Preview

Науки о Земле и недропользование

Расширенный поиск
Том 42, № 1 (2019)
Скачать выпуск PDF

Геология, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых 

7-14 47
Аннотация
Оценка перспектив нефтегазоносности древних платформ значительно затрудняется без определения закономерностей распределения углеводородов на территориях с широким развитием базальтовых комплексов. Достаточно остро эта проблема стоит перед исследователями Сибирской платформы, которая в последние десятилетия стала новой нефтегазодобывающей базой России. Длительное время, предшествующее массовому внедрению трапповой магмы, платформа испытывала интенсивное прогибание, которое компенсировалось осадконакоплением с образованием большого количества залежей углеводородов в нижних горизонтах осадочного чехла. Степень влияния траппового магматизма, столь широко проявленного в пределах Сибиркой платформы, на онтогенез месторождений нефти и газа стало целью настоящих исследований: выявление зависимости между мощностями осинского продуктивного горизонта и пластовых интрузий долеритов, зависимости фазового состояния залежей и температурного градиента на отдельных месторождениях юга Сибиркой платформы. В ходе исследования были использованы методы корреляции литолого-стратиграфических разрезов крупнейших месторождений углеводородов: Верхнечонкого, Ярактинского, Ковыктинкого, Среднеботуобинского и других, выполнено графическое изображение информации с помощью диаграмм. На основе анализа данных, полученных по результатам глубокого бурения на известных месторождениях юга Сибиркой платформы, построены линейные графики зависимости между мощностями продуктивного осинского горизонта, соленосного флюидоупора усолькой свиты и пластовых интрузий долеритов Усолького силла, а также зависимости фазового состояния залежей и температуры генерации флюида из расчета возможной глубины образования месторождения. Между мощностями флюидоупора и пластовыми интрузиями долеритов просматривается прямая зависимость, то есть горизонт сохраняется в том случае, если мощность флюидоупора увеличивается по мере возрастания мощности пласта долеритов. При более высоких температурах образуются газоконденсатные залежи.
15-26 16
Аннотация
В западной части Сибирской платформы (Лено-Тунгусской нефтегазоносной провинции) сосредоточены крупные по величине начальные прогнозные ресурсы и запасы углеводородного сырья, но основная разведанная доля приходится на Байкитскую и Катангскую антеклизы. Севернее этих территорий расположена слабоизученная геолого-геофизическими методами территория Курейской синеклизы. Прогноз и поиски нефти и газа на обширных малоизученных территориях опережающими геохимическими методами в комплексе с традиционными геолого-геофизическими остается актуальной задачей геологоразведочных работ. Оценка перспектив нефтегазоносности проведена путем комплексирования геолого-геофизических и геохимических методов. Это методы тектонического прогноза погребенных поднятий и оценка их нефтегазоносности опережающими гидрогазогеохимическими методами (геохимические методы разведки, предназначенные для обнаружения присутствия углеводородов в приповерхностных водах и придонных слоях). На территории центральной части Курейской синеклизы погребенные поднятия рассматриваются как потенциальные ловушки для углеводородов, которые аккумулируют нефть и газ, поступающий из отложений рифея и палеозоя. Анализ гидрогазогеохимических проб, отобранных над погребенными поднятиями, свидетельствует, что в бассейне р. Виви осуществляется скрытая разгрузка преимущественно хлоридно-кальциевых (натриево-кальциевых) подземных рассолов. Очаги и зоны разгрузки флюидов приурочены к разрывным нарушениям. В составе проб природных вод и газов обнаружены следующие нефтегазопоисковые показатели: водорастворенные ароматические углеводороды, тяжелые углеводороды, которые могут указывать на возможное углеводородное насыщение. Полученные результаты согласуются с известными представлениями о широком развитии в центральной части Тунгусского артезианского бассейна восходящей разгрузки высокометаморфизованных хлоридно-кальциевых рассолов. Разгрузка на дне рек является кратчайшим и наиболее легким путем выхода глубинных вод, поэтому русла крупных рек считаются дренами для поступающих снизу глубинных вод. Особенно интенсивный подток наблюдается вдоль крупных р. Нижняя и Подкаменная Тунгуска, Таймура, Тутончана, Кочечум, Ейка и т. д. Практически всегда поверхностные аномалии контролируются зонами разломов и могут нести информацию о наличии нефтегазовых углеводородных скоплений в осадочном чехле.

ГИДРОГЕОЛОГИЯ И ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 

27-40 16
Аннотация
Цель данной статьи заключается в определении подземного стока и выявлении основных особенностей его формирования и распределения по территории центральной части Восточного Саяна. Определение подземного стока рек исследуемой территории, имеющих временные ряды наблюдений за речным стоком, проводилось методом генетического расчленения гидрографов рек с учетом изъятия части стока на наледообразование. Для неизученных рек подземный сток определялся методом переходных коэффициентов по единичным расходам воды, полученным при проведении гидрометрической съемки зимней межени. Основные особенности формирования и распределения подземного стока выявлены в ходе корреляционного анализа величин подземного стока с основными стокоформирующими признаками. В результате впервые для большой труднодоступной территории был оценен подземный сток, рассмотрены особенности его формирования и пространственного распределения. На исследуемой территории модуль подземного стока изменяется в широких пределах от 0,5 до 25 л/(с∙км2) и имеет свои особенности. На одних участках - в бассейнах р. Кирей и Ярма - происходит увеличение модуля стока с высотой местности, на других - в смежном бассейне р. Ока - модуль стока уменьшается, на третьих - в бассейне р. Большая Белая - эта связь выражена не столь ярко. Также не проявляется связь величины подземного стока с площадью водосбора, так как высокая расчлененность рельефа центральной части Восточного Саяна приводит к тому, что размеры площади водосбора не всегда являются показателем глубины эрозионного вреза русла. Особенности формирования и распределения подземного стока исследуемой территории обусловлены ландшафтно-климатическими условиями, в первую очередь распределением атмосферных осадков, и гидрогеологическими условиями конкретных водосборов, определяющихся геолого-структурными особенностями и характером развития многолетнемерзлых пород на разных участках исследуемой территории.
41-54 20
Аннотация
В статье предлагается рассмотреть сравнение прямого и расчетного методов определения прочности на примере крупнообломочных грунтов, характерных для южных и центральных районов Непско-Ботуобинской антеклизы, с территорией которой связана активная разработка нефтегазоконденсатных месторождений. В данной работе приведены основные методы определения прочности крупнообломочных грунтов и факторы, определяющие характеристики прочности. Для оценки прочности крупнообломочного грунта использовались прямой - метод прямого сдвига (одноплоскостной срез) по ГОСТ 20276-2012 «Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости» - и расчетный метод - «Методика оценки прочности и сжимаемости крупнообломочных грунтов с пылеватым и глинистым заполнителем и пылеватых и глинистых грунтов с крупнообломочными включениями», разработанная Дальневосточным научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом по строительству (ДальНИИС). Испытания проводились для двух разновидностей элювиально-делювиального грунта: проба А - щебенистый грунт, проба B - щебенистый суглинок. В результате для типовых элювиально-делювиальных грунтов, распространенных в рассматриваемом регионе, прямым и расчетным методами получены показатели сцепления и угла внутреннего трения. Проведено сравнение полученных результатов. Для щебенистых грунтов расхождение значений сцепления и угла внутреннего трения, полученных прямым и расчетным методами, существеннее, чем для щебенистых суглинков. Приведены данные исследований характеристик прецизионности метода плоского (прямого) среза. Значение сцепления и угла внутреннего трения, вычисленные по результатам прямого метода, соответствуют теоретическим представлениям о природе прочности грунта. Расхождения результатов прямого и расчетного методов определения прочности сопоставимы с характеристиками воспроизводимости прямого метода. Методика оценки прочности и сжимаемости крупнообломочных грунтов с пылеватым и глинистым заполнителем, разработанная ДальНИИС, на данный момент является основной в нашей стране для получения параметров прочности, которые используются для окончательных расчетов прочности массивов крупнообломочных грунтов оснований зданий и сооружений II и III классов.

ТЕХНОЛОГИИ РАЗВЕДКИ И РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 

55-63 21
Аннотация
Цель данного исследования заключалась в разработке методики определения экономически целесообразной границы применения бульдозерного способа вскрышных работ для различных горнотехнических условий. В настоящее время горнотехнические условия вовлекаемых в эксплуатацию россыпей постепенно ухудшаются, постоянно увеличивается глубина вскрышных работ. Все чаще при удалении торфов применяют комбинированный способ вскрышных работ с выемкой верхней части бульдозерами, а нижней - экскаваторами. При этом вертикальная граница между этими способами часто устанавливается без достаточного обоснования. Определение рационального соотношения объемов работ, выполняемых бульдозерами и экскаваторами, позволит решить задачу снижения затрат при производстве вскрышных работ на глубоких россыпных месторождениях. В настоящей статье представлена методика экономического обоснования глубины вскрышных работ, осуществляемых бульдозером, с учетом себестоимости выемочных работ, выполняемых разным оборудованием. Использован графоаналитический метод исследования. Разработаны номограммы для определения себестоимости вскрышных работ для бульдозера и экскаватора в зависимости от параметров россыпи и рельефа прилегающей поверхности, которые позволяют оперативно устанавливать экономически целесообразную границу применения бульдозерного способа вскрышных работ. Предложенная методика позволяет также обоснованно распределять объемы торфов, складируемых на разных бортах выработки. Таким образом, применение данной методики позволяет снизить расходы на производство вскрышных работ при разработке глубоких россыпей, когда используется комбинированный способ вскрышных работ с выемкой верхней части бульдозерами, а нижней - экскаваторами.
64-77 33
Аннотация
Цель данной статьи - исследовать параметры режима бурения скважин с очисткой забоя саморазрушающейся пеной по замкнутому циркуляционному циклу. В ходе работы сделан обзор и проведен анализ основных технико-экономических показателей бурения при использовании пены в качестве очистного агента в различных геологических условиях. Методика выбора твердосплавного колонкового породоразрушающего инструмента и режимных параметров его отработки при промывке забоя пеной такая же, как и при бурении на буровом растворе. В качестве определяющего показателя процесса бурения используется необходимость достижения максимальной механической скорости для конкретных горно-геологических условий. В результате обоснованы параметры режимов бурения для бескернового, твердосплавного и алмазного способов бурения пеной и произведена компоновка бурового оборудования. Разработаны рекомендации по эффективной и рациональной эксплуатации технологии и технических средств бурения с пеной, и показано их отличие от бурения скважин на промывочной жидкости. Приведены технологические ситуации, возможные осложнения и особенности бурения с пеной в осложненных условиях. Рекомендованы для различных условий бурения с пеной меры предупреждения возникновения аварий. Обосновано количество повторных циклов использования первоначально приготовленного раствора композита саморазрушающейся пены заданной концентрации. Применение саморазрушающейся пены при бурении скважин по рекомендованной технологии значительно увеличивает проходку на долото, механическую скорость бурения, способствует предупреждению ряда осложнение в процессе строительства скважин и снижает стоимость каждого метра бурения. При этом не происходит загрязнение устья скважины, что улучшает экологическую обстановку процесса бурения.
78-85 15
Аннотация
Цель данной статьи - анализ результатов проведенных аналитических и экспериментальных исследований процесса бурения изотропной горной породы алмазным породоразрушающим инструментом для представления в виде графических зависимостей взаимосвязи между основными параметрами процесса алмазного бурения и прочностными характеристиками твердых горных пород. В качестве исходного материала для работы приняты во внимание гипотезы, подкрепленные аналитическими расчетами и многочисленными экспериментальными исследованиями по разбуриванию в стендовых условиях кафедры нефтегазового дела Иркутского национального исследовательского технического университета блоков горных пород различной твердости алмазным породоразрушающим инструментом. Результаты исследований обработаны при помощи пакета MS Office Excel и представлены в виде графических зависимостей. В результате построены и проанализированы графические зависимости, позволяющие наглядно оценить взаимосвязи между основными техническими (диаметр породоразрушающего инструмента, число одновременно работающих резцов), технологическими (усилие резания-скалывания, осевая нагрузка, механическая скорость бурения, тип очистного агента и др.) параметрами процесса бурения и основными прочностными характеристиками (разрушающее напряжение, общий коэффициент сопротивления) твердых изотропных горных пород. Экспериментально доказана эффективность применения очистного агента, содержащего поверхностно-активные вещества, при бурении твердых горных пород алмазным инструментом. Проведенный анализ позволяет расширить имеющиеся представления о деформационных процессах, происходящих при бурении изотропных горных пород алмазным породоразрушающим инструментом. На основании представленных результатов могут быть составлены рекомендации по повышению эффективности алмазного бурения твердых пород. Результаты работы могут быть полезны для производственных геологоразведочных организаций, а также применены в учебном процессе.
86-92 13
Аннотация
Цель данной статьи - обратить особое внимание на величину давления разрыва обсадной колонны при бурении на нефть и газ на шельфе и море. При бурении в акватории эти колонны испытывают дополнительные нагрузки по сравнению с бурением на суше. Без учета особенностей бурения на море возможны осложнения и даже аварии. Ремонт же обсадных колонн при подводном устье скважины с привлечением нескольких вспомогательных судов и ремонтного оборудования очень сложен и требует огромных затрат. Сложность ремонтных работ на Севере и Дальнем Востоке Российской Федерации усугубляется суровыми и в большую часть года ледовыми условиями. Информации по этому вопросу в отечественной литературе практически нет. Автором проведен уточненный аналитический расчет давления разрыва обсадной колонны при подводном расположении устья скважины. Предлагается для определения давления разрыва обсадных колонн вносить поправки на глубину шельфа (моря) и высоту стола ротора над средним уровнем поверхности шельфа (моря). Особенно это важно при бурении на больших глубинах моря, где давление морской воды значительно возрастает. В статье приведена выведенная эмпирическая формула определения величины падения в штуцерной линии при включении штуцера в работу. Зная гидравлические потери в штуцерной линии, можно откорректировать затрубное давление в обсадной колонне на величину падения давления. Уточненный расчет давления разрыва обсадной колонны при бурении на шельфе (море) аналитическим способом является важной задачей, так как дает действительное его значение, что поможет предотвратить возможные осложнения и аварии.
93-103 22
Аннотация
Целью данной статьи является установление объема дисперсной фазы растворов полимера и определение степени их подчинения степенному закону течения жидкостей, а также определение реологической модели течения бурового раствора для вычисления потерь давления при движении жидкости в элементах циркуляционной системы. Водорастворимые полимеры широко применяются как в составе буровых растворов, так и самостоятельно в качестве промывочных жидкостей при бурении скважин. Несмотря на широту применения полимеров, в бурении мало внимания уделяется объему дисперсной фазы, получающемуся в результате растворения полимера в воде. Причем особый интерес вызывают так называемые в теории растворов полимеров и мало упоминаемые в бурении разбавленные растворы, в которых количество макромолекулярных клубков полимера таково, что они не взаимодействуют между собой при течении жидкости. Вискозиметрическим методом определялись молекулярная масса и характеристическая вязкость каждого раствора, использовавшиеся при установлении объема дисперсной фазы. Определение параметров реологического степенного закона осуществлялось путем применения ротаметрической вискозиметрии. В результате установлено, что приготовленные для изучения растворы рассматриваемых полимеров относятся к разбавленным, и на примере одного из них показана возможность определения относительного объема макромолекулярных клубков полимера с иммобилизованным растворителем (водой). Показано, что изменение указанного объема вызывает изменение параметров реологического степенного закона течения исследуемых растворов. Предложенная методика определения относительного объема дисперсной фазы буровых растворов на основе разбавленных растворов полимеров позволяет регулировать реологические свойства промывочных жидкостей и устанавливать параметры реологического степенного закона течения псевдопластических жидкостей.

ГИПОТЕЗЫ, СООБЩЕНИЯ, ДИСКУССИЯ 

104-111 29
Аннотация
Статья посвящена теме организации автоматизированной разработки месторождений полезных ископаемых. В настоящее время многие зарубежные компании на рынке горных машин предлагают оборудование, позволяющее полностью автоматизировать процессы транспортировки, бурения, выемки полезного ископаемого и другие виды работ. Системы включают в себя установленные на машины датчики, контроллеры, навигационное и другое оборудование, позволяющее управлять ими. При четком представлении необходимости и востребованности горно-шахтной промышленности в высокотехнологичном оборудовании можно увидеть все предпосылки для создания современного самоходного горно-шахтного оборудования, в котором будут использованы новые технологии компоновки узлов и агрегатов с дополнительным оснащением приборами учета рабочих и технологических параметров работы оборудования. Наряду с дистанционным управлением, способствующим повышению безопасности производства горных работ, конструкцией машин должен быть предусмотрен ряд дополнительных функций, все разработки направлены на создание условий труда - безопасных и удобных, без снижения качества выполнения рабочих операций и общей производительности. В статье рассмотрены принципы создания высокотехнологичной продукции, предназначенной для повышения эффективности и безопасности проведения подземных горных работ при добыче урановых руд в сложных горнотехнических и горно-геологических условиях урановых месторождений. Проведены исследования возможных решений проблемы с учетом мирового опыта применения инновационных способов организации безопасного извлечения полезных ископаемых. Представлен план поэтапного решения вопросов организации производства, обозначены планируемые виды работ по созданию высокотехнологичного производства и внедрению высокой технологии. Основным результатом выполняемых исследований должны стать работы по созданию комплекса самоходного горно-шахтного оборудования, включающего самоходные бурильные установки для бурения шпуров, погрузочно-доставочные машины с дистанционным управлением, обеспечивающие повышение производительности и безопасности проведения подземных горных работ при добыче урановых руд в сложных горнотехнических и горно-геологических условиях урановых месторождений.


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