Методы разведочного бурения

Тип работы:
Дипломная
Предмет:
Геология


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Введение

Разведочные работы на трубке им. В. Гриба проводятся на основании лицензии АРХ 248 КР, выданной ОАО «Архангельскгеолдобыча» и в соответствии с протоколом ГКЗ МПР РФ № 176 от 15 марта 2002 года.

По результатам оценочных работ, проведенных на трубке в 1996—2001 гг., составлен отчет с подсчетом запасов алмазов и разработано ТЭО временных кондиций, которые прошли государственную экспертизу. Решением ГКЗ МПР РФ утверждены запасы алмазов категории C1 до глубины 310 м, категории С2 до глубины 610 м. Отмечена высокая обоснованность прогнозных ресурсов алмазов категории Р1 до глубины 1030 м. Учитывая особенности геологического строения и обоснованный в ТЭО способ разработки (первоочередная отработка в интервале глубин 260−1030 м подземным способом с доработкой запасов до глубины 260 м открытым способом во вторую очередь), для повышения экономической ценности месторождения рекомендована разведка его глубоких горизонтов с переводом прогнозных ресурсов в запасы промышленных категорий.

Предлагаемая проектная методика разведочных работ мало отличается от таковой при оценочных работах. Основное отличие это увеличение глубин разведочных скважин с 300−500м до 700−1030м. Общий проектный объем разведочного бурения по сравнению с оценочной стадией уменьшается на 22%. При разработке проекта учтены требования «Инструкции по применению классификации запасов к коренным месторождениям алмазов», инструктивные документы по охране окружающей среды и технике безопасности при проиводстве геологоразведочных работ.

В результате проведения разведочных работ будут получены геологические, гидрогеологические, горнотехнические, технологические и экономические данные, необходимые для обоснования постоянных кондиций и составления проекта разработки месторождения; разработано ТЭО постоянных кондиций; подсчитаны запасы алмазов промышленных категорий до глубины 1050 м.

1. Геолого-методическая часть

1. 1 Географо-экономические условия проведения работ

Месторождение алмазов им. В. Гриба расположено в западной части Мезенского района Архангельской области, в 115 км к север-северо-востоку от г. Архангельск, в 25 км к северо-востоку от месторождения алмазов им. М. В. Ломоносова (рис. 1). Географические координаты центра месторождения: 65°30' 26″ с.ш. и 41° 25' 31″ в.д.

1.1.1 Орография

Район месторождения представляет собой заболоченную и залесенную пологоволнистую равнину, пересеченную речными долинами и многочисленными карстовыми логами, осложненную озерными и болотными западинами и карстовыми воронками. Преобладающие абсолютные высоты поверхности составляют 110−125 м. Максимальные отметки до 140 м наблюдаются на юго-западе по левому берегу р. Падун. Болота, вместе с заболоченными участками леса, занимают около 65% площади. Болота моховые, кустарниково-моховые, ровные, мелкобугристые или грядово-мочажинные, иногда заросшие редким мелким лесом, часто с центральной труднопроходимой частью. Мощность торфа от 1,5−2 до 5 м. Участок непосредственно месторождения представляет собой плоскую равнину с абсолютными отметками 105−112 м и общим понижением на восток к оз. Черное. Береговые склоны оз. Черное крутые (40−50°) высотой 40 метров, изрезаны узкими логами-промоинами.

1.1.2 Освоенность района

Район практически не освоен, населенные пункты и транспортные пути отсутствуют. От г. Архангельск до месторождения алмазов им. М. В. Ломоносова построен грунтовый автопроезд круглогодичного действия, далее до трубки им. В. Гриба действует лишь автозимник. Ближайший крупный транспортно-энергетический и промышленный район, включающий Г. Г. Архангельск, Северодвинск и Новодвинск, находится в 115 км к юго-западу от месторождения. В районе развиты деревообрабатывающая, лесохимическая, судостроительная и судоремонтная отрасли промышленности, производство стройматериалов. Имеются незадействованные мощности крупных строительных и дорожно-строительных организаций.

1.1.3 Сведения о полезных ископаемых

Известные в районе полезные ископаемые относятся к группе неметаллических — это алмазы и строительные материалы. Месторождение алмазов им. М. В. Ломоносова расположено в 25 км юго-западнее трубки им. В. Гриба. Специализированные работы на строительные материалы для дорожного и промышленного строительства в районе месторождений не проводились. По материалам геологосъёмочных и поисковых работ известны проявления строительных песков, песчано-гравийных смесей, глин и суглинков, известняков и доломитов.

1.2 Изученность месторождения

Трубка им. В. Гриба открыта в феврале 1996 г. при заверке бурением магнитной аномалии 441 в процессе геологического изучения Верхотинской площади. В том же году на трубке были начаты оценочные работы.

Оценка месторождения проведена путем создания системы горизонтальных и вертикальных разведочных сечений посредством вертикальных и наклонных оконтуривающих скважин диаметром 112 мм. Для отбора крупно объёмных валовых проб пройдены скважины большого диаметра (шурфо-скважины) 560 мм. Запасы алмазов верхних горизонтов трубки до глубины 300 м (горизонт — 200 м) оценены по категории С1, -нижних до глубины 600 м (горизонт — 500 м) — по категории С2. До глубины 1030 м (горизонт -920 м, подошва вмещающих отложений венда) определены прогнозные ресурсы алмазов категории Р1 Разведочная сеть для блоков подсчета запасов категории С1 — 60×60 м, изучение глубоких горизонтов проведены единичными скважинами. Максимальная глубина вскрытия трубки 920 м (скважина 70). Направление разведочных профилей северо-восточное (азимут 41°) и северо-западное (азимут 131°), согласуется с направлением наибольшей изменчивости вытянутости контуров трубки на средних и глубоких горизонтах.

В целом оценочные работы и степень разведанности месторождения определяются объемом выполненных работ. Всего пройдено 69 скважин (общий метраж составил 20 227,7м) в том числе, вертикальных по разведочной сети 41 скважина (11 487,7м), и 28 наклонных скважин для оконтуривания рудного тела (8740м). Пробурено 7 скважин большого диаметра общим объемом 2084 м и 27 скважин гидрогеологических, иинженерно-геологических общим объемом 4440,9 м.

Оконтуривание трубки проведено по её поверхности, кровле жерла, на горизонтах -100 м, -200 м и -400 м наклонными скважинами по разведочным профилям. Контакты трубки с вмещающими породами на разных отметках вскрыты 39 скважинами в 40 точках. Контакт между кимберлитами и туфо-, ксенотуфобрекчиями вскрыт 15 скважинами на разных отметках в 21 точке. Поверхность трубки пересечена в 62 точках, отложения кратерной фации на полную мощность вскрыты в 44 пересечениях, из них: породы первой пачки в 44, второй — в 51, третьей — в 21 и четвертой — в 20 пересечениях. По породам жерловой фации пройдено 47 скважин, из которых 44 вскрыли кимберлиты (II фаза внедрения) и 17 — туфо-, ксенотуфобрекчии (I фаза внедрения).

Для оценки представительности кернового опробования и наработки партии алмазов для стоимостной оценки пробурено 7 скважин большого диаметра (560 мм), равномерно расположенных в контуре жерла трубки. Скважины бурились до горизонта — 200 м в точках, сопряженных с местами заложения оценочных скважин (диаметр 112 мм).

Оценка алмазоносности проведена по данным обогащения 718 керновых проб общей массой 106,4 т, отобранных из 64 разведочных пересечений (скважин), по перекрывающим отложениям — 49 проб массой 3,3 т из 48 скважин, по вмещающим породам -53 пробы массой 3,6 т из 37 скважин. Представительность кернового опробования подтверждена по 85 крупно объёмным пробам общей массой 1031,5 т.

Гидрогеологические, инженерно-геологические условия месторождения изучены в объеме необходимом для предварительного гидрогеологического, инженерно -геологического обоснования способа вскрытия и разработки месторождения, оценки возможных водотоков в горные выработки, предварительной геоэкологической оценки воздействия условий отработки на окружающую среду.

С этой целью изучались водоносные горизонты и комплексы горных пород, перекрывающих и вмещающих отложений, а также доизучение комплексов пород, выполняющих трубку до глубины 500 м, с использованием части оценочных скважин в процессе бурения специальных гидрогеологических центральных, наблюдательных в объеме 4440,9 п. м в комплексе с опытно-фильтрационными, режимными исследованиями.

При проведении откачек основной объем опробования был направлен на изучение падунского, урзугского комплексов, их взаимосвязь между собой и с выше и ниже залегающими комплексами и озером Черное. Всего было выполнено 5 кубовых откачек 2 пробные откачки и 32 прокачки скважин.

Режимные наблюдения проводились за уровнями, температурой, расходами, химическим составам подземных поверхностных вод. Режим подземных вод изучался по 19 скважинам и 7 родникам в период с 1998 по 2001 г. г.

Режимные наблюдения за поверхностными водами проводились на озерах Черное и Безымянное (гидропосты 1,2) в период с 1998 по 2001 г. г. Гидрометрические наблюдения были организованы на реках Кукомка, Черная (гидростворы 1,2) в 2000—2001 гг. г.

В процессе гидрогеологических, инженерно-геологических исследований был выполнен большой объем опробования, проведен комплекс лабораторных анализов на определение общего химического состава подземных, поверхностных вод 83 анализа, на микрокомпоненты -15 анализов, водорастворимые газы — 6 анализов, а так же определение физико-механических свойств горных пород.

1.3 Геологическое строение месторождения

1.3.1 Положение трубки в общей геологической структуре района и геофизических полях

Трубка им. В. Гриба расположена в центральной части Зимнебережного алмазоносного района, в Верхотинском поле кимберлитов и оливиновых мелилититов. В структурно-тектоническом плане она находится в пределах Верхотинского поднятия Ручьевского выступа кристаллического фундамента, вблизи зоны глубинного разлома северо-западного направления, разграничивающего Ручьевский выступ и Падунский грабен. Глубина залегания фундамента около 1100 м. Приурочена к оперяющему (кимберлитовмещающему) разлому северо-восточного простирания. Зона кимберлитовмещающего разлома мощностью около 25 м вскрыта скважиной 141 на южном фланге трубки в интервале глубин 143−236 м. Падение юго-западное под углом 80°. Сложена обломками песчаников и алевролитов, погруженных в песчано-глинистую основную массу. К северу от трубки продолжение этой зоны вскрыто, гидрогеологической скважиной 6П. Здесь в разрезе золотицкой подсвиты отмечаются прослои дезинтегрированных до песка песчаников, содержащих угловатые обломки аргиллитов, алевролитов и включения магматического материала.

По электропроводимости породы трубки не отличаются от вмещающих отложений, лишь на её восточном фланге фиксируется проводящий объект глубинного залегания размером 100×150 м. В локальном магнитном поле выражена слабоконтрастной аномалией интенсивностью 9 нТл, эпицентр которой смещен к востоку от геометрического центра трубки на 200 м, что, вероятнее всего, обусловлено восточным направлением (под углом 75°) вектора намагниченности пород выполняющих трубку.

1.3.2 Вмещающие и перекрывающие породы

Трубка прорывает слаболитифицированные осадочные породы верхнего рифея и верхнего венда, а перекрывается толщей терригенно-карбонатных пород среднего карбона и рыхлых четвертичных отложений.

Краткая характеристика комплекса вмещающих пород

Вмещающие трубку отложения изучены до глубины 500 м от дневной поверхности в объёмах падунской и мезенской свит верхнего венда. Характеристика нижней части разреза приводится по аналогии с разрезом структурной скважины 1200-Падун, пройденной в 15 км к северо-западу от месторождения.

Рифейские отложения представлены толщей переслаивания алевролитов и аргиллитов зеленовато-серой, коричневато-серой, коричневой окраски. Отмечаются тонкие прослои пестроцветного мелкозернистого песчаника. Предполагаемая мощность 50 м.

На рифейских отложениях залегают породы редкинского горизонта венда, объединенные в усть-пинежскую свиту, для которой характерно преобладание аргиллитов при подчиненном значении алевролитов и песчаников. Окраска пород в основном, зелено-цветная, серо-цветная с локальным (по вертикали) развитием шоколадно-коричневых пачек, соответствующих трем туфогенным горизонтам (лямицкой, верховской, вайзицкой подсвитам). В основании разреза залегает пачка разнозернистых полевошпат-кварцевых и аркозовых песчаников и гравелитов. По лито логическим признакам в составе усть-пинежской свиты выделяются снизу-вверх: тамицкая, лямицкая, архангельская, верховская, сюзьминская и вайзицкая подсвиты.

Контакт с подстилающими отложениями рифея проводится по подошве горизонта полевошпат-кварцевых, аркозовых песчаников и гравелитов, а граница с вышезалегающими отложениями котлинского горизонта устанавливается по контрастной смене зеленоцветной окраски пород на пестроцветную и красноцветную и резкому возрастанию роли песчанистой составляющей разреза. Мощность отложений усть-пинежской свиты 500−520 м. Скважиной 10Ц вскрыты отложения вайзицкой подсвиты в интервале глубин 482,6−500 м, представленные аргиллитами, содержащими тонкие (до 1 см) прослои туфов.

Залегающие выше отложения котлинского горизонта венда подразделяются на мезенскую и падунскую свиты. В составе мезенской сбиты выделяются (снизу вверх): ергинская и мельская подсвиты, объём падунской свиты соответствует золотицкой подсвите.

Отложения ергинской подсвиты вскрыты скважиной 10ц в интервале глубин 406,3−482,6 м. Представлены толщей грубого, местами тонкого переслаивания аргиллитов, алевролитов и песчаников. Преобладающими являются аргиллиты и алевролиты, песчаники занимают 15−20% мощности разреза. Окраска пород пестроцветная, обусловленная чередованием серых, зеленовато-серых, красновато-коричневых разностей пород. Аргиллиты и алевролиты плотные, нередко с тонкой горизонтальной слоистостью. Песчаники мелкозернистые, кварцевые на железо-глинистом цементе, плотные, массивные, иногда горизонтально-слоистые. На контакте с отложениями мельской подсвиты породы выветрелые до глиноподобного состояния. Мощность 77,2 м.

Отложения мельской подсвиты представлены толщей грубого неравномерного переслаивания красноцветных аргиллитов, алевролитов и песчаников. Аргиллиты и алевролиты присутствуют примерно в равных объёмах, песчаники занимают в разрезе 20−30%. Мощность мельской подсвиты 171,4 м.

Завершают разрез вмещающих пород, отложения золотицкой подсвиты падунской свиты, полные разрезы которой вскрыты 7 скважинами. Он сложен красноцветными песчаниками с маломощными редкими прослоями алевролитов и аргиллитов. По степени глинистости выделяются нижняя и верхняя пачки примерно равной мощности. В нижней пачке прослои алевролитов и аргиллитов составляют до 16% объёма, верхняя пачка более однородная по составу, сложена практически полностью песчаниками. Цемент железистый, железисто-глинистый.

Аргиллиты и алевролиты красновато-коричневой, темно-коричневой окраски, иногда с мелкими пятнами, линзочками и прослойками серовато- бледно-зеленого цвета. Контакт с отложениями мельской свиты четкий, резкий. Уверенно проводится во всех вскрытых разрезах по подошве прослоя (прослоев) светло-серых средне- и крупнозернистых, до гравелитистых песчаников на кварц-карбонатном цементе, содержащих уплощенную гальку бурых аргиллитов и алевролитов. Мощность золотицкой подсвиты 160−165 м.

Краткая характеристика комплекса перекрывающих пород

Трубка перекрыта среднекаменноугольными и четвертичными отложениями, суммарная мощность которых изменяется от 52,6 м (скв. 47) до 82,6 м (скв. 48). Наибольшие мощности перекрывающих отложений в северо-восточной части трубки.

Четвертичные отложения характеризуются изменчивостью литологического состава как по площади, так и по разрезу и переменными мощностями, которые варьируют от 3 м (скв. 98) до 19,3 м (скв. 134). Средняя мощность 12,8 м. Представлены толщей переслаивания суглинков и песков, с линзами супесей и глин. В целом в разрезе преобладают суглинки. Отмечается увеличение доли песчаных прослоев в разрезе в центральной части площади месторождения. Суглинки темно-серые, желтовато-бурые, плотные, с мелкими линзочками и тонкими прослойками тонкозернистого глинистого песка, с гравием, галькой и мелкими валунами карбонатов и пород гнейсо-гранитового комплекса до 5−10%. Пески буровато-серые разнозернистые глинистые, с гравием, галькой и мелкими валунами до 10−15%. Отмечаются небольшие гнезда и линзы, сложенные преимущественно гравийно-галечным материалом. Супеси развиты в верхних частях разреза под почвенно-растительным слоем, а глины преимущественно на контакте с подстилающими породами.

Среднекаменноугольные отложения представлены олмугско-окуневской (нерасчлененными), воереченской и урзугской свитами.

Под четвертичными отложениями повсеместно залегают доломиты и доломитизированные известняки олмугской и окуневской нерасчлененных свит. Породы желтовато-серые, светло-серые, белые, выветрелые до состояния карбонатной «муки» или дресвяно-щебенистого материала, местами плотные, монолитные, окремненные, с конкрециями серых кремней. Мощность от 11 м (скв. 64) до 26 м (скв. 117), средняя 18,4 м.

Отложения воереченской свиты представлены зеленовато-серыми тонкомелкозернистыми песчаниками на глинисто-карбонатном цементе, содержащими мелкие линзочки глинистых известняков и доломитов. В кровле развиты линзовидные прослои (мощность 1,5−3 м) пестроцветных (зеленовато-серых с коричневыми пятнами) аргиллитов и аргиллитоподобных глин. Мощность не выдержана, изменяется от 2,4 м (скв. 48) до 19,3 м (скв. 133).

На размытой поверхности трубки залегают отложения урзугской свиты. Литологический состав пород достаточно однороден. Разрез сложен слабосцементированными тонко- мелкозернистыми кварцевыми песчаниками. Цемент карбонатно-глинистый, ожелезненный (40−50%). Обломочная часть на 90−95% состоит из зерен кварца, до 5% обломки кварцитов и эффузивов кислого состава, 2% полевые шпаты. По особенностям литологического состава и окраске пород в разрезе свиты выделяются три пачки: верхняя — песчаники коричневато-серые, оранжево-серые с линзами серых, глинистые, слабосцементированные, мощность 13 м; средняя — песчаники коричневато-оранжевые однотонные, мелкозернистые, рыхлые, мощность 10 м; нижняя — песчаники оранжево-коричневые с линзами-прослоями (мощностью 5−15 см) зеленовато-серых, желтовато-зеленых, с примесью гравийного материала и мелких (1−2 см) угловато-округлых обломков карбонатного состава, мощность 3−3,5 м. В отложениях урзугской свиты установлены минералы-спутники алмаза: пикроильменит и гранаты пироп-альмандинового ряда. Контакт с породами кратерной фации трубки четко фиксируется визуально по керну и по данным каротажа. Мощность изменяется от 16,8 м (скв. 47) до 39,9 м (скв. 48), средняя 26,6 м.

1.3.3 Морфология, внутреннее строение и условия залегания трубки

В плане по поверхности трубка имеет ромбовидноокруглую форму, вытянутую в северо-восточном направлении (аз. 25°). С глубиной вытянутость ее в этом направлении возрастает, трубка приобретает грушевидную форму с зауженным южным концом. В вертикальном разрезе трубка представляет собой обращенный конус с раструбом в верхней части.

Рельеф поверхности трубки сравнительно ровный с общим наклоном на восток, осложнен в центральной части тремя небольшими изометричными поднятиями и впадиной с превышениями от 5 до 15 м.

Абсолютные отметки поверхности варьируют от +25 до +50 м, средняя +42,7 м. Кратерный раструб имеет чашеобразную форму с крутыми почти симметрично наклонными (угол 55−70°) бортами. Выполнен разнообразными вулканокластическими, вулканокласто-осадочными и осадочными породами: от кварцевых глинистых песчаников и брекчий осадочных пород до кимберлитовых туффитов и туфов.

Мощность отложений кратерной фации изменяется от 67,2 м (скв. 140) до 145,2 м (скв. 89) и составляет в среднем 110,1 м. Наименьшие мощности в южной части трубки, наибольшие — в центральной. В её разрезе (сверху вниз) выделяются различающиеся по составу и содержанию кимберлитового материала четыре пачки пород:

пачка 4 — глинистые песчаники с небольшим количеством магматического материала;

пачка 3 — переслаивание туфов, туффитов и туфопесчаников;

пачка 2 — песчаники и туфопесчаники с прослоями, линзами туфов, туффитов и брекчий осадочных пород;

пачка 1 — брекчии вмещающих пород с прослоями, линзами туффитов, туфопесчаников, кимберлитов.

Границы между пачками проводятся с некоторой долей условности, по преобладанию того или иного типа пород. Две верхние пачки (n3 и n4) развиты лишь в восточной части кратера, вложены в породы второй пачки и занимают около 1/3 площади его поверхности. Две нижние пачки (n1 и n2) развиты по всей площади кратера, причем нижняя на его поверхность не выходит.

Верхняя пачка (n4)сложена буровато-красными глинистыми песчаниками с примесью кимберлитового материала до 5% и редкими обломками вмещающих пород. Полная вскрытая мощность изменяется от 0,4 м (скв. 49) до 30 м (скв. 95), средняя — 11,2 м.

Отложения третьей пачки (n3) картируются на поверхности трубки в виде узкой полосы шириной 5−15 м, обрамляющей с запада выход пород четвертой пачки, и трех изолированных небольших выходов у восточного контура диатремы. Выполняют асимметричное углубление в породах второй пачки. Западный склон углубления крутой (угол 40−50°), восточный пологий (15−20°). Абсолютные отметки кровли изменяются от +10 до +40 м, наименьшие в районе скважин 48, 114. Полная вскрытая мощность изменяется от 5,2 м (скв. 42) до 54,2 м (скв. 49) и в среднем составляет 21,3 м. Наращивание мощностей происходит от периферии к средней части площади развития пород данной пачки. В строении пачки принимают участие песчаники, туфопесчаники, туффиты и туфы. Северная, западная и южная периферийные части разреза сложены туфопесчаниками, восточная -преимущественно туффитами. Разрез пачки в центральной части площади, отвечающей зоне наибольших мощностей, представлен толщей линзовидного переслаивания туффитов и туфопесчаников. Мощность прослоев от 2 до 15 м.

Отложения второй пачки (п2) развиты по всему кратеру, занимают около 2/3 площади его поверхности. Поверхность кровли имеет ступенчатый характер. Приподнятая, сравнительно ровная с небольшим уклоном на восток в западной части на границе с породами третьей пачки резко погружается, затем снова выравнивается, несколько приподнимаясь к бортам диатремы. Перепад абсолютных отметок поверхности кровли между западной и восточной частями от 40 до 70 м. Сложена пачка туфопесчаниками и песчаниками с примесью кимберлитового материала, при незначительном преобладании первых. В северо-восточной части в разрезе отмечаются прослои и линзы туффитов мощностью от 2 до Юм. Мощность второй пачки сравнительно выдержанная, на большей части площади её развития она равняется 50−60 м. В северо-восточной части выделяются два локальных участка (район скважин 89, 91, 93, и 123) с мощностями более 70 м и расположенная между ними логообразная (с вершиной в районе скважины 48) зона сокращенных (менее 40 м) мощностей. Средняя мощность пачки 55,9 м.

Нижняя (n1) пачка сложена туффитами, туфами, туфопесчаниками, брекчиями осадочных пород, кимберлитами. В объёме резко преобладают туфы и туффиты. Строение пачки неоднородное как по площади, так и по разрезу. Крайняя восточная часть сложена преимущественно туфопесчаниками и брекчиями осадочных пород, центральная — толщей линзовидного переслаивания туффитов, туфов и туфопесчаников, остальная — туффитами и брекчиями осадочных пород. Линзовидные прослои брекчий осадочных пород развиты преимущественно в основании разреза на контакте с породами жерла, их максимальные мощности до 15−20 м фиксируются в прибортовых частях кратера. Кимберлиты встречаются в нижней приконтактовой части разреза пачки, преимущественно в центральной части кратера. Залегают в виде небольших линзовидных прослоев, линз. Мощность от 0,2 до 10,7 м (скв. 85). В отдельных разрезах вскрывается от одного-двух до четырех (скв. 86, 9ц) кимберлитовых прослоев.

Большая часть поверхности кровли нижней пачки — ровная с уклоном на восток, с абсолютными отметками от -5 до -25 м. В восточной части осложнена понижением с абсолютными отметками днища -60 м, -70 м. Мощность изменяется от 3,6 м (скв. 123) до 78,1 м (скв. 73), средняя 40,8 м. Максимальные мощности в центральной части, минимальные — на юго-востоке.

Поверхность жерла сравнительно ровная, погружается с севера и юга к центру трубки. Абсолютные отметки изменяются от -20 до -95 м, а глубина залегания от дневной поверхности варьирует от 130 до 205 м. Относительные превышения над центральной частью на юге 75 м, на севере — 30 м, на западе — 45 м и на востоке — 25 м. Диатремовая часть имеет юго-западное склонение под углом 80−85°, характеризуется чашеобразным расширением в интервале глубин 300−400 м на севере, востоке и участками на западе. Контакты крутые под углом около 85° с падением к центру, на юго-западном фланге на глубинах 150−200 м меняют направление падения на обратное.

Выполнено жерло породами двух фаз внедрения. Породы I фазы — туфо- и ксенотуфобрекчии — слагают приконтактовый реликтовый останец в южной части диатремы. Поверхность его ровная, плавно погружающаяся с юга (абс. отметки -30, -40 м) к центру трубки до абс. отметок — 130 м. По форме останец напоминает перевернутую треугольную пирамиду с искаженными гранями и основанием. Восточной и западной гранями являются плоскости контакта трубки с вмещающими породами венда, северной — плоскость контакта с породами II фазы внедрения — кимберлитами. Направление падения контакта между кимберлитами и туфо-ксенотуфобрекчиями юго-западное под углами 75°-85°. Туфо- и ксенотуфобрекчии занимают около 28% объема рудного тела. Остальная, основная часть диатремовой части трубки выполнена породами II фазы внедрения — кимберлитами. Рудный столб кимберлитов представляет собой крутопадающее, сужающееся с глубиной тело с грибообразным, полностью перекрывающим реликтовый останец туфо- и ксенотуфобрекчии, расширением в верхней части на юге. Мощность кимберлитов, перекрывающих породы I фазы внедрения в южной части трубки, варьирует от 20 м до 60 м.

Контакты трубки с вмещающими породами четкие, резкие. В приконтактовых зонах наблюдается брекчирование пород и многочисленные карбонатные разнонаправленные прожилки, особенно в зоне эндоконтакта. Мощность зоны брекчирования вмещающих пород достигает 10 м.

В зоне эндоконтакта в породах увеличивается примесь ксеногенного материала. Вмещающие породы на контакте иногда в различной степени окварцованы или ороговикованы. В них отмечаются единичные мелкие апофизы кимберлитов (скв. 117, инт. 228,2−228,6 м). Контакты между кимберлитами и туфо- ксенотуфобрекчиями также четкие и резкие, уверенно устанавливаются визуально по керну и по каротажу. Кимберлит в приконтактовой зоне в той или иной степени брекчирован, иногда содержит обломки туфо-, ксенотуфобрекчии. Широко развиты тонкие карбонатные прожилки. Переходы между туфобрекчиями и ксенотуфобрекчиями постепенные, эти разности выделяются с некоторой долей условности по содержанию ксеногенного материала.

1. 4 Гидрогеологическая характеристика месторождения

Гидрогеологиские условия месторождения характеризуются системой гидровлически взаимосвязанных между собой водоносных горизонтов и комплексов, обводняющих тело трубки.

В зависимости от условий залегания, расположения по отношению к рудному телу трубки в разрезе гидрологические подразделения представляют перекрывающую и вмещающие толщи.

Перекрывающая толща сложена практически безводными четвертичными отложениями, с дренированными в верхней части разреза карбонатными образованиями олмугско-окуневской свиты, обводненными отложениями урзугской свиты. Вмещающий комплекс состоит в различной степени из обводненных терригенных песчаников, аргиллитов, алевролитов падунской и мезенской свит венда. Водоносные комплексы собственно трубки представлены туфогенно-осадочными образованиями кратерной и кимберлитами жерловой фации.

По результатам выполненных работ установлено, что гидрогеологические условия месторождения характеризуются как сложные. Перекрывающие и вмещающие (до глубины 230м) трубку отложения характеризуются высокой степенью обводненности (водопроводимость 100−250 м2/сут.). Ниже глубин 230 м вмещающие породы слабоводоносные (водопроводимость до 4 м2/сут.). Породы, выполняющие трубку, также слабо обводнены.

1.5 Геологические задачи и методы их решения

1.5.1 Геологические задачи

Разведка глубоких горизонтов трубки будет производиться путем создания системы горизонтальных и вертикальных разведочных сечений посредством бурения вертикальных и наклонных скважин диаметром 112 и 93 мм. Глубина разведки в соответствии с ТЭО кондиций 1030 м (горизонт — 920 м). Разведочная сеть для блоков категории C1 60×60 м, блоки категории С2 вскрываются единичными скважинами. Учитывая степень изученности верхних горизонтов, оконтуривание трубки будет проведено на горизонтах -300 м, -400 м и -500 м для блоков подсчета запасов категории с1 и на горизонте -700 м для блоков категории С2.

Подсечение контактов трубки с вмещающими породами будет производиться как вертикальными разведочными скважинами, так и специально планируемыми для этих целей наклонными скважинами и дополнительными искусственно-направленными стволами, проходимыми из вертикальных разведочных скважин. Подсечение контактов между кимберлитами и туфо- ксенотуфобрекчиями будет проведено этими же скважинами, поэтому дополнительных объёмов бурения для этих целей проектом не предусматривается.

Для изучения и подсечения кимберлитовмещающего разлома на юго-западном и северо-восточном флангах за пределами трубки предусматривается бурение двух наклонных скважин (угол 75°) глубиной по 300 м.

Оценка алмазоносности будет проводиться по керновым пробам, отбираемым 20-метровыми интервалами с учетом литолого-петрографических типов пород.

Для изучения фонового состояния окружающей среды, оценки воздействия на нее проводимых геологоразведочных работ и будущей разработки месторождения проектом предусматривается опробование всех её основных компонентов и проведение специальных биоэкологических, гидробиологических и ихтиологических исследований.

Подсчет запасов алмазов будет выполняться способом геологических блоков. До глубины 610 м (горизонт -500 м) запасы оцениваются по категории C1, в интервале глубин 610−1030 м по категории С2. Высота блоков подсчета запасов категории C1 — 100 м, категории C2 — 200−220 м.

1.5.2 Опробование

С целью изучения вещественного состава, текстурно-структурных особенностей и физико-механических свойств кимберлитов, вмещающих и перекрывающих пород, для изучения вещественного состава глубинных включений в породах жерловой фации, для изучения основных гидрогеологических горнотехнических параметров проектом предусматривается отбор проб на различные виды анализов.

Штуфное опробование

Для изучения вещественного состава пород жерловой фации штуфное опробование проводится по керну скважин глубиной 1030 (№№ 55, 60) и скважин глубиной 660 м (№ 58). Штуфы керна размером 25 см, массой 2−3 кг отбираются через 40 м. При сложном строении полезной толщи штуфы должны характеризовать каждую петрографическую разновидность. Из каждого штуфа отбираются навески (пробы) на силикатный, минералогический анализы, образец для изготовления шлифа и петрографического описания породы. Учитывая наличие петрографических разновидностей, предусматривается отбор 90 проб на силикатный, минералогический и петрографический анализы из 90 штуфов.

На полуспектральный анализ отбираются сколки керна 4-метровыми интервалами (сплошной бороздой) по породам кратерной и жерловой фаций по скважине 60 на 15 элементов. Количество проб — 244.

В целом, с учетом результатов опробования на оценочной стадии, в процессе, петрография кимберлитовых пород, их химический и минералогический состав будут изучены на всю глубину разведки.

Отбор штуфных проб на палеомагнитный анализ производится из керна скважины 11уп по вмещающим породам, шаг опробования 2−3 м. Количество проб на палеомагнитный анализ составит 443. Палеомагнитные исследования будут выполнены на 443 образцах в отделе палеомагнитных реконструкций ВНИГРИ (Всероссийский нефтяной научно-исследовательский геологоразведочный институт) по договору.

Проектом также предусмамтривается продолжение отбора образцов сохранного керна по продуктивной толще разведочных скважин с целью воспроизводства разреза скважин после завершения разведочных работ. Штуфы керна размером 10 см отбираются через 5 м, распиливаются на камнерезном станке и одна часть упаковывается в полиэтилен.

Объём бурения по продуктивным породам составляет 15 048 пог.м. При плановом выходе керна 80% количество керна составит: 15 048×0,8=12 038 пог.м.

Количество образцов будет равно 12 038: 5 = 2408

Всего из штуфных проб отбирается:

на силикатный анализ — 90 проб

на минералогический — 120 проб

на петрографический анализ — 120 проб

на спектральный анализ — 244 пробы

образцы на сохранный керн — 2408 образцов.

Отбор монолитов

Для изучения инженерно-геологических условий месторождения им. В. Гриба опробованию подлежат связные породы, полускольные и скольные.

Монолиты отбираются из гидрогеологических и ряда разведочных скважин для определения плотности, объёмной массы, влажности, сопротивление сжатию, разрыву и на другие виды анализов.

Дополнительно по скважинам 55, 58, 104, 9Ц для определения объёмной массы и влажности будет производиться отбор парафинированных образцов-монолитов по породам жерловой фации через 20 м. Отбор и парафинирование производится сразу же после подъёма керна. Общее количество монолитов 138. По скважине 55 отбор образцов-монолитов производится из одного штуфа, что и на минералогию.

Обработка образцов сохранного керна

Ввиду того, что отсутствуют нормы времени на этот вид работ, предполагается использовать нормы на отбор проб из керна на химический анализ с учетом поправочного коэффициента 1,5 на распиловку и упаковку образцов.

Керновое опробование

Предусматривается по всем скважинам, вскрывшим продуктивные породы, для изучения алмазоносности и характера распределения алмазов глубоких горизонтов. Пробы будут отбираться 20-метровыми интервалами и отправляться на обогащение. Каждая литолого-петрографическая разновидность при мощности более 10 м опробуется отдельно. В пробу отбирается весь материал, оставшийся после отбора образцов и проб для проведения лабораторных исследований. Для изучения алмазоносности базальных горизонтов отложений урзугской свиты и вмещающих пород венда в зоне экзоконтакта будут отбираться 10-метровые керновые пробы. Перед отправкой на обогащение пробы упаковываются в деревянные ящики непосредственно на участке работ и взвешиваются. Общий объём бурения по продуктивным породам составляет 15 048 пог. м, из них по породам кратерной фации — 2200 пог. м, по породам жерловой фации — 12 848 пог.м. По перекрывающим отложениям объём кернового опробования составляет 240 пог. м (24 пробы) и вмещающим породам — 320 пог. м (32 пробы). Общее количество керновых проб по продуктивным породам составит: 15 048: 20 = 753, в том числе:

по породам кратерной фации — 2200: 20 = 110 проб

по породам жерловой фации — 12 848: 20 = 643 пробы

Технологией бурения предусматривается проходка по продуктивным породам диаметром 112 — 76 мм, по перекрывающим — диаметром 112 мм и по вмещающим — 93 — 76 мм.

При плановом выходе керна 80% и до 10% отбора проб и образцов на другие виды анализов количество керна, подлежащего керновому опробованию, составит:

15 048×0,8 = 10 835 пог. м

Объёмная масса отложений урзугской свиты составляет 2,07 г/см3, вмещающих пород венда — 2,04 г/см3, средняя объёмная масса пород кратерной фации — 2,10 г/см3 и пород жерловой фации — 2,28 г/см3. При бурении диаметром 112 мм по кимберлитовым брекчиям диаметр керна равен 90 мм, при бурении диаметром 93 мм, диаметр керна — 70 мм, при бурении диаметром 76 мм, диаметр керна — 55 мм. Средний вес одной пробы при бурении диаметром 112 мм по породам кратерной фации составит 164 кг, по породам жерловой фации — 184 кг. При бурении диаметром 93 мм по породам жерловой фации средний вес одной пробы — 140 кг и при диаметре 76 мм — 96 кг.

Средний вес одной 10-метровой пробы при бурении диаметром 112 мм по отложениям урзугской свиты составит 65 кг и 10-метровой пробы по вмещающим породам при бурении диаметром 112 мм — 70 кг, при диаметре 76 мм — 48 кг.

Таким образом, при производстве работ будет отобрано 809 керновых проб общим весом 137,5 т, из них по перекрывающим отложениям — 1,6 т, по вмещающим породам венда — 2,2 т, по породам кратерной фации — 16,4 т, по породам жерловой фации — 117,3 т.

Затраты времени на опробовательские работы — в таблице 1.1.

Отбор проб на термохимический анализ

Для определения содержания алмазов класса -0,5 мм предусматривается отбор проб для термохимического разложения. Опробование проводится по кимберлитам второй фазы внедрения из 1−2 скважин. Вес пробы до 2 кг. Предусматривается отобрать 25 проб общим весом 50 кг.

Термохимическое разложение выполняется в Производственном химико-аналитическом центре ОАО «Архангельскгеолдобыча».

1.5.3 Обогащение

Обогащение керновых проб

Работы по обогащению кернового материала будут выполняться на обогатительной фабрике в пос. Поморье по технологической схеме, обеспечивающей извлечение кристаллов +0,5 мм. Извлечение алмазов из геологических проб производится с применением различных методов подготовки и обогащения: дробления, измельчения, классификации, грохочения, отсадки, виброконцентрации, рентгенолюминесцентной и магнитной сепараций, деления в тяжелых жидкостях, выборке алмазов под микроскопом.

Материал керновых проб на обогатительной фабрике додрабливается кувалдой вручную до -200 мм и подается в мельницу мокрого самоизмельчения ММС-1,2−0,3, где происходит избирательное измельчение до крупности -5 мм. Измельченный материал самотеком поступает в зумпф пескового насоса НП-1М, который перекачивает пульпу в гидроциклон ГЦР-150 для обесшламливания и сгущения. Сгущенный материал подвергается грохочению на грохоте ГВ-0,6.

Обезвоженный материал крупностью -5+0,5 мм направляется на обогащение в отсадочную машину типа МОД-0,2, хвосты отсадки самотеком направляются на виброконцентратор типа ПОУ-4−2М. Концентраты отсадки (основной) и виброконцентрации (контрольной) направляются в цех доводки для дальнейшей концентрации на электромагнитном сепараторе типа СЭМ-138, на рентгенолюминесцентном сепараторе АР-1, визуальной выборкой и разделением в тяжелой жидкости с удельным весом 2,9.

Всего предлагается обогатить 809 керновых проб общим весом 137,5 т.

1.5.4 Сводный объем работ

Таблица 1.1 Сводный объем работ

Вид работ

Расчетная единица

Объем

1

Бурение скважин

Скв/пог. метр

25/21 690

2

ГИС

пог. метр/отр-смен

147 120/228

3

Отбор проб:

Керновое опробование для изучения алмазоносности:

по породам кратерной фации

по породам жерловой фации

на силикатный анализ;

на минералогический анализ;

на петрографический анализ;

на спектральный полуколич. анализ, на15 элементов

Проба

Проба

Проба

Проба

Проба

Проба

Проба

1521

110

643

90

120

120

244

4

Лабораторные исследования:

Минералогические исследования

Химический анализ горных пород

Петрографические исследования

Спектральный анализ

Физики — механические свойства

Проба

Проба

Проба

Проба

Проба

Проба

1432

480

90

480

244

138

Таблица 1.2 Распределение объёмов разведочного бурения по группам скважин и категориям пород

Катег. пород

Вертикальные скважины

Наклонные скв. (75о)

Дополнит. стволы, d — 76 мм

Беск.

колонк. в слож. услов.

Колонк

Беск.

колонк в слож. услов.

Колонк

первый

второй

колонк в слож. услов.

колонк

колонкв слож. услов.

колонк

Скважины глубиной 300 м (144,61) — III гр.

III

-

-

-

15,6

-

-

-

-

-

-

IV

-

-

-

33,2

-

20,0

-

-

-

-

V

-

-

-

6,4

-

478,0

-

-

-

-

VIII

-

-

-

44,8

-

-

-

-

-

-

X

-

-

-

2,0

-

-

-

-

-

-

Скважины глубиной 420 м (116) — IV гр.

III

7,8

-

-

-

-

-

-

-

-

-

IV

16,6

10,0

-

-

-

-

-

-

-

-

V

3,2

120,0

10,0

-

-

-

-

-

-

-

VII

-

229,0

-

-

-

-

-

-

-

-

VIII

22,4

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Х

1,0

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Скважины глубиной 480−520 м (115, 122) — IV гр.

III

15,6

-

-

-

-

-

-

-

-

-

IV

33,2

20,0

-

-

-

-

-

-

-

-

V

6,4

140,0

20,0

-

-

-

-

-

-

-

VII

-

718,0

-

-

-

-

-

-

-

-

VIII

44,8

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Х

2,0

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Скважины глубиной 590−630 м (92, 105, 120) — V гр.

III

23,4

-

-

-

-

-

-

-

-

-

IV

49,8

30,0

-

-

-

-

-

-

-

-

V

9,6

360,0

30,0

-

-

-

10,0

10,0

10,0

10,0

VII

-

1257

-

-

-

-

120,0

-

95,0

-

VIII

67,2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Х

3,0

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Скважины глубиной 650−670 м (80, 96, 69, 108, 57, 58, 59) — V гр.

III

23,4

-

-

31,2

-

-

-

-

-

-

IV

49,8

30,0

-

66,4

40,0

-

-

-

-

-

V

9,6

360,0

30,0

12,8

150,0

858,0

20,0

20,0

-

-

VII

-

1407

-

-

1388

-

180,0

-

-

-

VIII

67,2

-

-

89,6

-

-

-

-

-

-

Х

3,0

-

-

4,0

-

-

-

-

-

-

Скважины глубиной 750−820 м (77, 106, 56) — V гр.

III

23,4

-

-

-

-

-

-

-

-

-

IV

49,8

30,0

-

-

-

-

-

-

-

-

V

9,6

360,0

30,0

-

-

-

10

10

10

10

VII

-

1767

-

-

-

-

85

-

90

-

VIII

67,2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Х

3,0

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Скважины глубиной 860−900 м (9ц, 75) — VI гр.

III

7,8

-

-

-

-

-

-

-

-

-

IV

16,6

10,0

-

-

-

-

-

-

-

-

V

3,2

130,0

20,0

-

-

-

-

-

-

-

VII

-

1049

-

-

-

-

-

-

-

-

VIII

22,4

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Х

1,0

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Скважины глубиной 1010−1030 м (60, 62, 104, 54, 55) — VI гр.

III

39,0

-

-

-

-

-

-

-

-

-

IV

83,0

50,0

-

-

-

-

-

-

-

-

V

16,0

560,0

10,0

-

-

-

20

20

20

20

VII

-

4255

-

-

-

-

250

-

320

-

VIII

112,0

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Х

5,0

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Скважины глубиной 1050 м (130, 11уп, 12уп) — VI гр.

III

15,6

-

7,8

-

-

-

-

-

-

-

IV

33,2

20,0

26,6

-

-

-

-

-

-

-

V

6,4

110,0

1981,2

-

-

-

-

-

-

-

VII

-

879,0

-

-

-

-

-

-

-

-

VIII

44,8

-

22,4

-

-

-

-

-

-

-

Х

2,0

-

1,0

-

-

-

-

-

-

-

Итого

1020

13 901

2189

306

1578

1356

695

60

545

40

2. Техническая часть

2.1 Анализ ранее выполненных буровых работ

Трубка им. В. Гриба открыта в феврале 1996 г. при заверке бурением магнитной аномалии 441 в процессе геологического изучения Верхотинской площади. В том же году на трубке были начаты оценочные работы.

Оценка месторождения проведена путем создания системы горизонтальных и вертикальных разведочных сечений посредством вертикальных и наклонных оконтуривающих скважин диаметром 112 мм. Для отбора крупно объёмных валовых проб пройдены скважины большого диаметра (шурфо-скважины) 560 мм. Запасы алмазов верхних горизонтов трубки до глубины 300 м (горизонт — 200 м) оценены по категории С1, -нижних до глубины 600 м (горизонт — 500 м) — по категории С2. До глубины 1030 м (горизонт -920 м, подошва вмещающих отложений венда) определены прогнозные ресурсы алмазов категории Р1. Разведочная сеть для блоков подсчета запасов категории С1 — 60×60 м, изучение глубоких горизонтов проведены единичными скважинами. Максимальная глубина вскрытия трубки 920 м (скважина 70).

В целом оценочные работы и степень разведанности месторождения определяются объемом выполненных работ. Всего пройдено 69 скважин (общий метраж составил 20 227,7м) в том числе, вертикальных по разведочной сети 41 скважина (11 487,7м) и 28 наклонных скважин для оконтуривания рудного тела (8740м). Пробурено 7 скважин большого диаметра общим объемом 2084 м и 27 скважин гидрогеологических, иинженерно-геологических общим объемом 4440,9 м.

Оконтуривание трубки проведено по её поверхности, кровле жерла, на горизонтах -100 м, -200 м и -400 м наклонными скважинами по разведочным профилям. Контакты трубки с вмещающими породами на разных отметках вскрыты 39 скважинами в 40 точках. Контакт между кимберлитами и туфо-, ксенотуфобрекчиями вскрыт 15 скважинами на разных отметках в 21 точке. Поверхность трубки пересечена в 62 точках, отложения кратерной фации на полную мощность вскрыты в 44 пересечениях, из них: породы первой пачки в 44, второй — в 51, третьей — в 21 и четвертой — в 20 пересечениях. По породам жерловой фации пройдено 47 скважин, из которых 44 вскрыли кимберлиты (II фаза внедрения) и 17 — туфо-, ксенотуфобрекчии (I фаза внедрения).

2.1.1 Перечень применяемых на объекте установок, инструментов и сопутствующих работ

Работа организована по вахтам (15 дней) без, выходных дней'' по 12 часов за смену днем и ночью. В зимнее время года применяются подогревающие помещение буровые вентиляторы, а для промывочной жидкости — водогрейки. Воду для приготовления буровых растворов привозят с озера на трелевочном тракторе; для хозяйственного использования — из водозаборных скважин.

Фабрика по обогащению алмазов располагается в 40 км от местоположения трубки кимберлита им. В. Гриба.

Рабочие спят в особых помещениях на 2−3 человека (, Балках") в 150 м от буровых. Пожарный водоем — в 20 м от жилых помещений. Обеспечение электроэнергией — от передвижных дизельных генераторов.

Доставка рабочего класса и оборудования осуществляется на автомобиле КамАз, до поселка Тучкино (где находится обогатительная фабрика) и на вездеходах ГТТ до места работ. Геофизические станции на месте работ — на вездеходах ГТС.

В ГРП 2-е установки ЗИФ-1200МР, 2-е ЗИФ-650 и 1-а СКБ-4П.

Бескерновое бурение осуществляется до глубины 190 м.

Типоразмер породоразрушающего инструмента: 3ДРШ-132М, III93Т-ГНУ-2, СМ4−112, СА4−112, СА6−112 и СА4−112.

Диаметр и длина колонкового набора соответственно 108 мм и 4−5м.

Трубы СБТМ-50 и ЛБТН-54.

Геофизические исследования: ГК, КМВ, КС, ГГК-П, ИК.

Расход промывочной жидкости: 80−100 л/мин, плотность глинистого раствора 1,15−1,2 г/см3, вязкость 25−30 сек, водоотдача менее 10 см3, содержание песка до 4%.

выход керна 60−70%, кусковатость 5−7;

Подъем и спуск КБТ — на прямом канате.

Наблюдаемые осложнения и аварии, недостатки:

— прихват бурового инструмента при подъеме после бурения шарошкой;

— сильные вибрации КБТ при бурении дробящей шарошкой с двумя цапфами;

— резкое повышение давления при промывке скважины от шлама (без бурения),

— зафиксированное на манометре бурового насоса;

— поглощение промывочной жидкости на определенных интервалах;

— поломка привода станка.

2.1.2 Геолого-технические условия бурения

Трубка им. В. Гриба расположена в центральной части Зимнебережного алмазоносного района, в Верхотинском поле кимберлитов и оливиновых мелилититов. В структурно-тектоническом плане она находится в пределах Верхотинского поднятия Ручьевского выступа кристаллического фундамента, вблизи зоны глубинного разлома северо-западного направления, разграничивающего Ручьевский выступ и Падунский грабен. Глубина залегания фундамента около 1100 м. Приурочена к оперяющему (кимберлитовмещающему) разлому северо-восточного простирания.

В соответствии с геологическим заданием бурение скважин предусматривается:

1. Для оконтуривания трубки на различных горизонтах, изучения внутреннего строения и алмазоносности.

2. Для изучения гидрогеологических и инженерно-геологических условий месторождения.

3. Для проведения крупнообъёмного опробования пород кратерной и жерловой фаций с целью наработки партии алмазов для стоимостной оценки.

Предусматривается бурение колонковых скважин и скважин большого диаметра (СБД). Всего будет пробурено 31 скважина общим объёмом 22 590 п.м. глубиной от 300 до 1050 м, в том числе 3 скважины большого диаметра глубиной по 300 м.

С учетом материалов геолого-методической части проекта и собранных в период производственной практики данных определяем основные свойства горных пород: буримость, абразивность, трещиноватость, устойчивость, проницаемость и пр.

Физико-механические свойства горных пород, слагающих разрез скважины, представлены в таблице 2.1.

Объединенный показатель по буримости найдем по формуле

,

где коэффициент динамической прочности, а коэффициент абразивности.

Для доломитов и известняков доломитистых окремненных

Таблица 2.1 Основные физико-механические свойства горных пород

Геологический индекс

Название пород

Геологическая колонка

Интервалы

Твердость по штампу, МПа

Коэффициент абразивности

Коэффициент динамической прочности

Степень устойчивости

Трещиноватость

Проницаемость

Интервалы возможных осложнений

Q

Супеси, суглинки

0−10

250

-

-

неустойчивые

-

прони-цаемые

Возможны обвалы и поглощения промывочной жидкости

С2ОL-OK

Доломиты, известняки доломитистые окремненные

10−30

3000

0,8

9,6

устойчивые

слабо-трещиноватые

непроницаемые

-

С2Ur

Песчаники кварцевые глинистые

30−70

4000

1,3

8,2

устойчивые

слабо-трещиноватые

проницаемые

Возможны обвалы и поглощения промывочной жидкости

ND3-C2

Туфы, туффиты, Туфопесчаники

70−190

4000

1,0

14,4

устойчивые

слабо-трещиноватые

слабопроницаемые

Возможны зашламование и прихват бурового снаряда

I2D3-C2

Кимберлит базальтоидный (массивный)

190−640

2000

0,9

8,1

устойчивые

слабо-трещиноватые

непроницаемые

-

V2Up

Алевролиты, аргиллиты

640−1050

1500

0,5

11

устойчивые

слабо-трещиноватые

непроницаемые

Возможно зашламование

2. 3 Проектирование конструкции скважины

Конструкция скважины — это характеристика буровой скважины, определяющая изменение ее диаметра с глубиной, а также диаметры и длины обсадных колонн, установленных в скважине (рис. 2. 1).

Основными факторами, определяющими конструкцию скважины, являются ее целевое назначение, требуемый конечный диаметр, геолого-технические условия и глубина бурения.

Конечный диаметр, скважины зависит от минимально допустимых диаметров керна, обеспечивающих необходимую достоверность опробования; от размеров геофизической и другой скважинной аппаратуры, применяемой при геофизических, гидрогеологических и других исследованиях в скважине; а также от принятого способа бурения и типа породоразрушающего инструмента.

С целью разработки наиболее экономичной конструкции скважины следует стремиться к уменьшению конечного диаметра скважины, но без ущерба достоверности опробования месторождения. Это позволяет не только повысить устойчивость стенок скважины и сократить необходимое количество колонн обсадных труб, спускаемых в скважину, но и получить более высокие технико-экономические показатели бурения.

При выборе конструкции скважины необходимо стремиться к составлению наиболее простых конструкций — одноколонных; следует избегать применения потайных колонн обсадных труб и ступенчатости открытого ствола скважины.

Проектирование разведочной скважины начинается с определения конечного диаметра скважины. Конечный диаметр бурения выбирается из условия получения качественной геологической информации, т. е. получение достаточного по весу кернового материала и проведения необходимых исследований. Для кимберлитовых месторождений алмазов допустимый диаметр керна должен быть не менее 60 мм, поэтому выбираем конечный диаметр бурения 93 мм для представительности пробы на химический анализ.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой