Введение к работе
Актуальность проблемы.Повышенные требования, предъявляемые в ггастоящео время к прогнозу горне-геологических особенностей угольных месторождений, могут быть обеспечены только с помощью разработки к внедрения нових геофизических методов 'и гоолого-гео-физических методам: изучения угленосных отложений.Одним из таких методов в угольной геофизике является ?.ютод акустического каротажа
Акустический каротаж (АК) по сравнению с другими методами геофизических исследований скважин имеет ряд преимуществ.На показания АК при использовании трех и более элементных зондое не влияет минерализация бурового раствора, в значительней степени исключаются влияние изменения диаметра скважины. Метод обладает хорошей разрешающей способностью и отличается значительным проникновением волн в породи через стенку сгсезжшш. При акустическом каротаже определяется комплекс информационных параметров упругих волн. Метод экономичен, а методика интерпретации сравнительно проста.
Физические предпосылки применения акустического метода исследования скважин для решения задач углоразведки определяются как самой физической сущностью метода, так и опытом использования ого в нефтегеофизике. Одвдко изучение угольных месторождений предъявляет особые требования к параметрам аппаратуры акустического каротажа и методике интерпретации получаемых данных.
С 1976 года в НПО "Сошпромгеофизика" разработан и серийно выпущен целий ряд аппаратуры акустического каротажа угольных и
руднцх сквзамн-ПАРУС-І, ПАРУС--4. ПАРУС-6, ПАРУС-3. Поэтому вместе с рззЕКТкед! аппаратурных разрлйоток метода встала восьма актуальная задача по его методическому обеспечению и оценке эффективности при решении задач углеразведки.
Целью работы являлось повышение эффективности прогноза горно-геологических условий эксплуатации месторождений каменного угля на основе разработки методического обеспечения аппаратуры акустического каротажа типа ПАРУС.
Основные задачи исследования :
-
изучение закономерностей изменения упругих свойств пород и углей в зависимости от га литологической принадлежности, стадии преобразования пород и метаморфизма углей, геодинамических условий залегания;
-
установление связей петрофнзических и упруго-деформационных параметров угленостных отложений с их акустическими свойствами;
-
исследование возможностей метода акустического каротажа в комплексе методов ГИС при изучении трещиноватых и тектонически нарушенных пород в разрезе угольных скважин;
-
оценка влияния геолого-технических условий угольных скважин на результаты акустического каротажа;
5) разработка методики интерпретации данных акустического
каротажа угольных скважин;
6) оценка эффективности метода при изучении горно-геологичос-
ких особенностей месторождений.
Общая иетодика исследований заключалась в комплексном геолого-геофизическом изучении акустических свойств угленосных отложений на осново количественного учета эпиметагенетических
преобрэзований пород и углей, литолопгческой прииадлешости, гео-дшамических условий залогаиия, юс трощиноватости и тектонической нарушенности.
Исходными данными послужили результаты лабораторных исследований на образцах керна, как в атмосферных условиях, так и приближенных к пластовым, изучение образцов керна непосредственно на скважине с жесткой привязкой юс к геофизическим измерениям; сопоставление данные метода АК с результатами геолого-геофизических и лзбораторных исследований.
Научная новизна :
-
изучены и впервые количественно установлены закономерности изменения упругих параметров угленосных отложений от их литологи-ческоЯ принадлежности, стадии преобразования и гоодіпамических условий залегания:
-
выявлены и количественно установлены корреляционные уравнения сеязи петрофизических и упруго-деформационных параметров углевмещавщих пород и углей с их акустическими свойствами;
3) обоснована и совместно с А.Ф.Косолаповым разработана
методика выделения и оценки зон выветрелых пород (окисленных уг
лей) и аномальных горних давлений по данным АК;
-
оценено влияние геолго-технических условий угольных сквпхин на результаты АК;
-
обоснована и разработана методика выявления трвшдаоватых и тектонически нарушешгах зон в разрезах угольных скважин по данным АК и комплекса ГИС;
Основные защищавшее положения : I) закономерности изменения акустических свойств угленосных
отложений в зависимости от юс: литологической принадлежности, стадии эпигенеза, современной глубины залегания, геолого-гехнических условий сквакин обеспечивающие достоверное выделение в разрезах угольных скважин пластов пород и углей, зон выветрелшс пород и окисленных углей, интервалов аномальных горных давлений.
-
корреляционные зависимости акустических параметров горных пород от их физическими свойствами позволяющие оперативно определять петрофизические и утгруго-деформационные характеристики угленостных отложений по данным АК .
-
методика прогноза трещиноватых и тектонически нарушенных зон в разрезах угольных скважин с оценкой достоверности получаемых результатов, основанная на методе последовательно-статистического
анализа геологических давних, результатов АК и комплекса ГИС.
Практическая ценность работы заключается в разработке и внедрении методического обеспечения аппаратуры АК углеразведачных сквахин, повышающего качество, достоверность и эффективность методов ГИС при изучении горно-геологических особенностей угольных месторождений.
Результаты научных исследований и практика их внедрения использовались в лекциях, читаемых автором во ВНМИГІЇС на курсах повишения квалификации специалистов отрасли.
Часть материалов представленных в диссертации вошла в "Методическое руководство по исследования угольных сквакин методом АК" утвержденного Мингео СССР. Методическое руководство и аппаратура ПАРУС-Г. ПАРУС-ІМ, ПАРУС-4, 'ПАРУС-Є, ПАРУС-8 внедрены автором в ПТО "Запсибгоология", "Центрказгеология", "Приморгеология", "Якутгеология", "Волковгеология", "Укруглегеология", трестах
"ДзльсостуглзрззБедка" и "Кузбассуглеразведка", экспедиции "Кзра-гзндзуглэрззведка".
Апробация работы.Основные положения работа докладывались и обсуждались на V и VIII Всесоюзных угольных совещаниях в Ростове-на-Дону, 1977 и I3S6 гг.,Всесоюзном научно-техническом семинаре, г.Октябрьский, 1984 г., Дальневосточной конференций геологов-угольщиков, г. Артем, 1986 г., 10-м Всесоюзном научно-техническом семинаре, БСЕГИНГЕО, г. Москва, 1989 г., научно-практической конференции, г.Воркута, 1990 г., научно-техническом семинара, г.Екатеринбург, 1992 г.,совещании но геологии и минеральным ресурсам республики Башкортостан, г.Уфа, 1994 г., Международной геофизической конференции и выставке, г. С-Пэтербург, 1995 г.
Публикации. Основные положения диссертации отражены в 22 статьях, тезисах докладов, А.с. на изобретение и 21 научно-исследовательских отчетах.
Структура работы. Диссертация состоит из Введения, 4 глав, Заключения и содержит 107 страниц машинописного текста, 42 рисунков, 6 таблиц и списка используемой литературы из 99 наименований и приложения.