Геофизические исследования углеразведочных скважин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Геофизические исследования углеразведочных скважин

Геофизическая характеристика углей по комплексу методов.За основу геолого-геофизической классификации угольных месторождений взяты физические параметры различных типов углей, основными из которых являются: пористость (кп), плотность (д), потенциалы естественной (Uпс) и вызванной поляризации (Uвп). По данным показателям все угольные месторождения подразделяются на четыре основных класса (таблица 1):

1-й класс - буроугольные месторождения с землянистыми, плотными матовыми и блестящими бурыми углями, характеризующимися низким электрическим удельным сопротивлением и малыми значениям естественной и вызванной поляризации, низкой плотностью и интенсивностью естественного гамма- излучения;

2-й класс - каменноугольные месторождения, содержащие угли переходные от бурых к каменным, и каменные, характеризующиеся высоким электрическим удельным сопротивлением, пониженной пористостью и повышенными значениями потенциалов вызванной поляризации;

3-й класс - месторождения с тощими углями и полуантрацитами, которые отличаются аномальными значениями потенциалов вызванной поляризации;

4-й класс - месторождения, содержащие полуантрациты и антрациты, которые могут быть отчетливо выделены из вмещающих пород по геофизическим методам электрометрии и радиометрии.

Выделение угольных пластов в разрезах скважин является одной из основных задач углеразведки. Она решается однозначно по результатам геофизических исследований скважин и основывается на различии физических свойств углей и вмещающих пород. Генетически все угли резко отличаются от вмещающих пород по вещественному составу, следовательно, и по плотности, скорости распространения упругих волн, естественной радиоактивности, электрическим и другим свойствам. Но степень этого различия неодинакова для различных типов углей и осадочных пород. В соответствии с этим на диаграммах регистрируемых геофизических параметров угольные пласты отличаются аномалиями различной амплитуды и знака. угольный пласт скважина литотип

Однако выделение углей в разрезах скважин подчиняется общим критериям с учетом отдельных особенностей геофизических характеристик угольных пластов на различных месторождениях.

Выделение угольных пластов в разрезах скважин проводится по диаграммам поискового комплекса геофизических методов, регистрируемым по всему стволу скважины в масштабе глубин 1:200 или 1:500. Критерии выделения угольных пластов в разрезах скважин по геофизическим диаграммам подразделяются на основные, общие для всех классов месторождений, и дополнительные, характерные лишь для одного или нескольких классов.

Наиболее четко угольные пласты в разрезах скважин месторождении всех классов от вмещающих пород отличаются по объемной плотности в насыщенном водой состоянии. Разница достигает максимума 1,50 г/см3 на месторождениях 2-го класса.

Все угольные пласты в разрезах скважин выделяются положительными аномалиями на диаграммах интенсивности рассеянного гамма- излучения. Это один из основных, общих критериев выделения углей, называемый критерием плотности. По скорости распространения упругих волн угольные пласты на месторождениях всех классов также отличаются от вмещающих пород. В угольных пластах она всегда ниже, чем в породах. На месторождениях каменных углей эта разница достигает 2000-2500 м/с. Минимальное её значение наблюдается на буроугольных месторождениях. Таким образом, при выделении угольных пластов в разрезах скважин необходимо прежде всего по диаграмме кавернометрии выделить интервалы, где каверны отсутствуют или имеют небольшую глубину (dф<1,5dн, где dф - фактический диаметр скважины, dн- номинальный, проектный диаметр скважины), интервалы развития каверн средней глубины(1,5dн<dф<2dн) и интервалы с глубокими кавернами(dф >2dн).

Для поисков угольных пластов в разрезах скважин и их выделения применяются методы рассеянного гамма-излучения и кавернометрии. Все угольные пласты на диаграммах гамма-гамма-метода отмечаются максимумами интенсивности рассеянного гамма-излучения. Все вмещающие породы не сопровождаются аналогичными аномалиями на диаграммах J, что позволяет однозначно выделять многие угольные пласты в разрезе скважины. Однако это положение справедливо для скважин с хорошим техническим состоянием, в которых не разрушены стенки и не образовались каверны, что должно быть подтверждено диаграммой кавернометрии. Таким образом, для однозначного выделения угольных пластов в не кавернозных интервалах разрезов скважин всех классов угольных месторождений используется соотношение:

при ,

где J у, J вм - интенсивность естественного гамма-излучения в углях и вмещающих породах;

dф, dн - диаметры скважины фактический (по кавернограмме) и номинальный.

Каверны так же, как и угольные пласты, фиксируются на диаграммах J аномалиями повышенной интенсивности рассеянного гамма-излучения. Они могут быть в углях и во вмещающих породах. Поэтому при наличии каверн в скважинах исключается возможность однозначного выделения угольных пластов непосредственно по диаграммам J и кавернометрии.

При сопоставлении диаграмм гамма-гамма-метода и кавернометрии выделяются на первых аномалии повышенной интенсивности рассеянного гамма-излучения, которые зафиксированы на интервалах не кавернозных участков скважины. Такие аномалии на диаграммах J однозначно интерпретируются как угольные.

Выделение угольных пластов в разрезах угольных скважин осуществляется по параметру Т, а последующую оценку их марочного состава - с привлечением параметра . Значения Т в углях изменяются, как правило в зависимости от степени метаморфизма углей. Однако в углефикационном ряду имеется аномально высокое значение 475 мкс/м, характерное для углей переходной марки КЖ стадии метаморфизма III3. Для антрацитов характерно аномально низкое значение Т350 мкс/м. Критериями выделения основных литологических типов пород являются следующие относительные соотношения геофизических параметров:

;,

;,

где индексы а, ал, п, изв, у - соответственно аргиллит, алевролит, песчаник, известняк, уголь;

t - интервальное время распространения продольных упругих волн.

При изучении строения пластов угля используют следующие соотношения:

;

,

,

где у - уголь; у.а - углистый аргиллит; у.г.а - углистый глинистый аргиллит; арг - аргиллит.

Комплекс геофизических методов исследования по скважине приведен на рисунке 1, петрофизическая характеристика литотипов угленосных пород показана на рисунке 2. Типовые комплексы геофизических методов исследования углеразведочных скважин в поисковом и детализационных масштабах показаны в таблице 1.

Рисунок 1. Выделение угольных пластов в разрезе скважины по диаграммам ГИС

Рисунок 2. Петрофизическая характеристика литотипов угленосных пород.

Размещено на Allbest.ru