CC BY
26
УДК 550.83
РЕЗУЛЬТАТЫ ГИС ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН НА ЗОЛОТОРУДНОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ «ПОГРОМНОЕ» (ЗАБАЙКАЛЬЕ)
1 2 И.О. Васильев , О.Н. Тирский
Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Показана возможность выделения в разрезе скважин водоносных пластов по данным резистивимет-рии и гамма-каротажа и выявлена сложная гидрогеологическая ситуация в одной из скважин.
Библиогр. 2 назв. Ил. 2. Табл. 1.
Ключевые слова: резистивиметрия; водоносные пласты; скорость фильтрации подземных вод.
GIS RESULTS WHEN INVESTIGATING HYDROGEOLOGICAL WELLS AT "POGROMNOE" GOLD DEPOSIT
I.O. Vasilyev, O.N. Tirsky
Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, Russia, 664074.
The paper demonstrates the possibility of distinguishing water-bearing beds in the well column by the data of resistivimetry and gamma-ray logging. A complex hydrogeological situation is detected in one of the wells.
2 sources. 2 figures. 1 table.
Key words: resistivimetry; water-bearing beds; filtering velocity of underground waters.
Месторождение «Погромное» располагается в пределах северных отрогов Борщовочного хребта на водоразделе правых притоков р. Шилки.
В районе месторождения абсолютные отметки достигают 732,5 м и колеблются от 580 до 665 м. Склоны хребтов представляют собой сеть глубоких коротких долин с куполообразными возвышенностями в осевых частях. Превышения водоразделов над поймами рек составляют 150-265 м.
Месторождение готовится под карьерную разработку. Площадка проектируемого карьера располагается на северо-западных отрогах Борщовочного хребта.
Ближайшие водотоки расположены на расстоянии 1-2,5 км с тальвегами
на 127-170 м ниже поверхности проектируемого карьера, поэтому угрозы поверхностного затопления территории карьера нет.
Геологическое строение площади карьера характеризуется распространением пород юрского возраста буторов-ской свиты, которые представлены вул-каногенно-осадочной толщей. С поверхности породы буторовской свиты перекрыты грунтами делювиального генезиса (суглинки, супеси, щебенистые грунты) и элювиальными грунтами (щебенистым грунтом, дресвяным грунтом, суглинком).
Водовмещающие отложения на территории карьера представлены в основном дресвяными и щебенистыми горными породами крупнообломочного
1 Васильев Иван Олегович, аспирант кафедры технологии геологической разведки, тел.: (3952) 405113, e-mail: ivo_rf@istu.edu
Vasilyev Ivan Olegovitch, Postgraduate of Department of Technology of Geological Prospecting, tel.: (3952) 405113, e-mail: ivo rf@istu.edu
2 Тирский Олег Николаевич, кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры технологии геологической разведки, тел.: (3952) 405113, e-mail: ton@istu.edu
Tirsky Oleg Nikolaevitch, Candidate of Geological and Mineralogy sciences, Associate professor of the Department of Technology of Geological Prospecting, tel.: (3952) 405113, e-mail: ton@istu.edu
чехла, а также трещиноватыми андезитами, метасоматитами, тектоническими сланцами и щебенистыми образованиями зон дроблений.
На территории месторождения выделяется два водоносных горизонта:
- горизонт пластово-поровых вод щебенисто-дресвяной зоны;
- горизонт трещинно-жильных вод в скальных горных породах.
Для определения возможности поступления подземных вод в карьер были пробурены скважины, в которых были выполнены геофизические и гидрогеологические исследования с целью изучения гидрогеологической обстановки, а, точнее, изучения вертикальной фильтрационной изменчивости руд и ру-довмещающих образований.
Выбор комплекса методов геофизических исследований скважин обосновывался необходимостью решения задач, связанных с выделением водо-насыщенных пластов, определением мест притока пластовых вод в скважину и определением скорости их естественной фильтрации.
Для решения поставленных задач был применен комплекс методов, включающий: гамма-каротаж (ГК), расходо-метрию, резистивиметрию и термометрию. Для выполнения работ использовалась цифровая каротажная станция «ГеоМак-1». Измерения естественной радиоактивности (метод ГК), удельного электрического сопротивления жидкости в скважине (метод резистивимет-рии) и температуры (метод термометрии) выполнялись единым комплексным скважинным прибором «Геофит КП-240 ГТР». Было исследовано 4 скважины глубиной 200-220 м, уровень воды в которых располагался на глубине 60-90 м.
Резистивиметрия выполнялась для выделения интервалов притока воды в скважину и определения скорости естественной фильтрации. Решение этих задач проводилось путем выполнения серии измерений удельного электрическо-
го сопротивления скважинной жидкости до и после засолки скважины. Установлено, что скорость изменения сопротивления жидкости (скорость изменения концентрации солей в жидкости) связана со скоростью поступления пластовой воды в скважину, т.е. с её скоростью фильтрации (рис. 1).
Скорость фильтрации в выделенных интервалах рассчитывалась по методу, предложенному И.И. Гримба-умом [1]. Скорость фильтрации подземных вод рассчитывается по формуле
Г = (1Лхр)хЬ*!=|, (1)
где г - радиус скважины в см; Т - время, в течение которого произошло изменение концентрации солей в жидкости от С1 до С2; С0 - начальная минерализация жидкости в скважине.
Гамма-каротаж выполнялся с целью литологического расчленения разреза скважин. А в комплексе с данными резистивиметрии определялись мощности водоносных пластов. Породы, слагающие разрезы скважин, обладают различным содержанием радиоактивных элементов (табл.).
Средние концентрации и и ТЪ в породах
Из таблицы следует, что самыми высокими значениями естественной радиоактивности на диаграммах ГК выде-
Породы и, 10-4 ТЬ, 10 "4
% %
Аргиллиты, глины 4 11,5
Алевролиты, алевроли- 2,9 10,4
то-песчаники
Конгломераты, текто- 2,4 9,0
но-конгломераты
Метасоматиты карбо- 1,4 1,8
нато-кварцевые
Сланцы кристалличе- 1,3 4,0
ские
Андезиты, андезито-базальты 1,2 4,0
Габброиды 0,6 1,8
ляются аргиллиты и глиносодержащие породы, меньшими значениями выделяются алевролиты и алевролито-песчаники. Сланцы на диаграммах ГК выделяются меньшими значениями по отношению к метасоматитам, но большими значениями по отношению к андезитам, андезито-базальтам.
Трещиноватые водонасыщенные
породы выделяются пониженными значениями радиоактивности.
Термометрия выполнялась, прежде всего, для определения температуры пластовой воды. Расходометрия выполнялась с целью выделения мест и скорости циркуляции (движения) жидкости по стволу скважины и определения расхода жидкости. По данным расходомет-
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ I
1 1 р V
V ?
У -
ад
п ш
IV
V
VI
VII
VIII
IX
Рис. 1. Диаграммы резистивиметрии (УЭС), гамма-каротажа (ГК), термометрии (Т) и скорости фильтрации подземных вод (V) по скважине №15-Г:
1,2,3,4 - кривые резистивиметрии (УЭС): 1 - до засолки; 2,3,4 - после засолки. I - глины (суглинки); II - тектоно-сланцы; III - кварцевые метасоматиты; IV- щебень, дресва; V- аргиллиты; VI - алевролиты; VII - алевро-песчаники; VIII - алевролиты трещиноватые водонасыщенные;
IX - уровень воды; X - водоносный пласт
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
■--XI
::::::! хи
> д v v v > V
Ш:
ш ш
чг
Рис. 2. Результаты геофизических исследований по скважине 16-Г (ГК, Т, УЭС, V):
1, 2, 3, 4, 5, 6 - кривые резистивиметрии (УЭС): 1 - до засолки; 2, 3, 4, 5, 6 - после засолки. I - глины (суглинки); II - тектоно-сланцы; III - кварцевые метасоматиты; IV- щебень, дресва; V- аргиллиты; VI - алевролиты; VII - алевро-песчаники; VIII - алевролиты трещиноватые водонасыщенные; IX- сланцы трещиноватые водонасыщенные; X- метасоматиты трещиноватые водонасыщенные;
XI - уровень воды; XII - водоносные пласты
рии движения жидкости по стволу скважины обнаружено не было.
Целью интерпретации данных геофизических исследований являлось выделение зон фильтрации и определение скорости фильтрации. Основным геофизическим методом оценки фильтрационных свойств горных пород является резистивиметрия, выполняемая по определенной методике. Суть этой методики заключается в том, что сначала в скважину с помощью перфорированной трубы вносят быстрорастворимую соль, а затем ведут наблюдения за разубо-живанием (изменением концентрации солей) засоленной жидкости, которое происходит в результате поступления вод из пласта в скважину.
Затем, используя формулу (1), была рассчитана скорость фильтрации пластовых вод и построены графики скорости для каждого пласта (см. рис.1). В каждой из исследованных скважин было выделено по одному-двум водоносным горизонтам со средней скоростью фильтрации 0,2-0,4 м/сутки. Но одна скважина, расположенная в юго-восточной части карьера, представляет особый интерес.
По этой скважине выделено несколько водоносных пластов (рис. 2). В интервале 126-172 м наблюдается переток пластовой воды из нижнего пласта (161-172 м) в верхний (126-136 м). Скорость осевого движения воды по скважине составляет 1 м/час. Ниже на забое выделяются еще два водоносных пласта (182-186 м и 191-193 м), при этом в нижнем пласте (191-193 м) наблюдается очень высокая скорость фильтрации - 50 м в сутки, что более чем в 100 раз превышает скорость
фильтрации воды в других скважинах. Надо отметить, что удельное электрическое сопротивление этой воды достигает 40-45 Ом-м, а это более чем в 2 раза выше сопротивления подземных вод, выявленных в других скважинах, так же как и в обнаруженных верхних горизонтах этой же скважины. То есть, в этой воде очень низкое содержание солей, равное 0,15 г/л.
Определить направление движения воды по пласту - в сторону карьера или от него, к сожалению, не удалось. Не удалось также определить и угол наклона пласта.
Для исследования интервала скважины с большой скоростью фильтрации подземных вод была применена новая методика, поскольку стандартная методика в данном случае оказалась неэффективной.
В заключение нужно сказать, что при исследовании скважин, в которых наблюдаются пласты (горизонты) с высокой скоростью фильтрации, необходимо применять нестандартную методику, разрабатывать и применять методы определения направления движения подземных вод и методы определения угла наклона водоносного пласта.
Библиографический список
1. Гаркаленко И. А., Зайченко В.Ю. Методика геофизических исследований скважин. Киев: Наукова думка, 1971. 156 с.
2. Техническая инструкция по проведению геофизических исследований и работ на кабеле в нефтяных и газовых скважинах. М., 2001. 272 с.
Рецензент кандидат геолого-минералогических наук, доцент Иркутского государственного технического университета А.В. Мироманов
