79 % территории находится в зоне косвенного слабого, 7,14 % – в зоне косвенного сильного, а 13,5 % – в зоне прямого сильного уровня экологической напряженности. В последней должны проводиться рекультивационные мероприятия по восстановлению ландшафтов, так как здесь идет процесс опустынивания. На основе проведенных химических анализов воды авторами даны рекомендации по дальнейшему использованию термальных вод в хозяйстве Грозненского района. 

Гидрогеология и инженерная геология 

408-423 173
Аннотация

Цель представленного исследования состояла в изучении особенностей влияния полярно ориентированных склонов на приповерхностный энергетический и гидротермический баланс в области сезонной криолитозоны. Авторами был проведен комплекс полевых исследований, включающий наблюдения за температурой воздуха и подстилающей поверхности, влажностью грунтов, солнечной радиацией и скоростью ветра на гидрологических станциях Сунлин (южный склон) и Логухэ (северный склон) в северо-восточной части горной системы Дасинъаньлин (Китай). Анализ полученных материалов позволил установить, что, с одной стороны, долгосрочное влияние составляющих теплового баланса приводит к значительным отличиям структуры грунта и его свойств на разноориентированных склонах. Количество суточных циклов промерзания – оттаивания почвы на южном склоне (100 циклов) значительно превышает их на северном (56 циклов). Почва на южном склоне теплее, чем на северном на 3 °C, а ее влажность в районе станции Сунлин ниже, чем на станции Логухэ. С другой стороны, различия свойств почвы контролируют энергообмен между атмосферой и поверхностью земли, в результате чего поступающая солнечная коротковолновая радиация и тепловой поток в почву на южном склоне больше, чем на северном. Таким образом, ориентация склонов является одним из существенных экологических факторов, влияющих на поступление солнечной энергии, температуру и влажность грунтов северо-восточной части гор Дасинъаньлин, а также играет решающую роль в пространственном распределении и эволюции сезонной мерзлоты в регионе и, соответственно, влияет на устойчивость и безопасность инженерных сооружений. Выполненное исследование имеет важное значение для понимания взаимосвязи климата и мерзлоты в горных районах сезонной криолитозоны и оптимизации граничных условий при моделировании процессов промерзания – протаивания горных пород.

Разведка и разработка месторождений полезных ископаемых 

424-435 168
Аннотация

Целью представленного исследования стало повышение эффективности ведения работ по направленному бурению с применением отклонителей непрерывного действия в сложных горно-геологических условиях. В ходе исследования были описаны горно-геологические условия, в которых происходит снижение эффективности работы отклонителей непрерывного действия, а также причины, по которым данное снижение наблюдается. Можно отметить, что значительные проблемы возникают при использовании отклонителей непрерывного действия фрезерующего типа для забуривания дополнительных стволов скважин в твердых горных породах с искусственных забоев из цементных смесей и искривлении скважин в интервалах ослабленных горных пород естественного забоя. В этом случае наблюдается снижение точности искривления вследствие препятствующей набору кривизны повышенной скорости углубки, которую сложно регулировать параметрами режима бурения. Другой проблемой, вызывающей снижение точности искривления скважин при использовании отклонителей фрезерующего типа в породах, имеющих высокую твердость, является отклонение плоскости набора кривизны вследствие возникающего при фрезеровании стенки скважины дезориентирующего усилия. В исследовании кратко представлены существующие технологии и технические средства, применение которых направлено на повышение работы отклонителей в сложных горно-геологических условиях, в том числе за счет использования долот со специальной конструкцией. Автор предложил и запатентовал серию новых технических средств (к коим относятся долота) и технологических решений, позволяющих эффективно бороться с падением результативности работы отклонителей непрерывного действия при искривлении скважины в горных породах, имеющих высокую твердость, при этом в разработанных средствах были учтены недостатки уже существующих технических средств.

Обогащение и переработка полезных ископаемых 

436-445 188
Аннотация

Целью представленного исследования стало изучение возможности получения дополнительного угольного продукта и железосодержащего концентрата из шламов угольного гидроотвала. В ходе проведения исследования был изучен вещественный состав исходных шламов и проведены технологические испытания. Изучение вещественного состава было выполнено при помощи химического, гранулометрического, минералогического анализов, технологические испытания проведены по гравитационно-магнитной схеме обогащения. В качестве основного обогатительного оборудования использован винтовой сепаратор. Доводочная операция выполнена методом мокрой магнитной сепарации. В результате изучения вещественного состава было установлено, что исходные шламы гидроотвала представлены углями: на 44,7 % каменным углем и на 43,32 % бурым. Основная масса каменного угля распределяется в диапазоне крупности -2+0,25 мм и составляет 51,15 %, бурого угля – в диапазоне крупности -2+0,25 мм в количестве 13,32 %. В основной своей массе материал представлен крупностью менее 0,25 мм с повышенным содержанием зольности в нем. В ходе проведения технологических испытаний получен угольный концентрат с зольностью 14,4 %. Данный продукт соответствует марке ДШ (длиннопламенный штыб). Железосодержащий концентрат с массовой долей железа 64,7 % является пригодным для применения в металлургической промышленности или может быть использован в тяжелосредной сепарации для обогащения угля. Проведенное исследование иллюстрирует возможность получения качественного вторичного сырья без дополнительных затрат на добычу по экологически чистой технологии.

446-457 167
Аннотация

Целью исследования являлась возможность получения ликвидных продуктов обогащения (железосодержащего и угольного концентратов) из материала лежалых хвостов углеобогащения. Изучение вещественного состава исходных лежалых хвостов выполнено при помощи минералогического, гранулометрического и химического анализов. Технологические испытания осуществлены по гравитационно-магнитной схеме обогащения. В качестве основного обогатительного оборудования был выбран винтовой сепаратор. Доводочная операция проведена при помощи мокрой магнитной сепарации. В результате получен черновой гравитационный концентрат с массовой долей общего железа 25,3 %. Выход продукта составил 29,62 % с извлечением в него ценного компонента в размере 53,15 %. Выход полученного углесодержащего концентрата был равен 70,38 %, его зольность составила 31,7 %. В результате проведения доводочной операции на первичном гравитационном концентрате при помощи метода мокрой магнитной сепарации был получен железосодержащий концентрат. Выход продукта составил 0,44 % с извлечением в него ценного компонента в размере 1,97 %. Массовая доля общего железа составила 63,29 %. Таким образом, в статье показана потенциальная возможность вовлечения в переработку лежалых хвостов углеобогащения с получением товарной продукции, а именно железосодержащего концентрата и вторичного топлива – угольного концентрата, по экологически чистой технологии при низких энергозатратах и без дополнительных затрат на добычу.

458-468 187
Аннотация

Цель представленного исследования заключалась в сборе данных и анализе современных тенденций развития гравитационных технологий и оборудования для обогащения угольных шламов. В ходе работы было проведено обобщение научно-технической информации, а также ее анализ. В результате отмечено, что в последние годы предприняты попытки обогащения угольных шламов преимущественно гравитационными методами. Каждый из этих методов включает ряд процессов, основанных на общих физических и физико-химических свойствах, по которым производится разделение материала, а также на отличающихся друг от друга использованием дополнительных разделяющихся силах и соответствующих конструкциях машин и аппаратов. К данным аппаратам относятся тяжелосредные циклоны, винтовые сепараторы, гидросайзеры, концентрационные столы и отсадочные машины. Автором рассмотрены принципы работы перечисленного гравитационного оборудования, а также показаны преимущества и недостатки каждого из этих аппаратов. Приведенные данные свидетельствуют о том, что применяемому в настоящее время оборудованию для обогащения угольного шлама характерны удовлетворительные показатели средневероятного отклонения. Для выявления рациональной топологии схем обогащения конкретного объекта выбирается наиболее оптимальный вид гравитационного оборудования, а также их сочетание в зависимости от характеристики вещественного состава. Анализ данных показал, что наиболее перспективным, высокоэффективным, результативным, экологически чистым и ресурсосберегающим гравитационным методом обогащения является винтовая сепарация.

469-480 156
Аннотация

Целью работы являлся анализ современного состояния проблемы технологии обогащения угольных шламов углеобогатительных фабрик, сравнение результатов переработки шламов угольных гидроотвалов на различных видах обогатительного оборудования, а также определение рекомендаций по применению метода винтовой сепарации при обогащении угольных шламов. К основным методам проведенного исследования можно отнести обобщение и анализ научно-технической информации, изучение результатов технологических испытаний по винтовой сепарации. Проблема обогащения шламов актуальна в связи с увеличением содержания тонких классов в добываемых углях и, следовательно, в угольных шламах. В реальности большинство шламов представляет собой топливо для энергетики. В результате работы проведен анализ экспериментальной части исследований, установлена эффективность разделения угля от породной фракции с использованием технологии винтовой сепарации угольных шламов. Определена необходимость предварительной классификации исходного материала перед винтовой сепарацией. Выявлено, что винтовые шламовые сепараторы по сравнению с винтовыми минеральными сепараторами имеют ряд технологических преимуществ, обусловленных более широким диапазоном крупности обогащаемого материала. Анализ выполненных испытаний позволил установить перспективность применения технологии винтовой сепарации при переработке угольных шламов. Авторами даны рекомендации по использованию винтовых аппаратов ООО «Научно-производственная компания “Спирит”» для обогащения шламовых продуктов (текущие хвосты, шламовый продукт гидроотвала) производственного участка «Обогатительная фабрика» филиала «Разрез “Черемховуголь”» ООО «Компания “Востсибуголь”».



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2686-9993 (Print)
ISSN 2686-7931 (Online)