Изменения коэффициента проводимости в околотрубочном пространстве кимберлитовой трубки "Интернациональная"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Изменения коэффициента проводимости в околотрубочном пространстве кимберлитовой трубки «Интернациональная»

А.М. Янников

Воронежский государственный университет АК «АЛРОСА» ПАО, г. Мирный

Аннотация

Рассматриваются гидрогеологические и гидрогеохимические данные кимберлитовмещающих (толбачанской и эльгянской свит), составляющих околотрубочное пространство коренного месторождения алмазов трубки «Интернациональная». Месторождение приурочено к юго-западной части Вилюйско-Мархинской зоны разломов (Якутская алмазоносная провинция, Мирнинское кимберлитовое поле). Приведена гидрогеологическая характеристика рассолов толбачанской и эльгянской свит, проведен анализ данных: в первом случае на основе временной закономерности дебита, во втором -- по временным закономерностям приведённого понижения. По участкам графиков, отвечающих квазистационарному режиму фильтрации, на основе графоаналитического метода рассчитано площадное распространение коэффициента проводимости в околотрубочном массиве месторождения трубка «Интернациональная» по наблюдательным скважинам 1Д, 2Д, 3Д, 5Д, 6Д, 7Д, 9Д, 12Д, пробуренным в подземных горных выработках рудника «Интернациональный» на горизонте. (-790) м.

Ключевые слова: Непско-Ботуобинская антеклиза, Мирнинский выступ, месторождение трубки «Интернациональная», толбачанская свита, эльгянская свита, малодебитные трещиноватые коллектора, насыщенные рассолы, коэффициент проводимости.

Abstract

THE ANALYSIS OF A SQUARE DISTRIBUTION OF CONDUCTIVITY FACTOR IN COLLECTORS OF TOLBACHANSKY SUITE IN A CROSS-CUTTING MASS OF FIELD THE TUBE «INTERNATIONAL»

Hydrogeological and hydrogeochemical data on tolbachansky and elgyansky suites in neartubular space of the radical diamond field «International» tube, belonging to a southwest part of the Ya- kutskoy kimberlite province located along the Vilyuysk-Markhinsky zone of breaks where the Mirninsky diamondiferous kimberlite field is revealed are taken as a basis of article. On the basis of basic data the hydrogeological characteristic of brines tolbachansky is given and elgyansky the analysis of data is twisted, carried out: in the first case on the basis of temporary regularity of an output, in the second -- on temporary regularities of the given decrease. Also, on the basis of a graphic-analytical method, on sites of the schedules answering to the near-tubular mode offiltration vulgar distribution of coefficient of conductivity in the okolotrubochny massif of the field a tube of «International» on the observation wells 1D, 2D, 3D, 5D, 6D, 7D, 9D, 12D drilled in underground excavations of the International mine on the horizon has been calculated. (-790) m.

Keywords: Nepsko-Botuobinsky anteklise, Mirninsky ledge, field of a tube "International", tolbachansky suite, elgyansky suite, marginal jointed collector, saturated brines, conductivity coefficient.

Толбачанская свита (Є1 tb) впервые выделена А. К. Бобровым в 1945 г. Названа по реке Толбачан - правому притоку реки Лена [1, 2]. В стратиграфическом отношении она коррелируется с бельской свитой юга Сибирской платформы, залегает согласно на породах эльгянской свиты и перекрывается олекминской.

Коренное месторождение алмазов - трубка Интернациональная прорывает породы нижнего палеозоя, включая толбачанскую свиту. До начала нашего века месторождение было отработано с поверхности карьером и в настоящее время ведется отработка глубоких горизонтов. При отработке шахтным способом возникают проблемы, вызванные неоднородностью вмещающих пород: трещинноватостью, газонасыщенностью и различной проводимостью. Это обусловило актуальность выполнения работ по изучению вариаций проводимости вмещающих пород, залегающих в околотрубочном пространстве.

В пределах околотрубочного пространства трубки Интернациональная глубина залегания толбачанской свиты от дневной поверхности составляет 1065,0 метров (абсолютная отметка кровли -665 м) [3].

В породах толбачанской свиты в пределах изучаемого участка выделяется пять газонасыщенных коллекторов [4, 5], восемь коллекторов газоводонасыщенных и два коллектора «сухих». Коллектора состоят из отдельных пластов - коллекторов мощностью от 0,4 м до 4,5 м. Эффективная общая мощность газоводонасыщенных коллекторов толбачанской свиты 91,4 м.

Пластовые воды в коллекторах данных свит высоконапорные, по химическому составу рассолы хлоридного кальциевого состава с минерализацией до 510 г/л, характеризуются кислой реакцией (рН до 5,8), весьма высокими концентрациями брома, калия, стронция, лития, цинка, марганца.

Формула солевого состава:

околотрубочное пространство месторождение алмаз

Рассолы являются агрессивными к бетону и металлам по величине pH и содержанию магния. В составе газов решающую роль играет метан (до 95% по объему), присутствуют тяжелые углеводороды [6, 7].

Необходимо отметить, что зона формирования и развития хлоридных кальциевых рассолов является зоной крайне затрудненного водообмена [8]. При этом водообороту препятствовали пласты практически водонепроницаемой каменной соли, вторичные выделения галита и сульфатных минералов в трещинах и порах нижнекембрийских отложений. В ходе геологического развития внутри водоупорной толщи межсолевых отложений происходили обменные процессы между водой и породой, процессы перекристаллизации отложений, реакции минералообразования в условиях изменяющихся давлений и температур, связанных с внедрением базитовых и кимберлитовых тел [9]. Эти процессы приводили к уменьшению пористости и проницаемости толщ и затрудняли водообмен. Поэтому весьма крепкие и предельно насыщенные рассолы, распространенные в межсолевых и подсолевых отложениях, являются растворами концентрирования первичной рапы седиментационного происхождения, претерпевшими определенные изменения в стадию эпигенеза.

Резкие различия в составе гидрогеохимических зон с натриевыми и кальциевыми рассолами связаны с трансформацией условий водообмена. По возрасту седиментационные хлоридные кальциевые рассолы являются кембрийскими [10, 11].

Главным осложняющим фактором при ведении геологоразведочных и горнодобычных работ в отложениях толбачанской свиты является наличие в коллекторах насыщенных рассолов, неструктурных залежей- ловушек углеводородных газов, а также неравномерная проницаемость пластов [12].

При анализе гидродинамического режима и проницаемости пластов-коллекторов толбачанской свиты непосредственно в околотрубочном пространстве месторождения было выделено несколько различных блоков-зон. Для выделения блоков-зон были проведены расчёты коэффициента проводимости по сети скважин, пробуренных в подземных горных выработках рудника «Интернациональный» на горизонте -790 м. Проводимость рассчитывалась по скважинам №№ 1Д, 2Д, 3Д, 5Д, 6Д, 7Д, 9Д и 12Д.

Выбранные опытные скважины являются совершенными по качеству вскрытия описанных коллекторов, поэтому полученные параметры будут в целом правомочны для изучаемого объекта (коллектора тол- бачанской свиты). Расположение опытных скважин относительно тела трубки «Интернациональная» приведено на рис. 1.

Определение параметра проводимости производилось в результате интерпретации одиночных выпусков пластовых вод. При выпусках для наблюдательных скважин характерно постоянство понижения с учётом переменности дебита в возмущающей скважине. По этой причине обработка опытных данных, получаемых в возмущающих и наблюдательных скважинах, производится различными способами.

В первом случае основные расчётные параметры определяются по временной закономерности дебита, во втором - по временным закономерностям приведённого понижения. Обработка опытной информации возмущающих скважин при выпуске пластовых вод производится на основе формулы:

Поскольку величина вследствие сопротивления прискважинной зоны оказывается завышенной, получение действующих величин пьезопроводности при помощи наблюдений в возмущающих скважинах не производится (по причине получения заниженных значений). Расчёты были выполнены с помощью графоаналитического метода по участкам графиков, отвечающих квазистационарному режиму фильтрации. Результаты расчётов основных гидрогеологических параметров приведены в табл. 1.

Таблица 1

Полученные гидрогеологические параметры

№№ 3Д, 5Д и 6Д. Эта зона характеризуется сложным структурно-тектоническим строением, приуроченностью к малоамплитудному тектоническому нарушению, фиксируемому по наличию сближенных кимберлитовых жил, ступенчатых сбросов (до 3 метров) и флексурным перегибам слоёв и наибольшей величиной КМ = 0,0125-0,0310 м2/сут.

По параметру проводимости объект исследования можно представить следующим образом:

Блок-зона № 1, в которой расположены скважины

Рис 1. Расположение опытных скважин на горизонте -790 м.

Блок-зона № 2, в которой расположены скважины №№ 7Д и 9Д, характеризует зону оперяющих разломов зафиксированного малоамплитудного тектонического нарушения. Данная зона характеризуется величиной водопроводимости КМ = 0,0079-0,0087 м2/сут;

Блок-зона № 3 изучена скважинами №№ 1Д и 12Д. Характеризуется сложным структурно-тектоническим строением, приуроченностью к малоамплитудному тектоническому нарушению, фикси-руемому по наличию сближенных кимберлитовых жил, ступенчатых сбросов (до 1,5 м) и флексурным перегибам слоёв и величиной КМ = 0,0064-0,0072 м2/сут.

Блок-зона № 4 изучена скважиной № 2Д и характеризует зону, не осложнённую оперяющими разло-мами или малоамплитудными тектоническими нарушениями. Эта зона имеет наименьшую величину КМ = 0,0057 м2/сут.

Проведённые исследования и выполненные расчёты позволяют сделать вывод, что проводимость коллекторов толбачанской свиты в пределах околотру- бочного массива месторождения трубка «Интернациональная», на удалении 5-110 м от тела напрямую зависит от малоамплитудной тектоники, оперяющих разломов и блоковых дислокаций, непосредственно связанных со структурно-тектоническим строением изучаемого участка.

Литература

1. Бобров, А. К. К стратиграфии кембрия нижнего течения р. Олекмы. Материалы по геологии и полезным ископае-мым Якутии / А. К. Бобров. - Тр. Якутского ФАН СССР. - Сб. 4. - 1959. - 155-164 с.

2. Решение всесоюзного совещания по разработке унифицированных стратиграфических схем докембрия, палеозоя и четвертичной системы Средней Сибири. Иркутск. 1979. - 129 с.

3. Материалы к легенде Ботуобинской серии листов геологических карт масштаба 1:50000. / Д. В. Блажкун [и др.]. - Мирный. Министерство геологии РСФСР, 1989. - 70 с.

4. Акишев, А. Н. Горно-геологические особенности коренных месторождений алмазов Якутии / А. Н. Акишев, А. В. Дроздов, В. Ф. Колганов. - Мирный. Мирнинская типография, 2013. - 568 с.

5. Гидрогеология СССР. Том XX. / А. В. Сидоренко. - Якутская АССР. Москва. Недра, 1970. - 384 с.

6. Бодунов, Е. И. Геология, гидрогеология и геохимия нефти и газа южного склона Анабарской антеклизы / Е. И. Бодунов, В. Л. Белецкий, Г. С. Фрадкин. - Якутск. ЯФ СО АН СССР, 1986.- 176 с.

7. Зуева, И. Н. Химическая структура нафтидов. Далдыно- Алакитского района. (По данным ИК- и УФ-спектроскопии) / И. Н. Зуева, Н. А. Уткина, Е. И. Бодунов // Якутск: изд. ЯФ СО АН СССР. - 1987.- С. 99-110.

8. Пиннекер, Е. В. Рассолы Ангаро-Ленского артезианского бассейна. / Е. В. Пиннекер. - Москва. Наука, 1966. - 332 с.

9. Дроздов, А. В. Криогидрогеология алмазных месторождений Западной Якутии. / А. В. Дроздов, Н. А. Иост, В. В. Лобанов. - Иркутск. ИрГТУ, 2008. - 507 с.

10. Вожов, В. И. Гидрогеологические условия месторождений нефти и газа Сибирской платформы. / В. И. Вожов. - Москва. Недра, 1987. - 204 с.

11. Изотопный состав (H, O, Cl, Sr) подземных рассолов Сибирской платформы / С. В. Алексеев [и др.] // Геология и геофизика.- Т. 48. - № 3. - 2007. - С. 291-304.

12. Янников, А. М. Информационный отчёт о результатах мониторинговых замеров по сети дегазационных скважин гор. -790 рудника «Интернациональный» за 2015 год. / А. М. Янников // Мирный. 2016.

Размещено на Allbest.ru