Научная статья на тему 'Влияние природных факторов на траекторию и форму стволов Кольской сверхглубокой скважины (СГ-3)'

Влияние природных факторов на траекторию и форму стволов Кольской сверхглубокой скважины (СГ-3) Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
278
65
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
Кольская сверхглубокая скважина / физические свойства горных пород / отклонение ствола скважины / Kola Superdeep Borehole / the physical properties of rocks / the deviation of the borehole

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Яковлев Юрий Николаевич, Скуфьин Петр Константинович, Чвыков Олег Сергеевич

На примере I-III стволов Кольской сверхглубокой скважины (СГ-3) рассмотрено влияние природных факторов (условий залегания и прочностных характеристик разбуриваемых пород) на изменение их траектории и формы поперечного сечения в породах протерозойского и архейского комплексов. Основное внимание уделено I и II стволам, проходившимся практически без специальных приемов стабилизации их направления. Для сравнения кратко рассмотрено состояние III и IV стволов, при проходке которых постоянно применялись различные приемы стабилизации их направления. В протерозойской части разреза стволы I и II сохраняют северо-восточное и близкое к северному направление и только на коротких отрезках незначительно отклоняются к северо-западу. Сечение их в основном сохраняется круглым, а в нижней части комплекса – слабо эллипсовидным. В архейской части разреза стволы СГ-3 испытывают многократные отклонения от вертикали и в целом описывают спиралевидную форму, с отклонением от вертикали на 200–500 м; сечение их здесь – всюду эллипсовидное, с превышением длинной оси над короткой в 2–5 раз.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Яковлев Юрий Николаевич, Скуфьин Петр Константинович, Чвыков Олег Сергеевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INFLUENCE OF NATURAL FACTORS ON THE TRAJECTORY AND SHAPE OF THE KOLA SUPER-DEEP BOREHOLE (SD-3)

The influence of natural factors (bedding conditions and strength characteristics of rocks) was studied in the I-III trunks of the Kola Super-deep Borehole (SD-3). These factors affect the trajectory and crosssectional shapes of the borehole in the rocks of Proterozoic and Archean complexes. In the Proterozoic part of the borehole, the Iand II-trunks retain the north-east and close to the northern direction and only short segments differ slightly to the north-west. The cross section of the borehole is nearly round, and in the lower part of the complex, it is slightly elliptical. In Archaean part of the borehole, trunks repeatedly deviate from the vertical direction for 200-500 m and twist spirally in general. The cross-section of the borehole in Archaean rocks is always ellipsoidal, with the 2-5 times excess of the long axis over the short one.

Текст научной работы на тему «Влияние природных факторов на траекторию и форму стволов Кольской сверхглубокой скважины (СГ-3)»

ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК: 622.016.25(470.21)

ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНЫХ ФАКТОРОВ НА ТРАЕКТОРИЮ И ФОРМУ СТВОЛОВ КОЛЬСКОЙ СВЕРХГЛУБОКОЙ СКВАЖИНЫ (СГ-3)

Ю.Н. Яковлев1, П.К. Скуфьин 1, О.С. Чвыков 2

1 Г еологический институт КНЦ РАН

2 НПЦ «Кольская сверхглубокая», г. Заполярный

Аннотация

На примере I-III стволов Кольской сверхглубокой скважины (СГ-3) рассмотрено влияние природных факторов (условий залегания и прочностных характеристик разбуриваемых пород) на изменение их траектории и формы поперечного сечения в породах протерозойского и архейского комплексов. Основное внимание уделено I и II стволам, проходившимся практически без специальных приемов стабилизации их направления. Для сравнения кратко рассмотрено состояние III и IV стволов, при проходке которых постоянно применялись различные приемы стабилизации их направления.

В протерозойской части разреза стволы I и II сохраняют северо-восточное и близкое к северному направление и только на коротких отрезках незначительно отклоняются к северо-западу. Сечение их в основном сохраняется круглым, а в нижней части комплекса - слабо эллипсовидным. В архейской части разреза стволы СГ-3 испытывают многократные отклонения от вертикали и в целом описывают спиралевидную форму, с отклонением от вертикали на 200-500 м; сечение их здесь - всюду эллипсовидное, с превышением длинной оси над короткой в 2-5 раз.

Ключевые слова:

Кольская сверхглубокая скважина, физические свойства горных пород, отклонение ствола скважины.

Введение

В процессе проводки Кольской сверхглубокой скважины (СГ-3) (1970-1994 гг.) в интервале вскрытого разреза от поверхности до глубины 12262 м было пройдено 5 стволов, четыре из которых имели глубину от 11662 м до 12262 м, а пятый, забуренный с отметки 8278 м в апреле 1994 г., уже в августе того же года достиг глубины 8578 м, после чего по приказу Министерства геологии России бурение было прекращено. Коллектив СГ-3 был преобразован в федеральное государственное унитарное дочернее предприятие «Кольская сверхглубокая», сокращен и переориентирован на тщательное изучение вскрытого разреза. Затем в 2007 г. по приказу Министерства геологии России коллектив «Кольской сверхглубокой» после составления заключительного отчета был уволен, а оборудование передано частному предприятию и частично ликвидировано (остались только неохраняемые здания на месте проходки СГ-3 и на базе в г. Заполярном).

В проведении исследований разреза СГ-3 в период 1994-2007 гг. принимали участие сотрудники ряда научных организаций России (Институт геологии и геохимии Уральского отделения РАН, ООО НПУ «Геомир», ОАО Научно-производственное предприятие «ВНИИГИС», ВИРГ-Рудгеофизика, ФГУ НПП «Геологоразведка», Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии (ИГЕМ) РАН, Геологический институт КНЦ РАН и др.).

В процессе проводки СГ-3, заданной вертикально, непрерывно происходили изменения ее направления (т.е. зенитного угла и азимута), а также формы поперечного сечения ствола (кавернозность). Эти изменения и их возможные причины рассматриваются в настоящем сообщении. Подавляющая часть измерений выполнена в первом стволе (до гл. 11540 м), часть -

8

ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 3/2014(18)

Ю.Н. Яковлев, П.К. Скуфьин, О.С. Чвыков

во втором (до гл. 12020 м) и в третьем (12020-12262 м) стволах. Они производились в различное время, как в процессе проводки скважины, так и после прекращения бурения, поэтому частично могут не совпадать. Глубины, достигнутые всеми четырьмя стволами, показаны на рис.

Проекция основных стволов СГ-3:

а) на горизонтальную плоскость (по материалам НПЦ «Кольская сверхглубокая»):

1 - конфигурация стволов; 2 - простирание пород архейского комплекса на отдельных участках; 3 - отметки глубин; 4 - номера блоков архейской части разреза. Интервал 1050011882 м четвертого ствола на рисунке не показан. Вверху - параметры и даты проходки стволов (Материалы НПЦ «Кольская сверхглубокая»); б) на вертикальную плоскость (по материалам НПЦ «Кольская сверхглубокая»), аз. 90-270о

Условия проходки СГ-3

Изменение траектории проходки свойственно всем скважинам глубиной более 1.0-1.5 км. Оно определяется взаимным расположением бурового снаряда и условиями залегания геологических тел (пластов, толщ и т.п.), а также физико-механическими свойствами последних (в основном их прочностными характеристиками). Общеизвестно, что при вертикальном

ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 3/2014(18)

9

Влияние природных факторов на траекторию и форму стволов Кольской сверхглубокой ...

направлении скважины (как в случае СГ-3) и наклонном залегании геологических тел (что свойственно Печенгскому рудному полю) буровой снаряд будет стремиться занять положение нормали к плоскостным элементам разбуриваемых пород [1], а ствол скважины отклонится навстречу падению геологических тел. Если падение последних очень крутое, а угол с осью скважины составляет меньше 30о, то при наличии двух пород с различной прочностью буровой снаряд будет «скользить» вдоль контакта с более прочной породой, и ствол скважины отклонится по направлению падения более прочной породы. В разрезе, вскрытом СГ-3, как в протерозойской, так и в архейской его частях, угол между направлением падения пород и осью скважины составляет 50-80о и лишь на отдельных участках снижается до 40-50о (данные ФГУДП НПЦ «Кольская сверхглубокая», отчет 2006-2007 гг., гл. 2.2). Поэтому на всем протяжении СГ-3 скольжения ее стволов вдоль контактов пород не происходит, что позволяет судить о залегании последних (направлении их падения) на различных участках траектории скважины.

Исходя из этих данных, рассмотрим горизонтальную проекцию траектории стволов СГ-3, главным образом, первого и второго, которые бурились без существенной корректировки их направления. Заметим, что и третий ствол, проходившийся с интенсивной стабилизацией направления, описывает на горизонтальной проекции траекторию, в целом очень близкую к таковой первых двух стволов, но в уменьшенном виде (рис. (а).

Стратиграфическое описание разрезов протерозойского и архейского комплексов, вскрытых СГ-3, содержится в ряде работ [2-4]. Ф.П. Митрофановым с соавторами [5] в протерозойском комплексе разреза выделен самостоятельный горизонт риодацитовых порфиров, ранее считавшихся частью лучломпольской свиты. Ранний вариант стратиграфического расчленения архейского комплекса предусматривал выделение десяти толщ различной мощности и состава [4]. Авторы настоящей статьи со своей стороны отказались от слишком дробного и неравномерного расчленения архейского комплекса СГ-3 и предложили его новую интерпретацию, включающую пять блоков [6]. Ниже приведено авторское разделение архейского комплекса СГ-3 на пять блоков (А - Д), что необходимо для дальнейших построений.

• Блок А. 6840-7600 м. Ствол СГ-3 проходит в северном и северо-восточном направлении. Блок сложен преобладающими гнейсами с высокоглиноземистыми минералами (ВГМ), а также подчиненными гнейсами с высококальциевыми минералами (ВКМ), и прослоями гранатовых амфиболитов.

• Блок Б. 7600-8600 м. Ствол отклоняется в северо-западном направлении. Блок сложен гнейсами с ВКМ и ВГМ, а также подчиненными клинопироксеновыми амфиболитами. В кровельной части располагается пласт железистых кварцитов.

• Блок В. 8600-10100 м. Ствол I и частично ствол II сильно отклоняются в северо-западном направлении, проекции их траекторий близки к прямолинейным. Блок сложен преобладающими гнейсами с ВГМ, отчасти гнейсами с ВКМ и подчиненными амфиболитами (15-20%). В начале интервала (8710-8740 м) находится пласт железо-титановых руд (апогаббровых амфиболитов с высоким содержанием магнетита и ильменита); в блоке присутствуют и тела сильно измененных гипербазитов.

• Блок Г. 10100-11100 м. Стволы I и II резко «поворачивают» в южном и юго-западном направлениях. Блок сложен переслаивающимися гнейсами с ВГМ и ВКМ, подчиненными пластами амфиболитов и железистых кварцитов.

• Блок Д. 11100-12262 м. Все стволы резко отклоняются к юго-востоку. Преобладающие породы - гнейсы с ВКМ, много мелких пластов железистых кварцитов и различных амфиболитов, в том числе и сильно измененных ультраосновных пород.

К данной характеристике разреза архейского комплекса необходимо сделать несколько уточняющих примечаний:

1) существенно амфиболовые породы, слагающие 30-35% мощности архейской части разреза, представлены двумя разновидностями: апогипербазитами и собственно амфиболитами.

10

ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 3/2014(18)

Ю.Н. Яковлев, П.К. Скуфьин, О.С. Чвыков

Первые сложены флогопитом и магниевыми амфиболами, представлены небольшими телами мощностью до 10-20 м, распространены главным образом во втором и пятом блоках. Вторые, резко преобладающие и сложенные роговыми обманками и плагиоклазами, образуют «пласты» мощностью от 1-2 м до 50-60 м разреза. Последние большей частью тяготеют к нижним частям первого-четвертого блоков, а в пятом располагаются в верхней и нижней его частях;

2) четвертый блок занимает особое положение в архейском комплексе разреза: простирание пород в нем близко к таковому в Печенгском рудном поле, но падение их -обратное;

3) по распределению амфиболитов в архейском комплексе разреза границы блоков могут быть скорректированы следующим образом: первый (А) - 6840-7622 м, второй (Б) -7622-8918 м, третий (В) - 8918-10144, четвертый (Г) - 10144-11200 м и пятый (Д) -11200-12260 м. Примечательно, что и по распределению амфиболитов граница третьего и четвертого блоков осталась «незыблемой», что, скорее всего, свидетельствует об особом положении четвертого блока в разрезе комплекса.

4) глубина 12.0 ± 0.2 км стала «критической» для всех стволов СГ-3, в том числе для третьего и четвертого, проходившихся с технологическими приемами их стабилизации.

Отклонение стволов СГ-3 от вертикали и их кавернозность в протерозойском комплексе разреза (0.0-6.8 км)

Соответствующие данные для первого ствола показывают, что он достаточно стабилен как по направлению, так и по кавернозности (табл. 1, 2). Он почти на всем протяжении отклоняется в северо-восточном направлении; зенитный угол в основном варьирует в пределах 1-5о и лишь в отдельных интервалах отклонения от вертикали достигают 7-9о. Максимальные отклонения приходятся на глубины 4850-5380 м и соответствуют лучломпольской и пирттиярвинской свитам. В нижних горизонтах (около 120 м от начала маярвинской свиты, сложенной андезитоидами, и на всем протяжении телевинской свиты, сложенной песчаниками) зенитный угол составляет 5-6о. Направление ствола на всем протяжении комплекса сохраняется северо-восточным (от 5 до 65о) и только в верхней части маярвинской свиты немного отклоняется в северо-западном направлении (табл. 1, № 10). Интенсивность искривления ствола на всем протяжении протерозойского комплекса составляет 1-4о на 100 м проходки. Сечение ствола до пересечения с маярвинской свитой сохраняется условно-круглым, а ниже становится эллипсовидным, с размерами до 230 х 270-400 мм.

Кавернозность на всем протяжении архейского комплекса сохраняется высокой (табл. 4), поперечное сечение стволов большей частью эллипсовидное с размерами 220-240 х 430-570 мм. Коэффициент кавернозности только на отрезках А и Б ствола I (т.е. до глубины 2500-2600 м) составляет 1.21-2.90, а глубже появляются сплошные каверны, вертикальная протяженность которых достигает 60-150 м. В таких кавернах буровой снаряд занимает не строго вертикальное, а наклонное положение, что, возможно, и приводило к авариям с обрывом бурильных труб.

Отклонение стволов СГ-3 и их кавернозность в архейском комплексе разреза (6.8-12.2 км)

В архейском комплексе разреза стволы I и II неоднократно отклонялись от вертикали и в целом описывали спиралевидную траекторию, проекция которой на горизонтальную плоскость имеет вид, близкий к прямоугольному четырехугольнику, вытянутому в северозападном направлении, со сторонами 450-500 х 200-250 м соответственно (рис. (а).

В верхней части архейского комплекса (блок А) ствол I имеет северное и северо-восточное направление, зенитный угол достигает 11о30', а интенсивность отклонения от вертикали составляет 3о38' (табл. 3, № 1). Далее ствол начинает отклоняться в северо-западном направлении (отрезок II), азимут отклонения составляет 310-345°, а интенсивность его варьирует от +2о30' до -3о20' (табл. 3, № 2-5). Затем ствол I, ас глубины 9380 м и ствол II довольно сильно отклоняются к северо-западу (отрезок III) по азимуту 295-300о с интенсивностью от -2о48'

ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 3/2014(18)

11

Влияние природных факторов на траекторию и форму стволов Кольской сверхглубокой ...

до +3о20' (табл. 3, № 6-11). Далее (на отрезке IV) стволы I и II резко поворачивают в югозападном и почти южном направлениях (табл. 3, № 12-14) с интенсивностью от -2о48' до +4о27'. Наконец, на последнем отрезке V (11100-12066 м) ствол II резко поворачивают в юго-восточном направлении, причем интенсивность отклонения от вертикали составляет от -4о00' до + 8о087' (табл. 3, № 15-18).Ствол III проходился с интенсивными поправками его направления, достиг глубины 12266 м, на которой из-за аварии был также оставлен. Последний отрезок ствола III по направлению совпадает с отрезком V.

Примечательно, что проекция ствола III, который проходился с интенсивной технологической стабилизацией его направления, оказалась очень близкой к проекциям I и II стволов, но в значительно уменьшенном виде (рис. (а). Ствол IV, проходившийся, как и ствол III, с интенсивной технологической стабилизацией его направления, достиг максимальной для СГ-3 глубины, на которой из-за аварии был также оставлен. Проекция основных стволов СГ-3 на вертикальную плоскость показана на рис. (б). Получается, что глубина 12.0 ± 0.2 км оказалась «критической» для всех стволов СГ-3; даже стволы III и IV, проходившиеся с интенсивной корректировкой их направления, так и не смогли преодолеть этот рубеж. В целом, изменения траекторий всех стволов скважины в какой-то мере отвечают соответствующим вариациям параметров упругой анизотропии пород отдельных толщ архейского комплекса, что показано Ф.Ф. Горбацевичем по керну СГ-3 [2: 215].

Таблица 1

Изменение зенитного угла и азимута I ствола СГ-3 в протерозойском комплексе разреза (0-6842 м)

№№ п.п. Интервал, м Величина интервала, м Зенитный угол Азимут Интенсивность искривления

от до от до

1 1880-2420 540 1о00' 6о00' 65о 25о +0о56'

2 3080-3160 80 6о00' 3о00' О О 45о -3о45'

3 3420-3530 110 3о30' 5о00' о О (N 25о +2о16'

4 3530-3590 60 5о00' 3о30' 25о 25о -1о22'

5 4590-4660 70 6о00' 3о30' 45о 45о -3о34'

6 4660-4750 90 3о30' 5о30' О О О О Т|- +2о 13'

7 4850-4900 50 5о30' 7о30' 25о 25о +4о00'

8 4980-5090 110 7о30' 5о30' 5о 5о -1о49'

9 5260-5380 120 6о30' 9о30' 5о 5о +2о30'

10 6030-6230 200 8о00' 4о00' 355о 35о -2о00'

11 6320-6400 80 4о00' 2о00' 45о 25о -2о30'

12 6500-6620 120 2о30' 5о00' as о 75о +2о05'

13 6790-6842 52 4о30' 6о30' о О (N 10о +4о00'

12

ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 3/2014(18)

Ю.Н. Яковлев, П.К. Скуфьин, О.С. Чвыков

Кавернозность I ствола СГ-3 в протерозойской части разреза (0-6842 м)

Таблица 2

№ Интервал Максимальный Коэффициент Зенитный Форма каверн (условно) Толщи

п.п. разреза, м размер каверн кавернозности угол, разреза

1 451-2004 403-474 1.02-1.96 0о30' Круглая mt,gd

2 2126-2410 354-433 1.65-2.02 1о00'-6о00' -“- gd

3 2465-3150 304-444 1.42-2.07 6о00'-3о00' -“- gd,zp

4 3400-4490 220 х 290 1.12-1.65 3о00' Эллипсо- видная zp,lch

5 4495-4907 220 х 560 1.12-2.61 3о00'-5о30' -“- -“-

6 4907-5280 220 х 500 1.17-2.34 5о30'-9о30' -“- lch,prt

7 5280-6360 220 х 590 1.12-2.76 9о30'-4о00' -“- prt,ma

8 6374-6842 220 х 620 1.12-2.90 4о00'-6о30' -“- ma,tlv

Примечание. До гл. 451 м измерение каверн не производилось; коэффициент кавернозности определялся по отношению максимального диаметра каверн к номинальному диаметру долота; свиты разреза: mt - матертская, gd - ждановская, zp - заполярнинская, lch - лучломпольская, prt - пирттиярвинская, ma - маярвинская, tlv - телевинская.

Таблица 3

Изменение зенитного угла и азимута I ствола СГ-3 в архейском комплексе разреза (0-6842 м)

№ п.п. Интервал, м Величина интервала, м Зенитный угол Азимут Интенсив- ность искривления Толщи раннего расчле- нения Блоки

1 7520-7630 110 7о30'-11о30' 10о-345о +3о38' I А

2 7690-7900 210 11о30'-6о00' 345о-355о -2о37' II Б

3 7990-8050 60 5о30'-7о00' 355о-345о +2о30' -“- -“-

4 8360-8400 40 8о30'-9о30' 320о-315о +3о45' -“- -“-

5 8440-8470 30 9о30'-10о30' 315о-310о +3о20' -“- -“-

6 8780-9000 120 10о30'-6о30' 305о-310о -3о20' -“- В

7 9000-9100 100 6о30'-10о30' 310о-305о +4о00' -“- -“-

8 9360-9430 70 11о30'-13о30' 295о-295о +2о51' II-III -“-

9 9600-9750 150 13о30'-8о30' 305о-305о -3о20' III-IV -“-

10 9770-9820 50 8о30'-10о30' 305о-300о +4о00' -“- -“-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

11 9930-10000 70 10о30'-12о30' 300о-300о +2о51' -“- -“-

12 10210-10530 320 13о00'-1о00' 335о-95о -3о45' V-VI Г

13 10600-10780 180 1о30'-9о30' 110о-175о +4о27' VI-VII -“-

14 10840-10970 130 10о00'-6о30' 190о-195о -2о42' VIII -“-

15 10990-11090 100 6о30'-10о30' 190о-155о +4о00' -“- Д

16 11210-11290 80 11о30'-18о00' О СП 7 о СП +8о08' -“- -“-

17 11290-11460 170 18о00'-12о00' 130о-130о -4о00' IX -“-

18 11460-11500 40 12о00'-15о00' о СП 7 о СП +7о30' -“- -“-

ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 3/2014(18)

13

Влияние природных факторов на траекторию и форму стволов Кольской сверхглубокой ...

Таблица 4

Кавернозность пород архейской части разреза СГ-3 (6842-12262 м)

№ п.п. Интервал разреза, м Макс. размер каверн, мм Коэффициент кавернозности Зенитный угол Форма каверн (условно) Толщи разреза Блоки разреза Длина каверн м

1 6842-7570 220 х 700 1.17-3.27 6о30'-11о00' Эллипсо- видная I А

2 7570-7892 220х550 1.21-2.57 11о00'-6о00' -“- II Б

3 7892-8250 220 х 570 1.21-2.60 6о00'-9о30' -“- -“- -“-

4 8250-8612 220 х 520 1.21-2.90 9о30' -“- -“- -“-

5 8612-9042 220х450 1.31-2.10 9о30'-6о30' -“- II-III В

6 9042-9348 270х450 1.21-2.30 6о30'-13о30' -“- -“- -“-

7 9348-9590 270 х 500 1.17-2.57 13о30' Условно круглая -“- -“- 60

8 9590-9820 270 х 470 1.40-2.20 13о30'- 10о30' -“- III-IV -“-

10 10145-10424 240 х 470 1.54-2.15 12о30'- 13о30' -“- -“- Г

11 10424-10530 159х220 1.58-2.20 13о00'-1о00' Условно круглая V-VII -“- 150

12 10530-10850 210х480 1.30-2.24 9о30' Эллипсо- видная VIII -“-

13 10850-11153 180х420 1.07-2.20 9о30'-11о30' -“- IX -“-

14 11153-11335 210х430 1.17-2.10 11о30' Условно круглая -“- Д 60

15 11335-11540 240х430 1.02-2.00 11о30'-8о30' -“- -“- -“-

16 11540-11710 260 х 440 1.12-1.87 8о30'-11о00' Эллипсо- видная -“- -“-

17 11710-12020 230х410 1.36-1.87 11о00' -“- X -“-

18 12020-12097 220 х 470 1.27-2.20 11о00'-8о30' -“- -“- -“-

19 12097-12212 230х440 1.53-2.52 8о30' -“- -“- -“-

20 12212-12262 230х440 1.12-2.06 8о30'-10о00' -“- -“- -“-

Примечание. Оценка кавернозности выполнена по 3 стволам СГ-3, а именно: в интервале разреза 6842-11540 м по I стволу, а далее по II (11540-11710 м) и III стволам (11710-12262 м).

Заключение

Анализ траекторий четырех стволов СГ-3 и их поперечных сечений на различных интервалах позволяет отметить следующие особенности ее проходки:

• в пределах протерозойского комплекса разреза (0.0-6.8 км) ствол скважины отклоняется в северном и северо-восточном направлении согласно правилу о стремлении бурового агрегата занять положение перпендикуляра к плоскости падения разбуриваемых пород. Поперечное сечение ствола скважины на всем протяжении комплекса сохраняется близким к круглому, иногда слабо эллипсовидному, с небольшой разницей между осями эллипса.

• в пределах архейского комплекса разреза (6.8-12.2 км) ствол скважины испытывает многократные отклонения от вертикали. В целом, горизонтальные проекции стволов I и II, проходившихся без тщательной стабилизации их направления, имеют вид прямоугольного четырехугольника, вытянутого в северо-западном направлении. Породы, соответствующие противоположным сторонам этого четырехугольника, имеют близкое простирание, но противоположное падение. Примечательно, что горизонтальные проекции стволов III и IV, проходившиеся с тщательной стабилизацией их направления, в целом аналогичны таковым I и II

14

ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 3/2014(18)

Ю.Н. Яковлев, П.К. Скуфьин, О.С. Чвыков

стволов, но имеют значительно меньшие размеры. Кавернозность стволов скважины в архейской части разреза значительно выше, чем в протерозойской. Сечение каверн большей частью эллипсовидное, с превышением длинной оси эллипса над короткой в 2-5 раз. Вертикальная длина отдельных каверн достигает 60-120 м, что превышает длину бурового снаряда и могло послужить причиной аварий.

• глубины всех главных стволов СГ-3 весьма близки и находятся в интервале 500-600 м, который явился каким-то «неодолимым препятствием», хотя по составу пород он не сильно отличается от вышележащих толщ.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шафрановский И.И. Симметрия в природе. М.: «Недра», 1998. 184 с. 2. Кольская сверхглубокая. М. «Недра», 1984. 490 с. 3. Кольская сверхглубокая. М.: МПР, РАН, 1998. 255 с. 4. Архейский комплекс в разрезе СГ-3. Апатиты: МГ СССР, АН СССР, 1991. 185 с. 5. Интрузивное тело риодацитовых порфиров в разрезе пород раннепротерозойского Печенгского комплекса Кольской сверхглубокой скважины / Ф.П. Митрофанов, П.К. Скуфьин, Т.Б. Баянова и др. // Доклады АН. 2001. Т. 380, № 4. С. 540-544. 6. Геолого-геохронологическое расчленение архейского комплекса в разрезе Кольской сверхглубокой скважины / Ю.Н. Яковлев, Т.Б. Баянова, Д.М. Губерман и др. // Материалы III Всероссийского совещания «Общие вопросы расчленения докембрия». Апатиты, 2000. С. 284-287.

Сведения об авторах

Яковлев Юрий Николаевич - к.г.-м.н., главный геолог НПЦ «Кольская сверхглубокая» (19942008 гг.).

Скуфьин Петр Константинович - д.г.-м.н., ведущий научный сотрудник; e-mail: [email protected]

Чвыков Олег Сергеевич - старший геофизик НПЦ «Кольская сверхглубокая» (2001-2008 гг.)

ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 3/2014(18)

15

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.