Способ газовой съемки для поисков месторождений полезных ископаемых

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК П 9) (11) 15 Р С 01 Ч 9/ ени Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Бюл, У. 41н, Е.П. Вор С.Л. Зубай в,М.Муд- Попов Д. Миронов, В возчиков, А.И ватель. научно-иссле ерной геофиз и Б.А. ан поисков в закрытых ана. Геохимиме сторождениГ4. - Тезисы му совещанию,ая съемка картироации. ес рото ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ ИСАНИЕ ИЗ(71) Всесоюзныйский институт ядгеохимии.8) (56) 1. Воробьев С.А. Методика и результаты атмохимическнх съемок рудных районах Казахс ческие методы поисков полезных ископаемых. докладов к П 1 Всесоюзн М,ф 1982, с. 54.2.Фридман А.И. Газ поисках руд и геологи ванин. Методические р М., 1975, с. 62-63.(п(54) (57) СПОСОБ ГАЗОВОЙ СЪЕМКИ ДЛЯПОИСКОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЬБ ИСКОПАЕМЫХ, заключакщийся в бурении мелких скважин и измерении концентрациигазов-индикаторов в подпочвенном воздухе, по повышенной концентрации которых судят о наличии месторождения,отличающийся тем, что,с целью повышения эффективности поисков, предварительно на участке саномальным газовым полем концентрацию газов-индикаторов измеряют повсему открытому стволу скважины доее дегазации, определяют глубинузоны активного газообмена поверхностных отложений и атмосферы, измеряютгаз в открытом стволе скважины до ихдегазации на глубине, превышающейзону активного газообмена, и по повышенной концентрации газов-индикаторов определяют наличие месторождения.Изобретение относится к геохимическим методам поисков месторождений полезных ископаемых и может быть использовано при проведении геологоразведочных работ на нефть, газ, уголь, различные руды.Для подземкой атмосферы месторождений нефти и газа характерно содержание метана (СН), этана (С,Н 6), пропана (С Нв) и бутана (С Но). В руд ных месторождениях преобладают СО Н СН и тяжелые углеводороды, Б БО Н , инертные газы, пары ртути, Радон и другие газы. Высокая миграционная способность газов определя ет их фильтрацию и,циффузию далеко за пределы залежей и рудных тел, В результате вокруг месторождений образуются газовые ореолы, размеры которых по вертикали достигают тысяч 20 метров. Повышение концентраций отдельных газов-индикаторов при проведении газовой съемки в поверхностных отложениях позволяет выявлять месторождения полезных ископаемых. 25 Такие физические характеристики лежат в основе развивающихся методов атмогеохимии. В природе наблюдаются свободные, растворенные и сорбированные формы нахождения природных газов в подземной атмосфере. Широко применяемые способы поисков месторож дений полезных ископаемый с использо вакием газов-индикаторов основаны . на исследовании свободного газа из35 подпочвенного слоя земли.Известен способ, когда при газовой съемке исследуются содержания газовых компонентов в подпочвенной атмосфере, Отбор проб производится с глубины 3 м из призабойных частей шкековых скважин при помощи специаль. кого пробоотборника. Для получения газовых проб, максимально соответствующих составу подпочвенной атмосферы, объем холостой откачки газа иэ скважины составляет три объема призабойной камеры. На точках наблюдения измеряется содержание углекислого газа с помощью интерферометров и производится отбор газовых проб для последующего анализа в,лаборатории Я,В данком способе используется дляисследований только одна газовая составляющая подземной атмосферы, т.е. 55свободный газ, находящийся в порахи трещинах пород. Сорбированкые газыке изучаются, глубина отбора проб устанавливается фиксированной безучета свойств породы. Поэтому в некоторых случаях глубина отбора пробокажется неоптимальной для выявления газовой аномалии,Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ газовой съемки дляпоисков месторождений руд, заключающийся в бурении мелких скважин и измерении концентрации газов-индикаторовв подпочвенном воздухе, по повышенной концентрации которых судят о наличии месторождений. В мелкихскважинах глубиной 1"3 м производит.ся анализ газа, находящегося в свободном состоянии в порах и трещинахпород. При анализе подпочвенноговоздуха или отборе проб обязательнопредусматривается предварительныйвыброс в атмосферу воздуха, заполняющего шланг и трубку пробоотборника,и воздуха, находящегося в загермети.зированком пространстве ствола сква.жины после окончания бурения скважи.ны. Таким образом, анализируетсятолько свободный газ, находящийся впорах и трещинах пород. Это умень-шает эффективность съемки при выяв-лении газовых аномалий 2,Недостатком известного способаявляется отсутствие критерия выбораглубины бурения для анализа подпочвенного воздуха, т.е. даются рекомендации по установлению параметров,определяющих глубину бурения, В некоторых случаях наличие газовой аномалии можно выявить только на нескольких больших глубинах из-за существования околоземной поверхности слояс активным газообиеном подпочвенныхгазов и атмосферы. При этом глубинаактивного гаэообмена определяетсяфизико-химическими свойствами поверхностных отложений и зачастую превышает 3 м. В результате произойдет невыявление, а пропуск месторожденияполезных ископаемых.Цель изобретения - повышение эффективности поиска при проведениигазовой съемки. Яоставленная цель достигается тем, что согласно способу газовой съемки для поисков месторождеиий полезных ископаемых, заключающемуся в бурении мелких скважин и измерении концентрации газов-индикаторов в подпочвенном воздухе, по повышенной концентрации которых судят о на1123005 личин мест орожде ния, предварительно на участке с аномальным газовымполем концентрацию газов-индикаторовизмеряют по всему открытому стволускважины до ее дегазации,определяютглубину зоны активного газообменаповерхностных отложений и атмосферы,изМеряют газ в открытом стволескважины до их дегазации на глубине,превышающей зону активного газообмена, и по повышенной концентрациигазов-индикаторов определяют наличиеместорождения,Согласно такому способу анализи 15 руется газ, представляющий собой смесь свободного и сорбированного газа. При вскрытии полости скважины в результате механического воздейст вия бурового инструмента на горные породы из шлама и стенок скважины выделяется значительное количество сорбироваиногс породой газа. Таким .образом, измеряется в открытом ство. ле скважин интегральный параметр,25 характеризующий две составляющие подземной атмосферы.На фиг. 1 показаны зависимости распределений концентрации метана от глубины; на фиг. 2 - результаты газовой съемки на профиле, пересекающем рудное тело.Исследования газового поля около поверхности. земли над несколькими месторождениями. полеЗных ископаемых выявили несколько. особеннос тей газового поля, На фиг. 1 представлены типичные графики зависимости распределения концентра-, ции метана от глубины по стволу шнековых скважин, пробуренных в ано О мальной зоне газового поля (кривая 1) и вне (кривая 2). На графике, полученном в аномальной зоне, выделяются две области, Первая (на малых глубинах) харак",еризуется резко 45 меняющимся по глубине градиентом концентрации и связана с зоной актив.- ного гаэообмена поверхностных отложений и атмосферы. Вторая область (при глубине свыше 4 м) характери зуется слабым изменением градиента концентрации, что свидетельствует об ослаблении влияния атмосферы на газовое поле поверхностных отложений. Поэтому глубина бурения должна 55 определяться иэ условия достижения второй области, т.е. превышать глубину зоны активного газообмена. 4Оценку глубины зоны активного газообмена поверхностных отложении и атмосферы производят в одной или нескольких скважинах, пробуренных на( участке с аномальным газовым полем. Эта операция необходима для выявления оптимапьной глубины бурения.Значения концентрации газа в скважине не сохраняются и со временем убывают по закону, близкому к экспоненциальному до фоновых значений метана в атмосферном воздухе. Наиболее быстрый спад концентрации происходит в первые 5-10 мин после извлечения бурового инструмента, Поэтому прй проведении газовой съемки согласно данному способу необходимо измерять концентрации газа в скважине непосредственно после окончания бурения,В дальнейшем газовая съемка производится следующим образом.На размеченных профиляхбурение производится до глубин, превышающих глубину активного газообмена. На забое скважины определяют концентрацию газа через одинаковое время после окончания бурения (в данном случает через 1 мин). По полученным данным составляют карту концентрации метана в пОдпочвенном воздухе. Выявляют зоны с повышенной концент-, рацией метана, по которым судят о наличии залежи.Способ осуществляют следующим образом. В перспективном для залегания рудного тела районе проводят изыска тельские работы по измерению концентрации метана в подпочвенном воздухе, На участке с аномальным газовым полем, т.е. надразломом ипи над известным рудным телом, бурят одну-три шнековых скважины глубиной 10-15 м. Через 1 мин после извлечения бурового инструмента иэ скважины измеряют концентрацию газов-индикаторов по всему открытому стволу скважины от забоя до устья. По тонкому шлангу внутренним. сечением несколько миллиметров газ поступает в измерительную систему, где определяют концентрацию метана. Анализ газа производят в лазерном газоанализаторе. При перемещении (с шагом в 1-2 м) заборного шланга по скважине и прокачке газа через газо анализатор осуществляют анализ газа на различных глубинах от забоя до,1 РР Фо Составитель Н. ЖуравлеваРедактор А. Мотыль Техред С, Легеза Коррект Зимокосо Тираж 710И Государственногоделам изобретенийМосква, Ж, Рау Подписнотета СССР Заказ 8134/38открытииская наб., д. 4/5т Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 поверхности. По результатам измерений оценивают глубину эоны активногогазообмена поверхностных отложенийи атмосферы, которая для изучаемогоучастка составляет 6 м. Шнековое бурение проводят до глубины 7 м, Кон"центрацию метана определяют на забоеоткрытой скважины через 1 мин послеизвлечения бурового инструмента. Нафиг, 2 представленырезультаты газовой съемки (кривая 3) на одном иэпрофияей над рудным телбм, Аномалияна кривой надеано отмечает местонахождение рудного тела, Для сравненияна фиг, 2 нанесены данные, полученные по стандартной методике (кривая 4). В этом случае рудное тело не выявляется.При применении предлагаемого способа уменьщается вероятность пропуска газовых аномалий из-за того, что измеряется интегральная характеристика газового поля подземной атмосферы путем анализа подпочвенного воздуха на оптимальных глубинах, где 1 Оослаблено влияние газообмена с атмо.сферой. Выявление газовых аномалий происходит в оптимальных условиях.Возникает возможность выявления малых газовых аномалий, соизмеримых с фоновыми уровнями, что позволит сократить объем бурения структурных скважин.