Главная
Эти основы имеют много общего с основными положениями нефтегазопромысловой геологии.
Однако разработка нефтяного месторождения шахтным способом требует от шахтного геолога-нефтяника в отличие от работы нефтегазопромыслового геолога определенных знаний и опыта в геологической документации подземных горных выработок и в наблюдениях над бурением и эксплуатацией скважин в подземных условиях, базирующихся на известных положениях нефтегазопромысловой геологии.
Говоря об организации и проведении геологических наблюдений при подземных горнопроходческих работах, надо отметить, что эти вопросы излагаются в общеизвестных учебниках и руководствах, однако применительно к шахтам и рудникам, добывающим твердое полезное ископаемое. При геологической документация горных выработок в нефтяной шахте приходится иметь дело с жидким и газообразным полезными ископаемыми (нефть и газ), способными к миграции как в содержащем их пласте, так и в прикрывающие этот пласт породы. Поэтому в нефтяной шахте необходима тщательная геологическая документация горных выработок при прохождении не только вмещающих полезное ископаемое пород, но и отложений, прикрывающих (подстилающих) эти породы.
Переходя непосредственно к освещению одной из основ нефтешахтной геологии — проведению геологических наблюдений при горнопроходческих работах, следует прежде всего отметить, что при наличии осадочных пород необходимо указывать: 1) элементы залегания;
2) последовательность и характер напластования горных пород; 3) мощность отдельных пластов, слоев и пропластков; 4) цвет, крепость, текстуру и структуру породы; 5) ископаемую фауну и флору; 6) конкреции, секреции, вкрапления, прожилки, жилы и корки; 7) примазки, налеты и ореолы пигментации; 8) степень влажности пород и их устойчивость в процессе проходки выработок.
При наблюдении изверженных пород необходимо особое внимание уделять контакту их с вмещающими породами и, в частности, мощности и характеристике контактовых ореолов.
В процессе документации горных выработок при прохождении их по пластам, содержащим определенное полезное ископаемое (нефть и пр.), необходимо обязательно отбирать пробы по установленной для каждого из полезных ископаемых системе и давать тщательное, исчерпывающее описание.
Во всех случаях необходимо точно фиксировать пространственное положение тектонических трещин, отмечать характер кливажа и отдельностей и различать первичные разновидности горных пород и характер их вторичных изменений.
Co всей тщательностью необходимо отмечать и документировать самые малейшие проявления нефти, газа и воды в горных выработках с одновременным отбором проб и замером, если представится возможным, дебита.
Фиксация проявлений нефти, газа и воды в надпластовых породах и наблюдение за этими проявлениями имеют огромное практическое значение не только с точки зрения более детального изучения нефтяного месторождении (залежи), но и в отношении получения определенных данных, которые могут быть использованы с целью своевременного предупреждения вскрытия забоями горных выработок бурных проявлений нефти, газа и воды.
Практика показала, что детальное изучение в выработках нефтяной шахты нефте-, газо- и водопроявлений в различных по литологическим свойствам породах и при различной морфологии трещин, по которым происходит миграция нефти, газа и воды, очень часто дает шахтному геологу возможность на основе детального анализа дизъюнктивной тектоники предвидеть места ожидаемых бурных проявлений нефти, газа и воды и тем самым своевременно предупредить о них для принятия срочных мер по подготовке вентиляционных и водоотливных средств.
Таким образом, изучая нефтяное месторождение, шахтный геолог, руководящий подземным геологическим картированием в нефтяной шахте, систематически разрешает и вопросы, связанные с обеспечением безопасности работ в нефтяной шахте.
Учитывая также и то обстоятельство, что трещинная тектоника влияет на увеличение отдачи нефти пластами, способствуя получению высокодебитных скважин в нефтяной шахте, необходимо тщательно картировать трещины при документации горных выработок.
И процессе геологической документации горных выработок необходимо положение тектонических трещин наносить на план шахты с максимальной точностью, замеряя элементы их залегания горным компасом.
Кроме того, необходимо в интересных местах делать также и структурные зарисовка, на которых следует доказывать: 1) детали морфологии разломов и характер их; 2) мощность, масштаб и характер околотрещинного дробления; 3) материал выполнении; 4) наличие признаков, свидетельствующих о прошлой миграции по трещине нефти, газа и воды; 5) наличие нефте-, газо- и водопроявлений по трещине в момент зарисовки, характер этих проявлений и пр.
Особого внимания должны заслуживать «узлы» пересечения тектонических трещин, особенно ввиду необходимости детального наблюдения за поведением нефти (газа) в таких зонах дизъюнктивной тектоники.
Выявленные в результате подземного картирования тектонические трещины наносятся но каждой выработке на маркшейдерский план нефтяной шахты масштаба 1:1000 или 1:500 в виде следа (штриха) их пересечения с подошвой горизонтальных горных выработок. Это будет линия простирания тектонической трещины; в средней части штриха указывается стрелкой направление падения трещины. Желательно при этом, чтобы длина стрелки указывала на величину наклона (угла падения) плоскости сброса (короткая — крутой наклон, длинная — пологий). Тектонические трещины, зафиксированные на разных выработках, увязываются между собой пунктирными линиями. Получается таким образом карта дизъюнктивной (трещинной) тектоники, пользуясь которой можно предвидеть трещины на новых выработках, а по характеру ранее зафиксированных нефте-, водо- и газопроявлений, связанных с той или иной трещиной, предсказать поведение трещины при вскрытии забоем подземной выработки. Так, если в какой-либо трещине уже обнаружено при вскрытии бурное проявление нефти, газа или воды, то, ожидая продолжения этой трещины в новой выработке, нефтешахтный геолог предлагает горнякам вскрывать ее только при помощи бурения передовых скважин. Как отмечалось выше, этим предупреждаются аварии, которые могут быть вызваны внезапным вскрытием бурно проявляющей себя трещины.
Вопросам дизъюнктивной тектоники ухтинские нефтешахтные геологи всегда уделяли и продолжают уделять огромное внимание, видя в них наглядный источник как высокой продуктивности подземных выработок, так и самых тяжелых осложнений при нефтешахтной разработке — в виде бурных водопроявлений и нефтегазопроявлений в скважинах и горных выработках.
Автор весьма убедительно проверил это дивным опытом.
Во второй половине 1939 г. и в первой половине 1940 г. автору пришлось осуществлять геологическое наблюдение над проходкой горных выработок в первой нефтешахте на Ярегском месторождении, наложенной в 1937 г., одновременно осуществляя наблюдение здесь за бурением и эксплуатацией первых подземных скважин.
Вспоминается прохождение первого уклона в этой нефтешахте из горных выработок в надпластовом туфито-аргиллитоном горизонте на продуктивный пласт для открытого дренирования тяжелой нефти в выработку. Перед вскрытием уклона III нефтеносного пласта среднего девона, примерно в 1,5—2 м от его кровли, начали бурение в забое уклона передовой скважины (шпура) для установления характера нефте-, газо-, водопроявлений, которыми могло сопровождаться первое в практике нефтяной геологии нашей страны вскрытие открытой выработкой продуктивного пласта, эксплуатирующегося по соседству скважинами, пробуренными с поверхности.
В момент бурения упомянутой передовой скважины, соблюдая правила охраны труда, все рабочие из уклона были выведены на поверхность и в его забое осталось только четверо: автор с коллектором и горный техник с бурильщиком.
Однако опасения оказались излишними: при вскрытии передовой скважиной III нефтеносного пласта — основного эксплуатационного объекта на Ярегском месторождении — никаких бурных нефтегазопроявлений не было. Появились только капли и пленки тяжелой нефти в циркуляционной струе воды, которые начали усиливаться по мере углубления в пласт.
После этого продолжили проходки уклона. Вскрыли кровлю III пласта и прошли по нефтенасыщенной его части 7—8 м. Никакого дренажа нефти в выработку не наблюдалось. Только из трещин и трещинок высачивались тоненькие струйки нефти и стекали по стенкам выработки.
Ожидалось, что дренаж нефти будет интенсивным, промышленного характера, как это имело место в Пешельброне. Видимо сказалось влияние качества ярегской нефти, которая в отличие от нешельбронской является тяжелой, высокосмолистой и высоковязкой.
На 8—9 м проходки уклона по нефтеносному пласту, в самой нижней части забоя, была вскрыта сбросовая трещина, из которой чрезвычайно бурно стала вытекать нефть с большим выделением газа. Выделение нефти было настолько обильным, что уклон начал затапливаться нефтью с такой быстротой, что рабочие и технический персонал, присутствовавшие в уклоне при проходке, с большим трудом смогли выбраться из него.
Спешно была налажена откачка нефти из уклона, которая продолжалась несколько дней. Через 1,5-2 недели насос начал вместе с нефтью подавать и воду, количество которой быстро возрастало. Вскоре стала откачиваться почти одна вода, а затем нефте- и водопроявление в уклоне совсем прекратилось. Когда вея жидкость из уклона была откачана, то в его забое оказалось большое количество песка, напоминавшего собой «пески-плывуны». Этот песок полностью забил вскрытую трещину и благодаря этому прекратилось нефте-, водопроявление.
Возник естественный вопрос, откуда песок-плывун? Этот вопрос был уместным, поскольку хорошо изученный разрез III пласта на Ярегском месторождении был представлен песчаниками с прослоями аргиллитов.
Ответить на этот вопрос помогла вскрытая в сбойке, соединяющей уклон с ходком при нем, часть разреза III пласта.
Внимательно изучая здесь обильно нарушений мелкими сбросовыми трещинами разрез III пласта, автор обнаружил интересное явление. Оказалось, что песчаники этого пласта по мере приближения к трещине сбросового (вебросового) нарушения, становились все более и более рыхлыми и непосредственно в стенках трещины превращались в песок. Образование песка можно объяснить только продолжительным трением стенок трещины во время многократных различного характера тектонических подвижек, которые и привели к разрыхлению песчаника. Теперь стала ясна причина обильного появления песка в забое первого уклона. Нефть, поступавшая в заклон, притекала сюда, несомненно, не по одной, а по целой системе взаимосвязанных трещин; продвигаясь по этим трещинам, она увлекала с собой образовавшийся на их стопках песок и выносила его в забой уклона, где он и накапливался.
Надо подчеркнуть, что горные выработки в нефтяной шахте проходимые непосредственно в нефтеносном пласте (объекте промышленной эксплуатации) являются прекрасной природной лабораторией, в которой можно наблюдать и наглядно изучать основные условия нефтенасыщения и нефтеотдачи продуктивного пласта в связи с особенностями его коллекторских свойств, качествами нефти и характером дизъюнктивной нарушенности.
К большому сожалению приходится констатировать, что работники научно-исследовательских институтов недооценивают в этом отношении значения нефтяных шахт и не уделяют им того внимания, которого они заслуживают.
Возвращаясь к освещению вопроса о геологической документации горных выработок, следует отметить, что по материалам зарисовок подземных выработок, проходимых в толще надиластовых пород, составляют также литологическую карту (по подошве этих выработок), на которой увязывают все контакты между вскрытыми горными породами. Эта карта, как и карта дизъюнктивной тектоники, составляется на основе маркшейдерского плана. Часто обе карты для наглядности совмещают па одном листе.
Помимо литологии и элементов дизъюнктивной тектоники, на такую совмещенную карту наносят еще все проявления нефти, газа и воды, а также обрушении кровли. В результате получается карта, дающая общее наглядное представление и возможность установления приуроченности нефте-, водо- и газопроявлений к определенным литологическим разностям пород, их контактам и элементам дизъюнктивной тектоники.
При геологической документации горных вырабток, проходимых непосредственно в продуктивном пласте (эксплуатационном объекте), необходимо тщательно проводить отбор проб из всех пропластков с целью определения в лаборатории коллекторских свойств пласта (пористости, проницаемости, механического состава и пр.). Этот материал может быть положен в основу уточненного подсчета запасов нефти по месторождению, а также использован в целях дробного выделения характерных пачек в толще продуктивного пласта, выдерживающихся в пределах отдельных зон или всего шахтного поля.
Особо фиксируются участки нефтяного пласта, промытые водой, и устанавливаются источники обводнения и пути проникновения воды в пласт. Большое значение имеют при этом наблюдения в зонах дробления продуктивного пласта, сопровождающихся обычно сложной системой тектонических трещин. Необходимо как можно полнее и точнее документировать подземные выработки в нефтяном пласте (эксплуатационном объекте), учитывая при этом, что в результате такой документации может быть получен весьма ценный материал, пригодный не только для исчерпывающего знания особенностей разрабатываемого шахтным способом нефтяного месторождения, но и для дополнения и совершенствования общих познаний в области нефтяной геологии.
