2020-09-27
266
Поскольку данная лабораторная работа основана на примерах разрезов угленосных бассейнов мира, которые в общих чертах обнаруживают сходство, то более подробно рассмотрим, в качестве примера, главные черты строения угленосных отложений Донбасса.
Продуктивная толща Донбасса представляет собой типичную угленосную формацию, сложенную генетически и парагенетически связанными слоями. В ее разрезах подавляющее количество слоев связано постепенными переходами. Резкие контакты между слоями составляют не более 2-3% от всех контактов.
С учетом генетических и парагенетических связей между слоями как по вертикали, так и по горизонтали разрез угленосной толщи А.Г. Кобилевым и В.С. Лазаревым предложено разделять на следующие парагенетические комплексы:
- надизвестняковый морской регрессивный;
- подугольный переходный регрессивный;
- надугольный переходный регрессивный;
- надразмывной континентальный трансгрессивный;
- надугольный переходный трансгрессивный;
- подизвестняковый морской трансгрессивный.
Каждый из указанных комплексов в идеальном развитии содержит несколько слоев различной мощности и качества. Однако, далеко не всегда в конкретных разрезах наблюдается идеальная последовательность. Часто она нарушается с сохранением определенной направленности хода осадконакопления. Последовательность в разрезе отмеченных комплексов представлена на рис. 3.
| регрессия трангрессия |
| Подизвестняковый морской трангрессивный Надугольный переходный трангрессивный Надразмывной континентальный трангрессивный Подразмывной континентальный регрессивный Подугольный переходный регрессивный Надизвестняковый морской регрессивный |
Рис. 3. Последовательность слоев в циклотеме Восточного Донбасса
Часто возникает необходимость выделять еще два комплекса:
- угольно – угольный;
- известняково - известняковый.
Первый комплекс представляет собой серию слоев, залегающих между угольными пластами, а второй - сложен слоями, заключенными между известняками.
Основной единицей геологического разреза, а также и парагенетического комплекса является слой. В строении угольной толщи Донбасса принимают участие слои следующих горных пород:
- известняки;
- аргиллиты (глинистые сланцы);
- алевролиты (песчаные сланцы);
- песчаники;
- гравелиты;
- конгломераты;
- угли.
Кроме этого, выделяются также и типы смешанных пород: углистые сланцы, песчаные известняки, известковые аргиллиты, известковистые алевриты, известковистые песчаники и другие.
В фациальном отношении породы угленосной толщи Донбасса можно отнести к трем укрупненным фациальным типам:
- морским (бассейновые, и далее в скобках по Л.Б.Рухину);
- переходным (паралическим);
- континентальным (лимническим).
В любом разрезе угленосной толщи удается сравнительно легко выделять отмеченные фациальные типы. Принято считать, что известняки и генетически связанные с ними породы накапливались в морских условиях. Угли являются представителями континентальных фаций. К переходным фациям относятся породы, образование которых происходило в лагунных условиях (лагуны, дельты, приморские озера и т.п.).
Чередование или сочетание в разрезах угленосных отложений Донбасса вышерассмотренных парагенетических комплексов по своему объему отвечает циклотеме, в понимании Дж. Уэллера и В.Т. Фролова. Количество элементов в них достигает 7-8, а число разновидностей слагающих пород 15-20, которые образуют до 20-30 слоев. Из их переслоя образуются элементарные циклы. Полные циклиты представляют собой типичные прорециклиты, мощность которых находится в пределах 20-30 м. Начинаются они обычно косослоистыми морскими песчаниками (выносы речных дельт) часто с конгломератами в основании.
Выше по разрезу они сменяются тонким переслоем песчаников, алевролитов и аргиллитов (отложения лагун, заливов с относительно спокойной динамической обстановкой). Выше по разрезу последние перекрываются алеврито-глинистыми осадками с углем (отложения лагун и болот), на которых вновь залегают алеврито-глинистые осадки, но со следами жизнедеятельности животных, с редкими морскими окаменелостями и с прослоями песчаников или известняков. Завершается полный разрез циклотемы песчаниками, которые постепенно вверх по разрезу становятся все более грубозернистыми и сменяются в конце маломощным (10-15 см) конгломератом. Слоистость в них обычно крупная разнонаправленная косая, отмечаются кальцитовые конкреции и редкие морские двустворки. Затем разрез в общих чертах вновь повторяется и начинается новая циклотема. Иногда она начинается с размыва и представлена рециклитом с пластом угля в основании. Это указывает на то, что в конце предыдущего цикла произошло осушение территории, а затем вновь наступает ее заболачивание.
Одной из серьезных проблем в циклическом анализе остается вопрос о проведении границ циклотем. Даже при изучении угленосных разрезов на этот счет имеются разные точки зрения. Одни исследователи считают, что границы циклотем нужно проводить по линиям несогласия, размыва или конгломератам, другие - по известнякам, третьи - по угольным пластам. В настоящей работе предлагается принять за их границы подошву угольного пласта. В случае его отсутствия границу следует проводить по смене регрессивных серий отложений на трансгрессивные, границы между которыми часто фиксируются размывом.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Выбрать вариант индивидуального задания в соответствии с номером в списке группы или по указанию преподавателя (прил 4.1; 4.3).
2. Составить разрез, состоящий из последовательности слоев соответствующего варианта задания. Мощность каждого слоя задать, исходя из суммарной мощности разреза. Мощность угольного пласта принять равной 0,8-2 м.
3. Выделить в разрезах циклотемы, приняв за их границы подошву угольного пласта. В случае отсутствия в разрезе какой -либо циклотемы угольного пласта, ее границу следует провести по смене трансгрессивной серии отложений на регрессивную или по линии несогласия или размыва.
4. Произвести корреляцию циклотем во всех трех разрезах, приняв за реперные или маркирующие поверхности аномальные пласты угля или известняка или аномальные по своему строению и мощности циклотемы.
5. Полученные результаты с описанием методики и хода выполнения работы представить на листах формата А4, оформленных в соответствии с требованиями к рукописным работам в КемГУ, на проверку преподавателю (прил. 4.2).
ПРИЛОЖЕНИЯ
к лабораторной работе № 4 «Расчленение и корреляция
разрезов ритмостратиграфическим (циклостратиграфическим) методом»
Приложение 4.1
Варианты заданий
| № варианта | Задание | № варианта | Задание |
| 1 | I-А, II-Б, III-В | 14 | VI-Б, VII-В, VIII-А |
| 2 | II-А, II-Б, III-В | 15 | VII-Б, VIII-В I-Б |
| 3 | III-А, IV-Б, V-В | 16 | VIII-Б, I-А, II-Б |
| 4 | IV-А, V-Б, VI-В | 17 | I-В, II-А, III-Б |
| 5 | V-А, VI-Б, VII-В | 18 | II-В, III-А, IV-Б |
| 6 | VI-А, VII-Б, VIII-В | 19 | III-В, IV-А, V-Б |
| 7 | VII-А, VIII-Б, I-В | 20 | IV-В, V-А, VI-Б |
| 8 | VIII-А, I-Б, II-В | 21 | V-В, VI-А, VII-Б |
| 9 | I-Б, II-В, III-А | 22 | I-А, II-В, III-Б |
| 10 | II-Б, III-В, IV-А | 23 | I-Б, III-А, IV-В |
| 11 | III-Б, IV-В, V-А | 24 | I-В, II-Б, V-А |
| 12 | IV-Б, V-В, VI-А | 25 | II-А, III-Б, IV-А |
| 13 | V-Б, VI-В, VII-А | 26 | II-Б, III-В, IV-Б |
Приложение 4.2
Пример выполнения работы
Приложение 4.3
Вариант I
| Номер слоя | Описание слоя | Мощность слоя |
| 9 | Сланцы с железистыми конкрециями | Суммарная мощность разреза 35 – 70 м |
| 8 | Известняки с морской фауной | |
| 7 | Черные сланцы с большими конкрециями | |
| 6 | Уголь, мощность до 1,2 м | |
| 5 | Черный глинистый сланец с растительными остатками | |
| 4 | Известняк без морской фауны, мощность 0,5-1,7 м | |
| 3 | Песчаный сланец | |
| 2 | Песчаники грубозернистые с примесью гальки косослоистые | |
| 1 | Размыв |
Задания
| I-А | I-Б | I-В |
| 2, 3, 4,5, 6, 7, 8, 9, 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 | 2, 4, 5, 6, 7, 8. 9, 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 | 3, 4, 5, 7, 8, 9,1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. 8, 9, 1, 2, 4, 5, 7, 8, 9 |
Вариант II
| Номер слоя | Описание слоя | Мощность слоя |
| 6 | Алевролиты с остатками морских беспозвоночных | Суммарная мощность разреза 30 – 80 м |
| 5 | Аргиллиты с солоновато-водной фауной | |
| 4 | Уголь | |
| 3 | Аргиллиты стигмариевые | |
| 2 | Аргиллиты с морскими остатками | |
| 1 | Песчаники мелкозернистые косослоистые с растительными остатками |
Задания
| I-А | I-Б | I-В |
| 1, 2, 3, 4,5, 6, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3, 5, 6, 1, 2, 3, 4, 5, 6 | 6, 1, 3, 4, 5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1, 3, 4, 5, 6, 1, 2, 3 | 2, 3, 4, 5, 6, 1, 2, 3, 5, 6, 1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3, 4, 5, 6 |
Вариант III
| Номер слоя | Описание слоя | Мощность слоя |
| 8 | Размыв | Суммарная мощность разреза 95-120 м |
| 7 | Аргиллиты с брахиоподами, криноидеями и пелициподами | |
| 6 | Известняки с брахиоподами и фузулинами | |
| 5 | Аргиллиты с морской фауной | |
| 4 | Аргиллиты с растительными остатками и остракодами | |
| 3 | Уголь, мощность до 0,8 м | |
| 2 | Аргиллиты стигмариевые | |
| 1 | Песчаники мелкозернистые и грубозернистые, слоистость волнистая и косая, растительные остатки |
Задания
| III-А | III-Б | III-В |
| 7, 8, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 2, 3, 4, 5 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 1, 2, 4, 5, 7, 8, 1, 2, 3, 4, 5, 7 | 4, 5, 6, 7, 8, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 2, 3, 4, 6, 8, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 |
Вариант IV
| Номер слоя | Описание слоя | Мощность слоя |
| 8 | Песчаники мелкозернистые с остатками морских беспозвоночных | Суммарная мощность разреза 20 – 50 м |
| 7 | Аргиллиты с солоновато-водной фауной | |
| 6 | Аргиллиты с растительными остатками | |
| 5 | Угольный пласт, мощность до 2 м | |
| 4 | Аргиллиты с обильными растительными остатками | |
| 3 | Алевролиты | |
| 2 | Песчаники крупно-среднезернистые с растительными остатками и косой слоистостью | |
| 1 | Размыв |
Задания
| IV-А | IV-Б | IV-В |
| 3, 4,5, 6, 7, 8, 1, 2, 4, 5, 6, 7, 1, 2, 4, 6, 7, 8, 1, 2, 3, 4, 5, 6 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 1, 2, 4, 5, 8, 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 1, 2, 3 | 7, 8, 1, 2, 3, 4, 6, 7, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 |
Вариант V
| Номер слоя | Описание слоя | Мощность слоя |
| 6 | Алевролиты с остатками морских беспозвоночных | Суммарная мощность разреза 30 – 80 м |
| 5 | Аргиллиты с солоноватоводной фауной | |
| 4 | Уголь, мощность 0,5 – 0,8 м | |
| 3 | Аргиллиты стигмариевые | |
| 2 | Алевролиты с растительными остатками | |
| 1 | Песчаники мелкозернистые косослоистые с растительными остатками |
Задания
| V-А | V-Б | V-В |
| 1, 2, 3, 4, 5, 6, 2, 3, 4, 5, 6, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1, 2, 3, 4, 5, 6 | 6, 1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1, 2, 3, 5, 6, 1 | 3, 4, 5, 6, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 2, 3, 5 |
Вариант VI
| Номер слоя | Описание слоя | Мощность слоя |
| 9 | Аргиллиты стигмариевые |
Суммарная мощность разреза 120 – 180 м |
| 8 | Песчаники с прослоями гравелитов; растительные остатки, двустворки, слоистость косая | |
| 7 | Песчаники с пелециподами, брахиоподами, криноидеями, мшанками и головоногими моллюсками | |
| 6 | Алевролиты с пелециподами и брахиоподами | |
| 5 | Аргиллиты и алевролиты с пелециподами и брахиоподами | |
| 4 | Аргиллиты с пелециподами Аргиллиты с лингулами (брахиоподы) | |
| 3 | Аргиллиты с антракозидами | |
| 2 | Аргиллиты с растительными остатками, филоподами и остракодами | |
| 1 | Уголь, мощность 2,2 – 1,6 м |
Задания
| VI-А | VI-Б | VI-В |
| 7, 8, 9, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8 | 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 1, 3, 5, 6, 8, 9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 1, 2, 3 | 4, 5, 6, 7, 8, 9, 1, 2, 3, 5, 6, 8, 9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 1, 3, 5 |
Вариант VII
| Номер слоя | Описание слоя | Мощность слоя |
| 8 | Песчаники мелко-, среднезернистые, слоистость волнистая, остатки морских беспозвоночных |
Суммарная мощность разреза 10 – 45 м |
| 7 | Глинистые сланцы с морской фауной | |
| 6 | Глинистые сланцы с солоноватоводной фауной | |
| 5 | Уголь, мощность до 0,8 м | |
| 4 | Стигмариевая почва | |
| 3 | Глинистые сланцы с флорой | |
| 2 | Песчаные сланцы с флорой | |
| 1 | Песчаники с линзовидными прослоями конгломератов; растительный детрит, слоистость косая |
Задания
| VII-А | VII-Б | VIII-В |
| 2, 3, 4,5, 6, 7, 8, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 1, 2, 3, 4, 5, 6 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 2, 3, 4, 6, 7, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 1, 2, 3, 4, 7, 8 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 1, 2 |
Вариант VIII
| Номер слоя | Описание слоя | Мощность слоя |
| 9 | Размыв | Суммарная мощность разреза 60 – 120 м |
| 8 | Глинистые и песчанистые сланцы с морской фауной | |
| 7 | Угольные сланцы | |
| 6 | Уголь, мощность до 1, 3 м | |
| 5 | Стигмариевые сланцы | |
| 4 | Глинистые сланцы с сидеритовыми конкрециями | |
| 3 | Тонкозернистые песчаники | |
| 2 | Грубозернистые песчаники с растительными остатками | |
| 1 | Конгломераты |
Задания
| VIII-А | VIII-Б | VIII-В |
| 4,5, 6, 7, 8, 9, 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 1, 2, 3 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 1, 2, 3, 5, 6, 8, 9, 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 1, 2, 3, 4, 5 | 8, 9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 1, 3, 5, 6, 8, 9, 1, 2, 3 |
Лабораторная работа № 5
Расчленение и корреляция разрезов по геофизическим данным
Цель работы: освоить основные геофизические методы расчленения и корреляции геологических разрезов
ТЕОРИЯ
Геологический разрез, вскрываемый посредством бурения скважин, подвергается детальному изучению с целью определения последовательности и глубины залегания пластов, их литологических и коллекторских свойств, нефтегазонасыщенности и водоносности, Эти данные также используются для изучения геологического строения месторождений, подсчета запасов месторождений и т.п. Известно, что многие виды геологоразведочных работ, а в особенности разведочные работы на нефть и газ не обходятся без применения бурения. Очень часто на закрытых территориях разрезы скважин являются единственным источником сведений о геологическом строении этих территорий и месторождений. Поэтому, детальное и всестороннее изучение разрезов пробуренных скважин различными методами является необходимым условием геологоразведочных работ.
На первом этапе изучение разрезов скважин осуществляется геологом по керну (если скважина проходится с извлечением керна) или шламу (бескерновое бурение).
На втором этапе разрез и ствол скважины подвергаются исследованию геофизическими методами. В зависимости от характера слагающих разрез пород проводят электрическим, радиоактивным, акустическим, магнитным, гамма, термическим и другими видами каротажа.
Электрический каротаж имеет две модификации: сопротивление КС и естественные потенциалы ПС. Наиболее широко он используется для корреляции геологических разрезов, выявления в разрезах продуктивных нефтегазоносных горизонтов и определения других параметров горных пород. Электрический каротаж скважин является стандартной операцией, которая проводится во всех без исключения скважинах.
Использование получаемых при этом материалов позволяет увязать результаты прямого опробования, получаемые по керну, с косвенными данными геофизических методов. Это, в конечном счете, позволяет значительно повысить эффективность геологоразведочных работ и сократить трудоемкие и дорогостоящие работы, связанные с отбором керна.
КАРОТАЖ СОПРОТИВЛЕНИЙ
Одним из свойств горных пород является их способность проводить электрический ток или оказывать сопротивление прохождению тока. За величину, характеризующую способность пород пропускать электрический ток, принято удельное электрическое сопротивление ρ. Величина, обратная ей, получила название удельной электрической проводимости (σ = 1/ ρ), которая характеризует способность пород проводить электрический ток. Электрический ток горные породы проводят в основном из-за насыщенности их порового пространства растворами электролитов. Отсюда следует, что рыхлые не литифицированные высокопористые породы будут обладать пониженными значениями удельного электрического сопротивления, а плотные массивные нетрещиноватые породы, наоборот повышенными.
Для замера сопротивления пород в скважинах, обычно используют четырехэлектродный каротажный зонд. Три его электрода присоединяют к концам кабеля и спускают в скважину, а четвертый электрод (заземление) устанавливают на поверхности вблизи устья скважины (рис. 1).
 |
Рис. 1. Схема измерения кажущегося удельного сопротивления обычными зондами:
а – градиент-зонд двухполюсный; б – то же, однополюсный; А и В – токовые электроды; M и N – измерительные электроды; РП – регистрирующий прибор; Г – источник тока; R – сопротивление для установки силы тока в цепи питания; АО (МО) – длина зонда; О – точка записи кажущегося сопротивления (По С.С. Итенбергу, 1978)
Через электроды А и В (токовые) пропускают ток J, создающий электрическое поле в породе, а с помощью электродов М и N (измерительных) измеряют разность потенциалов ΔU между двумя точками данного электрического поля.
При перемещении зонда по стволу скважин получают непрерывную информацию о кажущихся сопротивлениях вскрытого ею разреза горных пород, которая записывается либо в виде каротажной диаграммы, либо в цифровом виде.
Полученные кривые КС используются затем для расчленения разрезов скважин по их сопоставлению, определения контактов горных пород, глубины их залегания и других свойств пород слагающих разрез (уточнить литологию, оценить коллекторские свойства, степень водо- и газонасыщенности).
Для облегчения сопоставления разрезов по данным каротажа обычными зондами, необходимо во всех скважинах одного и того же района проводить измерения одним или двумя одинаковыми стандартными зондами, которые выбираются в начале бурения первых разведочных скважин и не меняются до завершения работ.
