О РАЗЛИЧИИ РЕЗУЛЬТАТОВ СПОСОБОВ ОПРОБОВАНИЯ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ РАЗВЕДКЕ ВЕРХНЕКАМСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ СОЛЕЙ Баяндина Э.О.,Кудряшов А.И.

ООО «НПФ «Геопрогноз»


Номер: 10-2
Год: 2016
Страницы: 221-226
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

Верхнекамское месторождение солей, избирательное истирание керна, нерастворимый в воде остаток солей, поправочные уравнения, способы опробования, Verkhnekamskoe Salt Deposit (VKSD), selective detrition of a core, insoluble in water residue of salt, the correction equations, sampling methods

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Установлено различие содержаний нерастворимого в воде остатка солей (Н.О.) в сильвинитовых пластах Верхнекамского месторождения (ВКМС) по данным бороздового опробования и опробования керна скважин подземного бурения (СПБ), которое обусловлено избирательным истиранием (разрушением) керна. Получены уравнения для корректировки содержаний Н.О. по данным опробования керна скважин подземного бурения. Верхний предел областей функционирования этих уравнений требует уточнения по мере появления новых фактических данных.

Текст научной статьи

Эксплуатационная разведка на шахтных полях калийных рудников Верхнекамского бассейна ведется путем проходки разведочных штреков либо в подстилающей каменной соли, либо непосредственно в рабочих пластах. Расстояние между штреками составляет 600-800 м. Из них вверх «всухую» бурятся скважины с отбором керна до межпластовой каменной соли В-Г. Расстояние между СПБ в среднем составляет 400 м. Если разведочный штрек проходит по рабочему пласту, то скважины бурятся и вверх и вниз. Бурение вниз осуществляется с подливом насыщенного рассола до подошвы пласта КрIIIв. Опробование рабочих пластов и вмещающих их пород осуществляется двумя способами: бороздовым опробованием стенок подземных горных выработок (сечение борозд - 6×3 см или 3×2 см) и отбором проб из керна СПБ. Шаг бороздового опробования - 200-400 м (реже меньше). В зависимости от параметров подготовки шахтных полей общая сеть точек эксплуатационного опробования бывает квадратная (200×200 м), либо прямоугольная (100×300-600 м). В начальный период освоения ВКМС равнозначность применяемых способов опробования сомнению не подлежала. Но в 1964 г. в работе В.Ф. Мягкова и В.И. Раевского было показано, что при бурении подземных скважин снизу вверх имеет место избирательное истирание керна (буровой шлам обогащен Н.О.), «поэтому, несмотря на высокий линейный выход керна, керновые пробы по содержанию нерастворимого остатка непредставительны» [3, с. 10]. Несколько позднее была выполнена крупная НИР «Анализ достоверности запасов, утвержденных ГКЗ СССР по месторождениям калийных солей Белоруссии и Пермской области» (Олифиренко О.В. и др., 1982). При этом было выявлено, что в пределах шахтного поля СКРУ-1 средние содержания Н.О. в основном рабочем пласте КрII по данным бороздового опробования (30 сечений) и опробования керна СПБ (144 сечения) отличаются друг от друга на 0,06%. Авторы отчета делают вывод, что это расхождение случайное. Основываясь на этом выводе и учитывая, что отчет был апробирован ГКЗ, в практике долгое время считалось, что содержания Н.О., полученные этими способами опробования, являются равнозначными и представляют собой единую совокупность. В дальнейшем, при анализе результатов эксплуатационного опробования южной части ВКМС, где сильвиниты в отличие от соликамских участков содержат большее количество Н.О., было замечено, что разница содержаний этого компонента, например, в пласте А при разных способах опробования статистически значима (таблица). Таблица Статистики распределения содержания Н.О. пласта А в пределах шахтных полей южной части ВКМС (по материалам рудников ПАО «Уралкалий») Способ опробования Количество сечений Среднее содержание, % Стандартное отклонение, % Бороздовый 121 2,56 1,06 Керновый 79 2,08 1,15 tрасч = 3,00; tтабл = 1,96. р = 0,05. Расхождение значимо. В связи с этим появилась необходимость более детального сопоставления содержаний Н.О., полученных при различных способах опробования. Совместить в пространстве пункты бороздового опробования и отбора керна СПБ невозможно. В связи с этим сопоставление проведено путем сравнения средних значений содержаний Н.О. в рабочих сильвинитовых пластах, полученных этими способами опробования в пределах относительно небольших частей шахтных полей (участков сравнения данных - УСД). Форма участков - прямоугольная, а их площадь колеблется от 367 до 1800 тыс. м2 (рис. 1). Рис. 1. Пример участка сопоставления данных (пласт А, шахтное поле БКПРУ-4) УСД выделены в пределах шахтных полей южной части ВКМС, так как геохимическое поле Н.О. сильвинитов юга калийной залежи, в целом, отражает весь диапазон содержаний этого компонента, характерный для всего месторождения. Основным критерием для выделения УСД было наличие на его площади не менее двух сечений по каждому из сравниваемых способов опробования (фактически в пределах УСД имеется 8-40 сечений). Кроме того, в каждом сечении пласт должен характеризоваться типичным строением. Важным условием для сопоставления является и то, что СПБ внутри одного УСД должны иметь одинаковое направление бурения. По причине различной технологии проходки скважин выделенные УСД были разделены на две группы: первая - для сопоставления данных о содержании Н.О. по бороздовому опробованию с данными опробования керна восстающих СПБ; вторая - для сопоставления с данными опробования керна нисходящих СПБ. Для первого случая было выделено 115 УСД, в том числе по пласту КрII - 32, по пласту А - 48, по пласту Б - 35. Для второго - 21 УСД (все пласт КрII). После этого в пределах каждого УСД было рассчитано среднее содержание Н.О. по данным опробования керна СПБ (Н.О.К) и среднее содержание этого компонента по бороздовому опробованию. Необходимо отметить, что в условиях ВКМС наиболее достоверным способом опробования является бороздовый способ [1], поэтому содержание Н.О., полученное этим способом принято за истинное и обозначено Н.О.И. В целях отбраковки ураганных значений все первичные выборки по УСД (частные значения содержания Н.О.) подвергались двухпроцедурной обработке. Первая процедура - однократное выделение и отбрасывание значений, не попадающих в интервал Хср± 2σ, (Хср - среднее содержание Н.О. в пределах УСД, σ - стандартное отклонение). Вторая процедура - итеративное исключение крайних значений в выборке до достижения значения коэффициента вариации ≤ 33%. Мерой расхождения сравниваемых данных является разница между содержаниями Н.О.К и Н.О.И, обозначенная буквой греческого алфавита Δ (Δ = Н.О.К - Н.О.И). Для изучения изменения Δ в зависимости от содержаний Н.О.И строились графики расхождения данных (ГРД), в которых по оси Х откладывались значения Н.О.И, а по оси Y - Δ. На рис. 2 приведены исходные ГРД по пластам для случая восстающих СПБ. Рис. 2. Исходные ГРД для восстающих СПБ (красными квадратами обозначены точки, которые не учитывались при последующей обработке) На рисунке видно, что, несмотря на большой диапазон содержаний Н.О.И (0,92-22,26%), динамику расхождений можно достаточно полно проследить только до значения Н.О.И ≈ 12% Поскольку самая правая часть ГРД пласта Б (три точки) далеко отстоит от основной части выборки, поэтому эти точки признаны аномальными и были исключены из дальнейшей обработки. В целях погашения случайных погрешностей проведено сглаживание исходных данных методом скользящего окна (размер окна - 7 значений, шаг скольжения - 1 значение), результаты которого показаны на рис. 3. Рис. 3. Сглаженные ГРД для восстающих СПБ Анализ сглаженных ГРД показал, что в исследуемом интервале значений Н.О.И избирательное истирание керна восстающих скважин имеет прогрессирующий характер и не зависит от текстурно-структурных особенностей сильвинитов (слоистые, массивные). Учитывая общую тенденцию изменения сглаженных ГРД, был построен общий сглаженный график по всем трем пластам (рис. 4). Рис. 4. Общий сглаженный ГРД для восстающих СПБ Используя 112 пар исходных значений (Н.О.И и Δ) с коэффициентом корреляции (r), равным минус 0,71, было получено уравнение ортогональной среднеквадратической регрессии, описывающее этот процесс: Δ = 0,26 - 0,37·Н.О.И. (1) Точка пересечения этого уравнения с осью Н.О.И, в которой расхождение отсутствует (Δ = 0), соответствует началу процесса избирательного истирания керна при бурении восстающих СПБ. Для практики важное значение имеет зависимость вида: Н.О.И = f (Н.О.К), которая была найдена по исходной выборке с получением уравнения ортогональной среднеквадратической регрессии: Н.О.И = 1,46·Н.О.К - 0,05. (2) Ход получения этого уравнения приведен на рис. 5, а область его функционирования по фактическим данным находится в пределах 0,8% < Н.О.К < 6,6%. Рис. 5. Поле корреляции содержаний Н.О.К и Н.О.И для восстающих СПБ (красные точки - значения, не использованные при получении уравнения) По аналогичной методике проведена обработка данных УСД для случая нисходящих СПБ. Анализ полученного ГРД также говорит о прогрессирующем характере избирательного истирания керна, которое можно представить в виде уравнения (рис. 6): Δ = 1,64 - 0,74 · Н.О.И. (3) Рис. 6. Сглаженный ГРД для нисходящих СПБ Прямая (3) пересекает ось Н.О.И в точке со значением 2,22%, где Δ = 0. Это значение практически совпадает с началом избирательного истирания керна при бурении разведочных скважин с поверхности [2]. Как и в предыдущем случае, получено уравнение ортогональной среднеквадратической регрессии, которое рекомендуется для применения на практике с целью корректировки содержаний Н.О., полученных при опробовании керна нисходящих СПБ: Н.О.И = 1,99 · Н.О.К - 0,86. (4) Область функционирования это уравнения по фактическим данным находится в пределах 1,51% < Н.О.К < 4,67% (рис. 7). Таким образом, в ходе обработки фактического материала установлено различие содержаний Н.О. в сильвинитовых пластах ВКМС по данным бороздового опробования и опробования керна СПБ. Это расхождение не хаотично и возрастает по мере увеличения содержания Н.О. в сильвинитах. Предлагаемые уравнения (2 и 4) рекомендуются для корректировки содержаний Н.О., полученных при опробовании керна СПБ. Разумеется, что верхний предел областей функционирования этих уравнений будет уточняться по мере появления новых фактических данных. Рис. 7. Поле корреляции содержаний Н.О.К и Н.О.И для нисходящих СПБ

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.