Особенности геологического строения и физические свойства горных пород

Отчет

По производственной практике

Исполнитель: студент III курса з/о

Смирнов Дмитрий Степанович

Руководитель от ПГНИУ:

Профессор Спасский Б.А.

Руководитель от организации:

Новоселов А.Б.

Пермь, 2015

Введение

Производственная практика была пройдена в ОАО «Газпром георесурс» в период с 28.04.2014 г. по 11.05.2014 г. и с 09.06.2014 г. по 20.07.2014 г. в геофизической партии.

Организация расположена по адресу: ПФ «Костромагазгеофизика» ООО "Газпром георесурс" гор. Кострома, пос. Фанерник.

Геофизическая партия насчитывает более 100 человек. Координирование работ осуществляется под руководством главного геофизика Квасниковой Валерии Игоревны.

Руководителем практики назначен Новосёлов Алексей Борисович.

Принят на должность рабочего по ГФО.

Особенности геологического строения и физические свойства горных пород

Геологическая цель геофизических работ

Сейсморазведка предназначена для решения широкого круга инженерно-геологических, гидрогеологических и специальных задач и объединяет группу методов разведочной геофизики, основанных на выявлении особенностей распространения упругих волн для изучения геологического строения и физико-механических свойств грунтов [1].

Задачи:

Бурноразвивающийся технический прогресс требует все большего объема энергоносителей. Между тем, имеющиеся большие и относительно неглубоко залегающие месторождения понемногу истощаются, а поиск и разработка новых нефтегазовых структур существенно сложнее по глубине, поверхностным условиям, геологическому строению.

Важную роль при решении данных усложняющихся проблем играет сейсморазведка. Сейсморазведочные работы проводятся при разведке и разработке нефтегазовых месторождений в несколько этапов [2].

На первом этапе выполняются региональные комплексные геологоразведочные работы с целью изучения строения земной коры и формирования перспективных зон для дальнейшего поиска нефтегазовых месторождений. В России данные работы были практически прекращены в начале перестройки и возобновлены примерно 7-8 лет назад. Заказчиком работ выступает государство, большую роль в их научном обосновании играют научно-исследовательские институты геолого-геофизической направленности (СНИИ-ГИМС, ВНИГНИ, ВНИИГеофизика и др.), а практическая реализация осуществляется производственными компаниями по различным видам геологоразведки (гравики, магниторазведки, геохимии, сейсмики, электроразведки, аэрокосмосъемки). Проводимые сейсмические работы на этом этапе характеризуются большой удаленностью участков выполнения работ от коммуникаций, большой протяженностью района исследований (несколько сот километров), поэтому структура построения сейсморазведочных партий и затраты на выполнение работ существенно отличаются от подобных работ на других этапах. Результаты работ существенно влияют на начальную стоимость участков, выставляемых в дальнейшем на аукционы на право пользования участками недр с целью изучения геологического строения, разведки и добычи углеводородного сырья.

На втором этапе выполняются поисковые сейсмические исследования 2D, по результатам которых выдаются рекомендации на бурение поисковых скважин. Как правило, эти работы проводятся на распределенном фонде недр по заказу недропользователей. На данном этапе существенно увеличивается плотность проводимых сейсмических исследований на 1 кв. км лицензионного участка. Нередко крупные нефтяные компании объединяют работы второго этапа с третьим и сразу проводят детальные сейсмические работы 3D. С другой стороны, ряд небольших инвестиционных компаний-недропользователей, в связи с большой их зависимостью от существующих на рынке цен на нефть, годами оттягивают выполнение условий лицензионных соглашений.

На третьем этапе проводятся детальные сейсморазведочные работы 3D, результаты которых используются для детализации контуров месторождения и проектирования разработки, уточняются запасы. Недооценка необходимости проведения детальных сейсморазведочных работ в достаточном объеме на этом этапе может повлечь за собой серьезные экономические ошибки при планировании разработки месторождений.

В последнее время нефтяные компании все больше осознают необходимость проведения высокоразрешающей сейсмики для планирования разработки месторождений. Это проявляется:

- в создании подразделений (научно-информационных центров) внутри нефтегазовых компаний, включающих специалистов сейсморазведчиков, которые являются непосредственными и квалифицированными кураторами сейсмических работ;

- в существенном повышении кратности и разрешенности сейсмических проектов;

- в повышении требований к соблюдению технологии и качества выполнения работ.

На четвертом этапе могут быть проведены дополнительные работы по высокоразрешающей сейсморазведке с целью уточнения трудноизвлекаемых запасов.

На пятом этапе проводятся сейсморазведочные работы 4D для контроля разработки месторождения. К сожалению, в России эти работы не нашли широкого применения, что связано как с особенностью геологического строения большинства российских месторождений, так и с достаточно неоднозначным пониманием ожидаемых результатов. В то же время данные работы показали в мире высокую эффективность при изучении трещиноватости после проведения ГРП и контроля за ГНК при разработке нефтегазовых месторождений.

Как показано выше, проведение сейсморазведочных работ в процессе разведки, поиска и разработки нефтегазовых месторождений является очень актуальным в настоящее время. Экономия на геологоразведочных работах может привести к неправильной оценке строения залежи, формированию неоптимальной схемы разработки и, как следствие, к большим экономическим потерям в дальнейшем.

Очень важно проводить качественную геологоразведку на всех этапах, т.к. это может значительно снизить издержки на разработку месторождений в дальнейшем.

Снижение издержек возможно также за счет комплексного подхода, если все виды геологоразведочных мероприятий осуществляет одна компания. В этом случае есть возможность обеспечить ритмичный и эффективный режим работы, который позволяет заказчику весьма значительно сэкономить средства, вкладываемые в геологоразведку.

Информация о геологическом строении разреза

Строение рельефа, характер и условия залегания горных пород на ней неоднородны. На Сибирской платформе развиты плоскогорья, пластовые плато и равнины, и только на южной ее окраине, в пределах Алданского щита, находится нагорье со сравнительно интенсивно расчлененным рельефом [3]. Верхояно-Чукотская складчатая область характеризуется рельефом, развивающимся преимущественно на мезозойском складчатом основании. Наряду с горными районами здесь встречаются низменности, приуроченные к жестким срединным массивам или синклинальным структурам.

Западная часть Якутии относится к Среднесибирскому плоскогорью. Оно неоднородно в морфологическом отношении. На севере расположено Анабарское плато, сложенное в высокоподнятой части кристаллическими и метаморфическими породами архейского и протерозойского возраста. Высота плато до 905 м. В бассейне верхнего течения Вилюя расположено Вилюйское плато, наивысшая отметка которого 962 м. Для него характерны столовые возвышенности, поверхность которых широко представлена траппами.

Еще южнее простирается в широтном направлении Приленское плато, сложенное преимущественно карбонатными, местами галогенными и гипсоносными палеозойскими породами. Повсеместно поверхность плато осложнена карстовыми формами. Абсолютные отметки Приленского плато постепенно опускаются от 500-600 м на юге до 300 м на севере к долине Лены. Речная сеть врезана на глубину 150-100 м, причем в связи с интенсивным развитием карста многие водотоки имеют лишь временный сток. В восточном направлении Среднесибирское плоскогорье постепенно переходит в Центрально-якутскую равнину, охватывающую долины Лены, Вилюя и Алдана в их нижнем и отчасти среднем течении и соответствующие междуречные равнины.

Низменность представляет собой область устойчивого опускания и осадконакопления в мезозойское, а в центральной части и в кайнозойское время. В ее сложении участвуют преимущественно терригенные, в том числе угленосные отложения юрского, мелового и в отдельных впадинах неогенового возраста.

Широко развиты четвертичные отложения - озерно-ледниковые и аллювий рек Лены, Вилюя и их притоков. На востоке низменности распространены отложения ледникового комплекса. Суглинистые и супесчаные отложения высоких террас и водоразделов насыщены льдом, содержат включения повторно-жильных льдов. Строение поверхности Центральноякутской равнины в основном определяется эрозионно-аккумулятивной деятельностью рек. Здесь выделяются пойма, низкие и высокие надпойменные террасы всего 10 террас, включая пойму. Относительное превышение наиболее высокой Табагинской террасы над урезом воды реки Лены достигает 150 м. Поверхность высоких террас осложнена долинами притоков Лены и Вилюя, термокарстовыми понижениями власами и озерами, булгунняхами многолетними буграми пучения, эрозионными останцами и местами дюнами тукуланами. Вдоль побережья моря Лаптевых простирается Северо- Сибирская низменность, поверхность которой сложена четвертичными озерно-аллювиальными и морскими отложениями большой мощности.

Абсолютные отметки поверхности низменности преимущественно менее 100 м и лишь в районах распространения холмисто-ледникового рельефа достигают 150-200 м. В южном направлении Среднесибирское плоскогорье постепенно переходит в Алданское нагорье, сложенное в основном кристаллическими и метаморфическими породами архейского и протерозойского возраста.

В тектонических впадинах здесь залегают юрские угленосные отложения и карбонатные породы нижнего кембрия.

Алданское нагорье – сильно расчлененная горная страна, представляющая собой систему плоскогорий, отделенных друг от друга среднегорными хребтами или межгорными впадинами. Абсолютные отметки поверхности плоскогорий 600-1200 м. Высота горных хребтов и отдельных гольцовых возвышенностей 1600-2000 м. Днища межгорных котловин лежат на отметках 700-800 м. С юга Алданское нагорье окаймлено Становым хребтом, являющимся водоразделом между бассейнами рек Лены и Амура. Вся Восточная Якутия, включая бассейны Алазеи, Индигирки, Яны, частично Алдана и Лены правобережные притоки являются частью Верхояно-Чукотской области мезозойской складчатости. Она весьма неоднородна по рельефу и геологическому строению.

На западе области простирается Верхоянский хребет, представляющий систему хребтов субмеридионального простирания, сложенных преимущественно верхнепалеозойскими терригенными отложениями. И только на севере и юго-западе Верхоянского хребта в пределах хребтов Хараулахского и Сетте-Дабан, распространены терригенные и карбонатные породы верхнего протерозоя, нижнего и среднего палеозоя.

Западные склоны Верхоянского хребта обрываются к долинам Лены и Алдана уступом до 150-250 м. Восточные склоны постепенно переходят в Янское плоскогорье и Оймяконское нагорье. Абсолютные отметки Верхоянского хребта увеличиваются с севера на юг. Южная часть Верхоянского хребта выражена хребтом Сетте-Дабан к востоку от него расположен хребет Сунтар-Хаята с вершиной Мус-Хая 2959 м, которая является наивысшей точкой Верхоянья.

Высокие абсолютные отметки Верхоянского хребта сочетаются с глубоким и густым расчленением склонов речными долинами. Второй крупной горной системой Восточной Якутии является горная система хребта Черского, состоящая из многих хребтов, горных массивов и кряжей. Отметки наиболее высоких водоразделов 2300-2500 м, и здесь находится наивысшая точка Якутии с отметкой - 3147 м г. Победа Между Верхоянским хребтом и горной системой Черского расположены Янское и Оймяконское нагорья, Эльгинское плоскогорье, рельеф которых характеризуется сочетанием плоских возвышенностей, межгорных впадин и невысоких хребтов.

Восточнее Момского хребта, в верховьях Алазеи, находится Алазейское плоскогорье, сложенное терригенными и вулканогенными породами среднепалеозойского возраста. Отдельные вершины плоскогорья достигают отметок 750-850 м. Наивысшая точка 954 м. Яно-Индигирская и Колымская низменности сложены преимущественно четвертичными озерно-аллювиальными отложениями, в составе которых преобладают супеси и суглинки.

Полезные ископаемые [4]

Алмазы. Основные алмазоносные районы расположены на западе территории республики, выделяющейся как Якутская алмазоносная провинция. В пределах провинции известны более 800 кимберлитовых трубок, из них 150 алмазоносных. Государственным балансом учтено 56 коренных и россыпных месторождений алмазов, запасы которых составляют 82% от общероссийских. Наиболее крупными месторождениями алмазов являются кимберлитовые трубки Удачная, Юбилейная, Айхал, Мир, Интернациональная, Ботуобинская, Нюрбинская, россыпи Анабарского и Приленского алмазоносных районов. Горнодобывающими предприятиями республики, ведущим из которых является АК «АЛРОСА», добывается более 90% алмазов России.

Золото. Минерально-сырьевая база золота является одной из наиболее крупных и освоенных в России. Сырьевая база представлена 770 россыпными (38% общих запасов) и 87 коренными (62% общих запасов) месторождениями. Балансовые запасы золота составляют около 12% от общероссийских. Месторождения золота, представлены различными геолого-промышленными типами, главными из которых являются минерализованные зоны дробления с золото-мышьяковистым (Нежданинское) и золото-сурьмяным (Сарылах, Сентачан, Кючус), жильные тела с золото-кварцевым (Бадран, Дуэт) оруденением, залежи метасоматических золото-карбонат-полевошпатовых сульфидных руд Куранахского рудного поля, золото-медно-порфировых руд в массивах щелочных пород (Рябиновое), молибден-золото-урановых руд (Южное), аллювиальные россыпи различного возраста, распространенные в Верхне-Индигирском, Адычанском, Куларском, Аллах-Юньском, Южно-Якутском и других золотоносных районах.

Серебро. Республика обладает значительным ресурсным потенциалом серебра заключенным в золоторудных, в комплексных серебро-полиметалических, оловорудных и золото-сурьмяных месторождениях и рудопроявлениях. Имеются и собственно серебряные месторождения (Купольное). Работами последнего десятилетия выявлена крупная Верхоянская сереброносная провинция с многочисленными перспективными месторождениями (Мангазейское, Прогноз, Верхне-Менкеченское) и рудопроявлениями. В настоящее время добыча серебра ведется попутно с рудным золотом, составляя 5 – 6 т в год, за 2007 г.-11,1 т.

Олово. Республика Саха (Якутия) занимает первое место в Российской Федерации по запасам коренного (28%) и россыпного (72%) олова. Известны 13 коренных и 38 россыпных месторождений с балансовыми запасами, локализующиеся в Северо-Янском (месторождения

Депутатское, Чурпунья, Одинокое, Тирехтях, Дьяхтардахское) и Южно-Янском (месторождения Алыс-Хая, Бургочан, Илинтас) оловоносных районах. Ведущими геолого-промышленными типами оловянных месторождений Якутии являются минерализованные зоны дробления, штокверки, жильные зоны касситерит-силикатного, касситерит-кварцевого и в меньшей степени грейзенового состава, а также аллювиальные и делювиальные россыпи. Прогнозные ресурсы олова РС(Я) составляют примерно 30% от общероссийских.

Свинец и цинк. РС(Я) располагает большим ресурсным потенциалом свинца и цинка, незначительная часть которого реализована в балансовые запасы, составляющие по свинцу 1,40%, по цинку 0,31% от общероссийских запасов. Наиболее крупные месторождения представлены минерализованными зонами дробления и жильными зонами сфалерит-галенитовых руд, часто с существенными промышленными содержаниями серебра (Прогноз, Верхне-Менкеченское, Мангазейское, Кутинское, Зарница) и стратиформными залежами галенит-сфалеритовых руд в вендских карбонатных толщах Сетте-Дабанского антиклинория (Сардана, Уруй).

Сурьма. В РС (Я) имеется самая крупная сырьевая база по сурьме в России, представленная золото-сурьмяными (Сарылах, Сентачан), золоторудными с сурьмой (Малтан, Ким) месторождениями, содержащими около 95% общероссийских запасов. Республика является также единственным производителем сурьмяного концентрата в Российской Федерации.

Редкие земли и редкие металлы.Редкоземельные элементы и редкие металлы широко распространены в комплексных преимущественно оловорудных и полиметаллических месторождениях. Наиболее существенные концентрации редких земель (иттрия, скандия и др.), редких металлов (ниобия, тантала), а также железных руд, апатита и других полезных компонентов установлены в месторождениях в массивах ультраосновных щелочных пород с карбонатитами (Арбарастах, Поворотный, Горное Озеро, Томтор).

Железные руды. Основные месторождения железных руд (Таежное, Тарыннахское, Горкитское, Тинское, Десовское, Сиваглинское, Пионерское, Комсомольское, Леглиерское и другие) сосредоточены в восьми железорудных районах Южной Якутии. Балансовые запасы железных руд по категории А+В+С₁ составляют 3518,9 млн. т или 6,3% от запасов России. Прогнозный потенциал железных руд Якутии оценивается в 20 млрд.т.

Уголь. На территории республики располагаются четыре угленосных бассейна: Тунгусский, Ленский, Южно-Якутский, Зырянский с многочисленными месторождениями каменных и бурых углей. Наиболее освоенным является Южно-Якутский бассейн, в пределах которого эксплуатируются Нерюнгринское месторождение коксующихся углей, Денисовское и Чульмаканское - каменных углей. Подготовлено к промышленному освоению крупнейшее Эльгинское месторождение коксующихся углей. Добыча угля ведется также в Кангаласском, Джебарикихаинском и других более мелких месторождениях Ленского бассейна и Надеждинском месторождении Зырянского бассейна. Балансовые запасы угля по категории А+В+С₁ составляют 9772,6 млн. т, по категории С₂ 4626,3 млн. т (на 1.01.2008 г.) или 4,8% и 5,8% соответственно от общероссийских запасов угля.

Углеводородное сырье. На территории республики государственным балансом учтены 32 месторождения углеводородного сырья (5 нефтегазовых, 7 нефтегазоконденсатных, 9 газоконденсатных 9 газовых и 2 нефтяных).

Нефть. Все разведанные месторождения нефти (Талаканское, Среднеботуобинское, Иреляхское и другие) сосредоточены на юго-западе территории республики в пределах Непско-Ботуобинской нефтегазоносной области. Нефтяные ресурсы концентрируются в терригенно-карбонатных толщах рифея – кембрия. Запасы нефти (извлекаемые) по категории А+В+С₁+С₂ составляют 435391 тыс.т.

Газ природный. Почти все (98%) разведанные месторождения газа выявлены в Непско-Ботуобинской (18 месторождений) и Вилюйской (9 месторождений) НГО. По величине запасов они подразделяются на крупные (6- Средневилюйское, Среднетюнгское, Среднеботуобинское, Тас-Юряхское, Верхневилючанское, Чаяндинское), средние (3- Соболох-Неджелинское, Талаканское, Толонское) и мелкие. Запасы свободного газа составляют по категории А+В+С1+С2 1666738 млн.м³; газа (СВ+ГШ) 2530612 млн.м³.

Физические свойства горных пород [5]

Сибирская платформа охватывает Средне-Сибирское плоскогорье, Алданское нагорье, Становой хребет, располагаясь в междуречье Лена-Енисей, и протягивается на восток до побережья Охотского моря. На юго-востокс платформы располагается Алданский щит, на севере - Анабарский массив.

Алданский щит

Гистограммы плотности для гнейсов и кристаллических сланцев показывают нормальное распределение с модальным значением для кристаллических сланцев - 2980 кг/м³, гнейсов - 2830 кг/м³. Гистограммы распределения магнитной восприимчивости для кристаллических сланцев имеют более сложный характер, средние значения для кристаллических сланцев и гнейсов практически равны: 3520х10^-5 СИ и 3500 х10^-5 СИ соответственно.

На гистограммах распределения магнитной восприимчивости кристаллических сланцев сланцево-эндербитовой формации выделяется две группы пород, обладающих повышенной (5600x10^-5 СИ) и средней (1400×10^-5 СИ) магнитной восприимчивостью. Среднее значение магнитной восприимчивости гнейсов – 1760×10^-5 СИ. Гистограммы плотности имеют нормальное распределение, значение моды кристаллических сланцев – 3200 кг/м³, гнейсов – 2750 кг/м³. Сланцево-гнейсово-гранулитовая формация по магнитной восприимчивости также разделяется на две подгруппы: высокомагнитные – 5600×10^-5 СИ и слабой магнитной восприимчивости - 360×10^-5 СИ, причем и гнейсы и кристаллические сланцы разделяются на две подгруппы практически одинаково. Гистограммы нормального распределения плотности дают значения моды кристаллических сланцев - 3200 кг/м³ гнейсов - 3120 кг/м³.

Анабарский щит

Средние значения магнитной восприимчивости пород далдынской серии колеблются в пределах (3000-4000)×10^-5 СИ, значения средней плотности изменяются в пределах 2880-2920 кг/м³.

Средние значения магнитной восприимчивости пород верхнеанабарской серии колеблются в пределах (2000-2500)×10^-5 СИ, значения средней плотности изменяются в пределах 2740-2780 кг/м³.

Средние значения магнитной восприимчивости пород хапчанской серии колеблются в пределах (1000-1500)×10^-5 СИ, значения средней плотности изменяются в пределах 2780-2820 кг/м³.

Породы осадочного чехла практически немагнитны.

Дата добавления: 2015-08-18