Комплекс ГИС при поисках медно-никелевых месторождений

Породы и руды относительно хорошо дифференцированы по физическим свойствам. Массивные брекчированные руды имеют электронную проводимость и низкие значения у. э. с. (от 0,1 до 10 Ом-м), у вкрапленных руд оно может доходить до n*10-n*100 Ом-м. Поляризуемость руд n*10%. Интрузивные образо-  
вания ультраосновного и основного состава высокого сопротивления, у. э. с. соответственно 1000—5000, n*10000 Ом-м. Удельное электрическое сопротивление пород, вмещающих интрузивные массивы пород: филлиты и туффиты—n*10—n*100, гнейсы—(1/15)*10³, эффузивы—(5/20)*10², осадочные—(2/6)*10²Ом*м. Плотность массивных руд 4,0—4,45, основных изверженных пород и амфиболитов 2,78—3,07, ультраосновных пород 3,05—3,20, гнейсов и гранитов 2,60—2,86, осадочно-эффузивных образований 2,70—2,93 г/см³. Магнитная восприимчивость сульфидных руд (1250—12500) 10⁵ ед. СИ. Она обусловлена присутствием в рудах магнетита, пирротина и других ферромагнетиков. У интрузивных ультраосновных пород ᴂ колеблется в пределах (500/25000)*10^-5, у основных пород (125/2500)*10^-5 ед. СИ. Граниты, гнейсы, филлиты и туфы обладают невысокой магнитной восприимчивостью [(50/750) • 10-5 ед. СИ] или практически немагнитны. У магматических пород нередко проявлена остаточная намагниченность.Магнитная восприимчивость оруденелых горизонтов дифференцированных интрузий (пикритовых и такситовых разностей) 25*10^-3 ед. СИ, пределы изменений (1260—8800) •10^-5 ед. СИ, а контактных разностей габбро-диабазов, наиболее богатых сульфидами,— (250/1250) •10^-5 ед. СИ. Породы месторождений четко различаются и по скорости распространения упругих колебаний. В гранитах, гранодиаритах и гнейсах скорость 5500—6000, амфиболитов 6200—6500, в ультраосновных породах 6700—7000, у вмещающих их вулканитов 6100-6500, филлитов 6000 м/с.

3.1. Оптимальный  комплекс ГИС.

Комплекс  ГИС в поисково-разведочных скважинах, бурящихся на медные, медно-никелевые и медно-колчеданные руды:

- для выявления и прослеживания  в разрезах скважин рудных  горизонтов: электромагнитный каротаж  - ЭМК, метод электродных потенциалов  - МЭП, метод скользящих контактов  - МСК; 
 - для определения содержания меди: рентгенорадиометрический каротаж - РРК (основной), нейтронный активационный каротаж - НАК (вспомогательный); для раздельного определения содержания меди и никеля: спектрометрический гамма-каротаж - СНГК, для суммарного содержания меди, никеля и железа: селективный гамма-гамма-каротаж - ГГКС; 
 - для выделения и прослеживания зон сульфидной минерализации, электрохимической активности: электрические методы - КС, ПС; для изучения околорудного изменения пород, пористости, трещиноватости: акустический каротаж - АК; 
 - для определения плотности: плотностной гамма-гамма-каротаж - ГГКП.

 

Метод кажущихся  сопротивлений.

Скважинные исследования методом кажущихся сопротивлений (каротаж КС) основаны на расчленении  пород, окружающих скважину, по их удельному  электрическому сопротивлению (УЭС).

1. Зонды для работ методом КС. Простейшим зондом для измерения силы тока, проходящего в буровом растворе и окружающих скважину породах, служит одноэлектродный зонд. В этом виде исследований, называемом токовым каротажом, один электрод заземлен неподвижно, вблизи устья скважины, а второй - закреплен на кабеле (рис.1 а). В результате перемещения зонда по скважине регистрируется кривая изменения силы тока.

Рис.1. Различные зонды для электрического каротажа скважин: А, В - питающие электроды, Б - батарея или другой источник питания, R - реостат для регулировки силы тока, I - прибор, измеряющий силу тока, MN - приемные измерительные электроды,   - прибор для измерения (регистрации) разности потенциалов, О - точка записи, к которой относят результаты замеров; а - одноэлектродный зонд токового каротажа, б - трехэлектродный потенциал-зонд, в - трехэлектродный подошвенный (последовательный) градиент-зонд, г - трехэлектродный кровельный (обращенный) градиент-зонд.

Чаще всего  при работах методом КС используются трехэлектродные зонды, в которых три электрода располагаются в скважине (четвертый электрод заземляется на поверхности, вблизи от скважины). Трехэлектродный зонд, состоящий из одного питающего А и двух приемных M и N электродов, называется однополюсным. Трехэлектродный зонд, состоящий из одного приемного M и двух питающих А и В электродов, называется двухполюсным. В обоих случаях расчет КС (  ) ведется по формуле метода сопротивления (см. 7.1):  , где   - коэффициент, зависящий от расстояния между электродами в зонде; (   - разность потенциалов между приемными электродами M иN; I - сила тока в питающей цепи АВ).

В трехэлектродном зонде   или  , где AM, AN, MN, MB, NB - расстояния в метрах между соответствующими электродами.

Название  зонда складывается из обозначения  электродов, расположенных в скважине сверху вниз и расстояний между ними. Например, в зонде А2М0,05N сверху расположен питающий электрод А, далее в двух метрах - приемный электрод M, а в пяти сантиметрах от последнего - электрод N. Различают потенциал- и градиент-зонды (рис. 1). В потенциал-зонде расстояние между приемными MN или питающими АВ (их называют парными) электродами превышает расстояние от непарного электрода А или M до ближайшего парного. Точка записи, к которой относится измеренное кажущееся сопротивление, располагается посередине АМ (точка О). В градиент-зонде расстояние между парными электродами в пять-десять раз меньше расстояния до непарного. Точка записи находится посередине MN. Если парные электроды располагаются выше непарного, то зонд называется кровельным (или обращенным), а если под питающим, то подошвенным (или последовательным). Расстояние AM у потенциал-зонда и АО (или МО) у градиент-зонда называется размером зонда. Обычно размер зонда меняется от 0,5 до 3 м. Радиус обследования пород вокруг скважины примерно равен размеру зонда.

Иногда используются более сложные 5 - 7-электродные зонды. Благодаря различной комбинации питающих и приемных электродов с  помощью этих зондов создаются направленные фокусированные электрические поля, что позволяет точнее отбить границы  пластов и определить их сопротивление. Такие зонды используются при  боковом каротаже. Для выявления  тонких пластов применяются микрозонды.  

Методика и техника метода КС. Как отмечалось выше, при исследованиях методом КС может регистрироваться либо сила тока (токовый каротаж), либо разность потенциалов. В результате токового каротажа (в сухих скважинах он называется методом скользящих контактов, или МСК) получают токовые диаграммы, характеризующие изменение силы тока по стволу скважины.

Основным  видом скважинных электрических  наблюдений является измерение КС (   ) по стволу скважины с помощью стандартного зонда с постоянным в данных геологических условиях размером. Это аналог электропрофилирования (ЭП) (см. 8.3.). Стандартный, или оптимальный для изучаемого района зонд обеспечивает наилучшее выделение по кривым КС слоев с разным удельным электрическим сопротивлением. Его вид и размеры зависят от поставленных задач и выбираются опытным путем. Чтобы получить кривую изменения КС по скважине, сила тока   на питающих электродах обычно поддерживается постоянной, а измеренная непрерывная кривая разностей потенциалов   на приемных электродах при постоянной длине зонда является фактически графиком изменения   . Для перевода кривой   (в милливольтах) в кривую   (в ом/метрах) изменяется лишь масштаб записи с учетом величины коэффициента установки и силы тока.

По диаграммам КС (по вертикали откладываются точки  записи, по горизонтали -   ) можно получить лишь общее представление о сопротивлениях пород и об их изменении по стволу скважины (см. рис.1). Однако для расшифровки диаграмм и интерпретации результатов электроразведки большое значение имеет определение истинного значения сопротивления пород. Его получают с помощью боковых каротажных зондирований (БКЗ) или бокового каротажа (БК). Методика БКЗ сводится к последовательному выполнению работ КС несколькими (5 - 7) однотипными зондами разной длины (например, АО = 0,2; 0,5; 1; 2; 4; 7 м). Проведя измерения зондами разной длины, получаем кажущиеся сопротивления, соответствующие разным радиусам обследования пород вокруг скважины. Для каждого пласта, сопротивление которого необходимо определить, на логарифмических бланках строят кривую БКЗ, т.е. кривую зависимости КС от длины зонда. Кривые БКЗ интерпретируются с помощью специальных теоретических кривых (палеток БКЗ) так же, как это делается при интерпретации ВЭЗ. В результате получают истинное сопротивление пород и оценивают глубину проникновения бурового раствора в среду.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Месторождения медно-никелевых  руд представляют весьма разнообразный  и сложный геолого-геофизический  объект. Они характеризуются разнообразным  составом руд, существенной зависимостью их физических свойств от происхождения  и концентрации, резко различными формами и условиями залегания  рудных тел, наличием аномалиеобразующих тел другой природы, неоднородностью вмещающих пород и целым рядом прочих существенных факторов. Во многих районах наблюдается резко меняющаяся мощность наносов и пересеченный рельеф. В сложной геофизической обстановке получить удовлетворительное решение поисковой задачи каким-либо одним методом, как правило, оказывается невозможным. Задача рационального комплексирования заключается в подборе методов, обладающих специфической чувствительностью к тем или иным свойствам среды, важным для решения поставленной задачи, хорошо дополняющих друг друга, обеспечивающих в итоге надежную геологическую интерпретацию комплекса геофизических съемок.

Геофизические исследования скважин (ГИС) - это отрасль разведочной геофизики, отличающаяся от других (сейсмо-, магнито-, электро-, гравиразведки, радиометрии и ядерно-геофизических методов) только по методике исследований. Основные положения теории физических полей, измеряемых в скважинах, остаются теми же, что и в полевой геофизике. Роль и значение ГИС с течением времени постоянно возрастает, т.к. в перспективе ГИС открывают путь к бескерновому познанию скважин. В настоящее время в скважинах регистрируется свыше 35 различных параметров: разнообразные физические свойства горных пород, напряженность многообразных физических полей, технические характеристики состояния самой буровой скважины. При этом стоимость ГИС составляет лишь незначительную часть от стоимости сооружения и оборудования скважины. Так, например, на нефтяных скважинах, где применяется весьма обширный комплекс ГИС, его стоимость не превышает 4% от стоимости буровых работ, обеспечивая при этом экономию до 20% средств, необходимых для оборудования скважины. В настоящее время буквально все методы полевой геофизики имеют свои аналоги в скважинном варианте и, более того, существуют методы ГИС, не имеющие аналогов среди полевых, например, метод электродных потенциалов, гамма-гамма-каротаж, инклинометрия и др. Анализ распределения средств на выполнение геофизических работ показывает, что ГИС (свыше 20% средств) уступает в этом отношении только сейсморазведке (около 50% средств) и значительно превосходит все остальные отрасли разведочной геофизики.

Целью выполнения курсовой работы является закрепление полученных теоретических знаний студентов  по дисциплине: "Комплексирование методов ГИС угольных и рудных месторождений" и умения применять эти знания на практике. Курсовая работа написана на тему: "Комплекс ГИС при поисках медно-никелевых месторождениях".

Задачи подставленные  в данной работе:

1. Анализ месторождения  меди и никеля

2. Геологическое строение месторождений меди и никеля

3. Анализ физических свойств

4. Выбор оптимального комплекса ГИС

5.Построение физико-геологической модели