основн.дисциплины / поиск и разв.мест.п.и-Высоцкий / Курс лекций

во-вторых, против карналлитовых слоев образуются значительные каверны, что способствует появлению положительных аномалий. На диаграммах ней- трон-нейтронного и нейтронного гамма-каротажа карналлитовые породы, содержащие в большом объеме кристаллизационную воду, выделяются аномально низкими показаниями Iпт, IпH и Inγ.

Выделение карналлитовых пластов и горизонтов по данным материалов стандартного комплекса геофизических исследований, применяемого в нефтепоисковых и других глубоких скважинах Припятского прогиба, затруднено. Это обусловлено тем, что по данным ГК и НТК они характеризуются практически такими же величинами, как и карбонатно-глинистьге пласты. Несколько более информативны кривые КС (особенно записанные по- тенциал-зондом) и кавернограммы. Однако в случае корреляции бескерновых разрезов нефтепоисковых скважин с типовыми (или с разрезами поисковых скважин на калийные соли) эта задача решается достаточно надежно.

Бишофит (MgCl2·6H2O) - магниево-хлоридный минерал, встречающийся в эвапоритовых формациях. Кристаллизуется в моноклинальной сингонии. Характерны короткопризматические, листоватые и волокнистые кристаллы. Минерал бесцветный, желтоватый, кремовый, иногда с розовым оттенком. Объемная плотность 1,6 г/см3. Бишофит чрезвычайно гигроскопичен, легко растворим и расплывается во влажной атмосфере. Кристаллизуется на заключительной стадии галогенеза вслед за карналлитом. Парагенети-чески тесно связан с карналлитом, кизеритом и сульфатно-магниевыми калийными солями. Встречается также в калиеносных формациях хлоридного типа, в которых парагенетически связан с карналлитовыми горизонтами. В большинстве регионов мира (Прикаспийская впадина. Среднеевропейский цехштейновый бассейн, бассейны Габона. Конго, Сержипи-Алагоас и др.) бишофитовые залежи выявлены, как правило, при проведении поисковых работ на нефть и газ. Мощность пластовых залежей колеблется от нескольких метров до 50—100 м и более.

Важнейшими критериями для диагностики бишофита по ГИС являются данные гамма-каротажа и кавернометрии (рис. 11). В связи с чрезвычайно высокой растворимостью против пластов бишофита фиксируются аномально глубокие каверны (более глубокие, чем у карналлина). На диаграммах ГК бишофит выделяется аномально низкими значениями Iv что обусловлено отсутствием в составе этого минерала соединений калия. На диаграммах нейтрон-нейтронного и нейтронного гамма-методов бишофитовые породы, содержащие в больших объемах кристаллизационную воду, отмечаются пониженными значениями. Учитывая тот факт, что бишофит парагенетически связан с карналлитовыми породами, основной задачей является диагностика бишофитовых слоев и пластов в составе карналлитовых горизонтов. Эти минералы различаются по составу, что позволяет однозначно их диагностировать даже с помощью комплекса геофизических исследований, применяемого в нефтепоисковых скважинах.

211

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

ТВЕРДЫЕ ГОРЮЧИЕ ИСКОПАЕМЫЕ

Группа твердых горючих ископаемых представлена каменными углями, бурыми углями, погребенным торфом и горючими сланцами. По исходному органическому веществу, условиям его накопления и последующего геологического изменения между всеми горючими ископаемыми существует генетическая связь. Угленосные толщи имеют циклическое строение и характеризуются нередко чередованием морских и континентальных отложений. Однако в большинстве случаев они являются, как правило, континентальными образованиями.

Каменные и бурые угли - важнейшие полезные ископаемые, имеющие большое экономическое значение. Основным показателем качества углей является степень их метаморфизма. По принятому для всех бассейнов бывшего СССР единому ГОСТу 25543-82, ископаемые угли по величине отражения витринита, теплоте сгорания влажного беззольного топлива и выходу летучих веществ подразделяются на бурые (марки Б1, Б2, Б3), каменные

(марки Д1 Д2, Г, Ж, К, ОС, Т1, Т2), антрациты (ПА1 ПА2, A1-A6).

На основании выявленных закономерностей количественных изменений физических свойств угленосных пород и углей все угольные месторождения подразделяются на четыре класса. Первый класс включает буроугольные месторождения (марки Б1-Б3). Ко второму, самому многочисленному классу, относят месторождения следующих стадий метаморфизма углей: переходные к каменным (Б-Д), длиннопламенные (Д1, Д2), газовые (Г), жирные (Ж), коксовые (К), отощенноспекающиеся (ОС) и тощие (Т1), к третьему - тощие угли (Т2) и часть месторождений полуантрацитов (ПA1-переходные угли) и к четвертому - месторождения с пластами антрацита (A1-A6).

Бурые угли, относящиеся к первому классу угольных месторождений,

надежно выделяются по рациональному комплексу ГИС, применяемому при разведке месторождений углей. Для решения этой задачи используются методы КС, ГК, нейтронные методы, кавернометрия и др. Наибольшее распространение получили различные модификации ГТК. Пример выделения пластов бурого угля на одном из месторождений Беларуси показан на рис. 12. На этом месторождении бурые угли приурочены к разрезу песчаноглинистой толщи. Пласты бурого угля однозначно выделяются на диаграммах ГГК-с аномально высокими значениями. На диаграммах ГК эти пласты отмечаются минимальными показаниями (2-3,5 γγ).

212

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рис. 1. Характеристики различных горных пород по геофизическим параметрам (по В. А. Доломицкому):

1 – каменная соль; 2 – ангидрит; 3 – известняк, доломит; 4 – глинистый известняк или доломит; 5 – глина; 6

– песок; 7 – нефтеносная порода.

Рис. 2. Выделение в разрезе глинистых и песчаных пород по комплексу промысловогеофизических данных (по С. С. Итенбергу):

1 – глина; 2 – песчаник; 3 – глина песчанистая; 4 – песчаник нефтеносный.

213

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

Рис. 3. Пример комплексного геофизического исследования карбонатного разреза (по С. С. Итенбергу):

1 – известняк плотный малопористый; 2 — глинистый известняк.

.

Рис. 4. Выделение пластов мела по комплексу ГИС. Припятский прогиб, Копаткевичская площадь:

1 – мел; 2 – песчаник; 3 – известняк; 4 – мергель; 5 – песок с прослоями и включениями глины; 6 – кривая ГК; 7 – кривая КС (N 2,5 M 0,25 A); 8 – кривая КС (A 2,5 M 0,25 N); 9 – кавернограмма. I – разрез по керну;

II – разрез по каротажу.

214

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

Рис. 5. Выделение фосфоритосодержащих отложений по ГИС. Ореховское месторождение Желваковых фосфоритов, Брестская обл. (по В. А. Вечеру):

1 – фосфориты; 2 – глауконито-кварцевый песок; 3 – глины; 4 – мел; 5 – кривая ГК; 6 – кривая КС (потенциал-зонд).

Рис. 6. Геологический(слева) и геофизический (справа) разрезы по одной из скважин фосфоритогово месторождения Коксу и данные каротажа (по И. П. Кошелеву и др.):

I – диаграмма НАК на фтор; II – содержание P2O5 в пробах керна (в %); III – диаграмма НАК на кремний; IV – содержание нерастворимого остатка в пробах керна (в %); V – диаграмма ННК-нт; VI – диаграмма ГК; VII – диаграмма ГГК-п; VIII – кавернограмма с отметкой уровня грунтовых вод. 1 – доломиты; 2 – фосфориты; 3 – фосфатно-кремнистые сланцы; 4 – отметка уровня грунтовых вод; 5 – сланцы; 6 – доломиты с повышенной радиоактивностью.

215

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

Рис. 7. Выделение пластов гипса по ГИС. Бриневское месторождение гипса (D23fm):

1 – гипс; 2 – доломит; 3 – доломит глинистый; 4 – мергель; 5 – кривая ГК; 6 – кривая КС; 7 – кривая МБКТ; 8 – кривая НГК; 9 – кривая ГГК-п I – разрез по керну; II – разрез по каротажу.

216

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

Рис. 8. Выделение пластов каменной соли по ГИС. Припятский прогиб, Ковчицкая площадь

(D2).

1 – каменная соль; 2 – ангидрит; 3 – доломит; 4 – мергель; 5 – глина (аргиллит); 6 – кривая ГК; 7 – кривая НГК; 8 – кривая КС (A 2,5 M 0,5 N); 9 – кавернограмма.

Рис. 9. Выделение сильвинитовых слоев по ГИС. Смоловская площадь. II калийный горизонт

(D23fm):

1 – сильвинит; 2 – галопелиты; 3 – каменная соль; 4 – кривая ГК; 5 – кривая ГГК-п.

217

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

Рис.10. Выделение карналлитовых пород по ГИС. Октябрьское месторождение калийных солей, горизонт 0-7 (D23fm):

1 – караллитовая порода; 2 – каменная соль; 3 – галопелиты; 4 – кривая ГК; 5 – кривая ГГК-п; 6 – кривая ННК-т; 7 – кавернограмма. I – разрез по керну; II – разрез по каротажу.

Рис. 11. Выделение пластов бишофита по ГИС. Припятский прогиб, Свободская площадь (P1):

1 – бишофит; 2 – карналлит; 3 – калийные соли; 4 – каменная соль; 5 – алевро-глинистые породы; 6

– кривая ГК; 7 – кривая НГК; 8 – кривая КС (A 8 M 1 N); 9 – каверно грамма; 10 – интервал отбора керна.

218

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

ЛЕКЦИЯ 18

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕЗУЛЬТАТОВ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН

Геологические задачи, для решения которых применяются геофизические методы, являются многогранными и год от года усложняются. Поиски и разведку глубоко залегающих месторождений твердых горючих, металлических и неметаллических полезных ископаемых и многие другие проблемы геологии сегодня немыслимо эффективно решать без привлечения комплекса геофизических методов.

Важнейшие задачи, решаемые с применением методов ГИС, следующие: 1) расчленение разрезов скважин;

2)определение литологического состава пород по данным каротажа;

3)корреляция продуктивных толщ;

4)изучение слоистых структур (выявление согласного и несогласного залегания слоев);

5)составление типовых, нормальных и сводных геолого-геофизи- ческих разрезов;

6)выявление и изучение разломов на месторождениях;

7)определение глубин залегания и мощности продуктивных пластов;

8)использование данных инклинометрии для построения разрезов по скважинам;

9)изучение строения и корреляция промышленных горизонтов и продуктивных пластов по детальному каротажу;

10)изучение характера выклинивания и фациального замещения промышленных горизонтов;

11)определение качества полезных ископаемых.

РАСЧЛЕНЕНИЕ РАЗРЕЗОВ СКВАЖИН

Расчленение разрезов скважин заключается в выяснении по комплексу ГИС последовательности залегания пластов, пачек, слоев или рудных тел, отличающихся по своим физическим свойствам, а также в определении их литологии. Решение этой задачи предусматривает: 1) выделение в разрезе скважины пластов, различающихся по своим физическим свойствам (удельное сопротивление, естественная гамма-активность, плотность и др.); 2) определение литологии и возраста пород.

Расчленение разрезов скважин осуществляется на основе посылки, что большинство пластов различного вещественного состава по-разному отражаются на кривых каротажа - КС, СП. ГК, НТК, НГК-С, ГГК-п, ГГК-с. ННК-т, ННК-нт. КМВ, АК и др. Наблюдаются также случаи, когда практически мало отличающиеся по петрографическим характеристикам пласты четко различаются на каротажных диаграммах.

Применяемый в настоящее время комплекс ГИС позволяет достаточно надежно расчленить практически любой разрез осадочного чехла. Несколько

219

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

сложнее решение этой задачи в случае расчленения магматических и метаморфических комплексов.

Обычно в первой скважине, пробуренной в новом геологическом регионе, данные керна являются основными для геологической интерпретации материалов ГИС. Однако в ряде случаев в связи с низким выходом керна собственно керновый материал является низкоинформативным. Цитологический состав тех частей разреза скважины, которые оказываются не представленными керном, предположительно определяется по каротажным диаграммам. Наиболее точные результаты могут быть получены при использовании геологических и геофизических данных по нескольким скоррелированным скважинам. При разведке месторождений твердых полезных ископаемых, когда на относительно небольшой площади расположено значительное количество скважин (особенно на стадии детальной разведки), расчленение их разрезов по ГИС даже при низком выходе керна не представляет затруднений.

При составлении литолого-стратиграфических колонок скважин особое внимание должно быть уделено сбору палеонтологических данных, на основе которых устанавливается возраст отложений и разрабатываются стратиграфические схемы расчленения комплексов пород в конкретных регионах. Эта задача особенно эффективно решается путем комплексного обобщения результатов интерпретации ГИС и данных палеонтологических определений.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛИТОЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОРОД

Многие неметаллические полезные ископаемые (угли, горючие сланцы, торф, фосфориты, каменная соль, гипс, ангидрит, калийные и калийномагниевые соли, известняк, доломит, мел и др.), а также некоторые рудные (марганец, бокситы, железо и др.) пространственно и генетически связаны с осадочными толщами. Поэтому изучение осадочных толщ и, в частности, распознавание литологического состава горных пород по данным каротажа является одной из важнейших задач, решаемых в процессе геологоразведочных работ, особенно при разведке нефтяных и газовых месторождений.

При изучении литологического состава пород следует руководствоваться результатами комплексных геофизических исследований, включающих данные не только стандартного каротажа (обычно в масштабе глубин 1 : 500, реже 1: 200), но также бокового или индукционного каротажа, мик-

рокаротажа, гамма-гамма-каротажа, нейтронных методов каротажа и др. Весьма эффективным является использование детального каротажа (масштаб 1 : 50, 1 : 20) для изучения отложений, вмещающих непосредственно продуктивные пласты или рудные зоны. Возможно также использование материалов, полученных боковыми грунтоносами, и особенно керна.

Наиболее благоприятные геолого-геофизические условия для распознавания литологического состава горных пород по каротажу свойственны песчано-глинистому разрезу. С подобными разрезами, как правило, связаны залежи каменных и бурых углей, а также строительно-конструкционного

220

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»