Главная » 2014 » Октябрь » 1 » Влияние геологических факторов на газоносность угленосносных отложений Западного Сахалина : диссертация кандидата геолого-минералогических
1:36 AM
Влияние геологических факторов на газоносность угленосносных отложений Западного Сахалина : диссертация кандидата геолого-минералогических
Влияние геологических факторов на газоносность угленосносных отложений Западного Сахалина : диссертация кандидата геолого-минералогических наук
Диссертация
Автор: Шагова, Нина Федоровна
Название: Влияние геологических факторов на газоносность угленосносных отложений Западного Сахалина : диссертация кандидата геолого-минералогических наук
Справка: Шагова, Нина Федоровна. Влияние геологических факторов на газоносность угленосносных отложений Западного Сахалина : диссертация кандидата геолого-минералогических наук Москва, 1984 172 c. : 61 85-4/32
Объем: 172 стр.
Информация: Москва, 1984
Содержание:
ВВЩЕНИЕ
ГЛАВА
I КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ЗАПАДНО-САХАЛИНСКОГО СИНКЛИНОРИЯ
ГЛАВА
II КАЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОВДЕНЙЙ ЗАПАДНОГО САХАЛИНА
§2 Классификация природных газов ^^
§3 Зональность газов угленосных отложений
Выводы
ГЛАВА
III ГАЗОНОСНОСТЬ УГЛЕНОСНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ И ГАЗООЕИЛЬНОСТЬ ШАХТ ЗАПАДНОГО САХАЛИНА
§I Методика изучения газоносности
§2 Газоносность угленосныхотложений основных угольных месторождений Мгачияскоекаменноугольное месторождение 53 Бошняковское каменноугольное месторождение 59 со Лесогорское каменноугольное месторолдение V Шахтерское каменноугольное местороадение Горнозаводское буроугольное месторождение
§3 Газообильность шахт и газодинамические явления в горных выработках
§4 Классификация угольных месторождений
Выводы ТОб
ГЛАВА 1У ГЕОЛОИИЕСКИЕ ФАКТОРЫ ВЛИЯЮЩИЕ НА ГАЗОНОСНОСТЬ УГЛЕНОСНЫК ОТЛОЖЕЕМЙ ЗАПДЩЮГО САХАЛИНА
§I Термальный метаморфизм ^ ^^
§2 Магматизм ^^ ^
§3 Разрывная тектоника -'^-'•^
§4 Сейсмоактивность ^^ ^
§5 Газоносность подстилающихотложений 1^^
§6 Угленосность -^^^
§Подземные воды T4I
Выводы -^ ^^ ^
ГЛАВА У ПРОГНОЗ ГАЗОНОСНОСТИ УГЛЕНОСНЫК ОТЛОЖЕНИЙ '^^^
Введение:
Директивами ХХУ1 съезда Коммунистической партии Советского Союза предусмотрено довести добычу угля в 1985г.до 770-800млн.т.Значительно возрастет добыча угля в восточных районах СССР.Решение этой важнейшей задачи связано с ускоренным техническим перевооружением горнодобывающих предприятий,строительством новых и реконструкцией действующих шахт,дальнейшим ростом производительности труда и повышением безопасности горных работ.В связи с этим особое значение преобретает проблема изучения горно-геологических условий разработки угольных месторождений,среди которых газовая характеристика является одной из важнейших,т.к.предварительная оценка газообильности горных выработок позволяет определить их оптимальное сечение,мощность вентиляционных установок,схему проветривания,а так же ряд других важных параметров.Основой же прогноза газообильности горных выработок является природная газоносность угленосных отложений.Актуальность работы определяется и тем,что действующие шахты Западного Сахалина характеризуются весьма напряженным газовым ре6В жимом уже на штольных горизонтах разработки и дальнейшее увеличение глубины разработки может резко осложнить ведение горных работ.На решение этого вопроса и направлена данная работа,т.к.до последнего времени специальных научных исследований газоносности угольных месторождений Западного Сахалина не проводилось.Целью исследований явилось выявление основных геологических факторев,влияющих на современную газоносность угленосных отложений и прогноз газоносности угольных пластов на глубину.Основные задачи заключались в установлении качественного и количественного состава природного газа,условий его образования и закономерностей распределения в угленосных отложениях.Над решением этих вопросов автор работала с 1968 по 1983г.в качестве начальника Сахалинского отряда НИС а Ь1РИ.Основной фактический материал собран автором в процессе проведения научно-исследовательских работ.на угольных месторождениях Западного Сахалина-Мгачинском,Бо111няковском,Лесогорском,Шахтерском и Горнозаводском.За этот период,с целью изучения качественного и количественного состава газа,были опробованы угольные пласты,вмещающие породы,подземные воды,минеральные источники,свободные газопроявления в шахтах,разведочнБК скважинах и на поверхности.Изучалась трещиноватость,пористость и проницаемость пород.Для выявления газопроницаемых разрывных нарушений проведена поверхностная газовая съемка. В полевые периоды проводились режимные наблюдения за характером газирования скважин и за составом рудничной атмосферы ряда шахт.Всего в работе использовано около 2000анализов природного газа. Кроме материалов автора были использованы фондовые материалы 11Г0"Сахалингеология"МГ РСФСР, "Сахалинуголь"МУП СССР и треста "ДальБ0стуглеразведка"МУП СССР,характеризующие как геологию так и газоносность Западного Сахалина. впервые^ Научная новизна проведенных исследований состоит в томТчтоПт примере Западного Сахалина рассматривается газоносность угольных месторождений,расположенных в складчатой области с незавершенным геосинклинальным этапом развития,которая характеризуется активными неотектоническими движениями,сейсмоактивностью,магматизмом и связанным с ним термальным метаморфизмом угля. -Природные газы угленосных отложений имеют сложный состав,который обусловлен развитием,как сингенетичных с угленосными отложениями так и миграционнБк,глубинных газов. -Характер распределения природных газов позволяет выделить три группы месторождений,отличающихся различной степенью тектонической нарушенности угленосных отложений. -Основными геологическими факторами,определившими особенности газоносности угленосных отложений,являются:термальный метаморфизм, разрывная тектоника,магматизм,сейсмоактивность,газоносность подстилающих отложений.Результаты выполненных исследований позволили установить основные закономерности распределения природных газов в угленосных толщах,определить мощность зоны газового выветривания угольных пластов и дать прогноз их метаноносности на глубину (до горизонта -300м),показать роль вмещающих пород,как одного из основных источников газовыделений (часто суфлярных) в горные выработки шахт.Построены геолого-газовые разрезы и карта прогнозной метаноносности угольных месторождений.Проведена предварительная оценка газосодержания угленосных отложений месторождений Западного Сахалина,которые можно рассматривать как углегазовые.Результаты исследований использованы трестом "Дальвостуглеразведка"при составлении производственных проектов и отчетов и ПО"Сахалинуголь", кроме того они вошли составной частью в отчеты по выполнению заданий OI.OI.H I Г-7 и OI.OI.H 3 Г-1,Г-2,Г-5 программы 0.05.07 Государственного комитета по науке и технике СССР. Основные положения диссертационной работы докладывались на третьей и четвертой конференциях геологов-угольщиков Дальнего востока (Владивосток 1978,1982г.г.),на первом и втором Всесоюзном совещании по проблеме "Природные газы Земли и их роль в формировании земной коры и месторождений полезных ископаеьшк"(1978, 1982г.г.),на конференциях профессорско-преподавательского состава 1СРИ.Результаты работ экспонировались на ВДНХ СССР и отмечены медалью и свидетельством Выставки.По результатам выполненных исследований опубликованно двенадцать печатных работ и написано девять научно-исследовательских отчетов.Диссертационная работа выполнена в Московском геологоразведочном институте им.С.Орджоникидзе на кафедре "Литологии,шахтной и рудничной геологии".Исследования проводились до 1982г.под научным рзгководством Заслуженного деятеля науки и техники РСФСР,доктора геолого-минералогических наук,профессора А.И.Кравцова.В дальнейшем большую помощь Б работе над диссертацией оказали зав.кафедрой,доктор геолого-минералогических наук,профессор Н.Н.Соловьев и кандидат геолого-минералогических наук,доцент А.П.Бакалдина, консультациями которой автор пользовалась все годы работы на Сахалине. Автор приносит им свою глубокую благодарность.В процессе проведения исследований большую помощь оказали сотрудники кафедры "Литологии" ЬИТИ,треста "Дальвостуглеразведка" и объединения "Сахалинуголь"МУ11 СССР,которым автор искренне признателен.Особую признательность автор выражает сотрудникам Дальневосточной геолого-газовой партии НИС'а ШШ. _ 8 ^ История изучения газоносности угольных местороддений Западного Сахалина Начало изучения газоносности угольных бассейнов и месторождений в нашей стране относится к концу XIX столетия.В 1888 году Д.И.Медцелеевым и А.Пржибытко были отобраны первые пробы и выполнен первый химический анализ газа в Донецком бассейне. Именно в Донецком бассейне - основе угольной энергетики страны проведены основные научные исследования в этом направлении.Систематические работы по изучению газоносности Донецкого бассейна начаты в тридцатых годах. С 1936 года в системе АН СССР работали две группы ученых возглавляемые какадемиками А.А.Скачинским и П.И.Степановым. В них входили Г.Д.Лидия, В.В.Ходот, Н.М.Страхов, А.И.Кравцов и др.Трудами этих ученых созданы основы новых научных направлений: "Шахтная и рудничная аэрология" и " геология и геохимия природных газов угольных, рудных и нерудных месторощеяий" Основным результатом исследований трвдцатых и сороковых годов явились монографии Г.Д.Лидина "Газообильность каменноугольных шахт СССР" и А.И,Кравцова "Влияние геологических условий на газоносность угольных местороядений", а также труды Н.М.Страхова.В послевоенные годы, в связи с интенсивным развитием угольной промышленности, работы по изучению газоносности начаты и в других угольных бассйенах страны: Кузнецком, Карагаддинском, Печерском. Эти и. последуЕшше годы ознаменованы широким изучением газоносности как научнот-исследовательскими институтами, так и производственными организациями, Большой вклдц в дело изучения газоносности внесен коллекти_ 9 « вами наунных работников МГРИ, ИГД им.Скачинского, ЙПКОН АН СССР, ВНИйГаз, ВНИГНИ, МАКНИИ, ВОСТНИИ, Укр.НИИгаз, ИМР, КНЙУИ, Карагандинским ПИ и другими научно-исследовательскшли организациями.В производственных коллективах "Артемгеология", "Ворошиловградгеология", "Кузбассгеология", ВД1ГУ, Воркутауголь, ЕГО "Союзуглегеология", ЦКТГУ работали и работают группы высоко квалифицированных специалистов^ внесших весьма значительный вклад в изучение этого вопроса.Результатом труда большого коллектива научных и производственных работников является составление "Инструкции по определению и прогнозу газоносности угольных пластов и вмещащих пород при геологоразведочных работах" 1977 г, а также издание обобщающей монографии "Газоносность угольных бассейнов и месторолщений СССР," I979-I980 гг.В этих и р щ е других монографий, учебников, а такке в многочисленных журнальных статьях и сборниках трудов конференций и совещаний изложены основные положения науки о газах угольных месторождений.Основными вопросами, которые решаются при изучении газоносности^ являются: а) качественный и количественный состав природного, газа, и условия его образования; б) характер распределения газа в угленосных отложениях; в) условия его миграции и локализации; г).геологические.факторы, определяющие современную газоносность угольных, пластов и вмещающих пород; д) запасы газа и др.Все эти вопросы в .той или иной степени решены в основных бассейнах страны трудами большого коллектива научных работников: Г.Д.Лддиннм, А.И.Кравцовым, К.И.Багрияцевой, А.П.Бакалдиной, В.Г.Белоконем, А.М.Брижаневым, Г.И.Войтовым, Л.С.Вольповой, -10 Л.В.Гнипп, М.Г.1^ревичем, Х.Ф.Джамаловой, А.М.Дмитриевым, В.И. Ермаковым, М.А.Ермековым, И.В.Ереминым, К.А.Ефремовым, Б.М.Зимаковым, Г.К.Карасевым, Б.М.Косенко, Н.Н.Куликовой, Н.Г.Матвееяко, А.Э.Петросяном, И.М.Печуком, В.А.Соколовым, Э.Г.Токаревой, В.В.Шершуковым, И.й.Широковым, Н.С.Умарходжиевой, й.Л.Эттингером и многими другими установлена газовая и газогвдрохимическая зональность природных газов; созданы их генетические классификации; определены закономерности изменения метаноносности угольных пластов с глубиной и по площади месторождений, оценена роль вмещающих пород, как коллекторов газа; изучены коллекторские свойства пород и сорбционные свойства углей. Выявлены основные геологические факторы, определявэщие современную газоносность угольных бассейнов и месторождений, к которым относятся: историко-геологические условия, метаморфизм, вещественный (петрографический) состав-углей, угленосность, тектоника,стратиграфия и относительная глубина залегания пластов, литологический состав вмещающих пород, гдЕрогеологические условия, геотермия, геокриология, покровные отложения, магматическая деятельность и строение земной поверхности.Установленные в Донецком, Печерском, Кузнецком и Карагавдинском бассейнах закономерности, как правило, имеют общий характер т.е. находят свое подтвервдение и в других бассейнах. Однако, особенности геологии угольных бассейнов и местороядений Дальнего Востока СССР поставили рдц задач, которые не могли быть решены в других регионах. Наиболее характерны в этом отношении угольные месторождения Сахалина. . . Основные угольные бассейны страны расположены в стабильных в тектоническом отношении областях, это в основном структуры палеозойского возраста. - II Газоносность угольных местороадений расположенных в областях кайнозойской складчатости практически не изучена и тем более это относится к областям с незаконченным геосинклияальным развитием, к которым относятся местороадения Сахалина и Камчатки.Угольные местородцения этих областей характеризуются рдцом , особенностей, к которым относятся: активная неотектоника, сейсмоактивность, магматизм и связанный с ним термальный метаморфизм, постмагматическая деятельность и нефтегазоносность.Влияние этих факторов на газоносность мало изучено и в большинстве работ, посвященных геологическим условиям газоносности в качестве геологических факторов^они не рассматриваются.Относительно изучены лишь вопросы, связанные с влиянием магматической деятельности и термального метаморфизш угля на примерах Норильского района и Партизанского бассейна. Влияние же неоген-четвертичного магматизма и постмагматических процессов до настояшего времени не рассматривалось. Тоже следует сказать о сейсмоактивности и яефтегазояосности. Недостаточно изучены и такие проблемные .вопросы геологии газов угольных месторощ[ений,как генезис водорода, тяжелых углеводородов, окиси и двуокиси углерода месторождений, расположенных в зонах глубинных разломов. В последние годы .большое внимание уделяется изучению газоносности вмещающих пород^ роль которых в структуре газового баланса шахт возрастает с глубиной отработки угольных пластов. В этой связи цредатавляет интерес характер и особенности распределения газа в угленосных отложениях, расположенных в тектоничеоки активных областях, а также оценка роли вмещающих пород в локализации природных газа?в.Угольные месторожжения Западного Сахалина благодаря особенн-12 яостям их геологического развития и строения, являются наиболее подходящим объектои для решения этих вопросов.В процессе производства геологоразведочных работ на угольных месторовдениях Западного Сахалина специальных исол^иований по изучению газоносности угленосной толщи до 1966 г не проводилось.Однако, в фовдовой и печатной литературе содержатся сведения, которые освещают как газовый режим шахт, так и специальные воцросы яефтегазоносности района.В работах Сирыка И.М. (1961,1964 гг), Мясникова А.А., Чернова 0.И. , Ефремова К.А., Романова А.И.(I972-I974 гг), Шершукова В.В. (1971,1972,1974,1979 гг), Ушакова А.А., Бакадциной А.П. Шаговой Н.Ф. (I97I-I982 гг), Годунова Ю.М. (1978) и других обобщается и систематизируется фактический материал по газообильяости шахт Сахалина по наличию в них суфляров, нефтероявлений и выбросов. В этих работах, а также в работах Остистого Б.К.(1963г.) Ильева А.Я., Табоякова А.Я. (1965 г), Кирилова Е.М.(1974 г), Романовой Г.В. (1974 г) и др., подчеркивается большая роль разрывных нарушений, как источников поступления газа в горные выработки шахт. .В.В.Шершуков(90-92)^ основываясь на анализе газообильности неглубоких шахт Сахалина, сделал вывод о высокой газоносности угленосных отложений и небольшой глубине деме, 'танизации, а также высказал предположение о влиянии термального метаморфизма на газоносность.Геологическим причинам внезапных выбросов угля и газа посвящены работы сотрудников Дальневосточного филиала ВОСТНЙИ (Романов А.И. и др.)..Работы по оценке перспектив нефтегазоносности проводятся сахалинскими геологами с I960 г. За это время составлены карты про-13 гнозной нефтегазоносности Западного Сахалина, описан качественный состав нефте- и газоцроявлеяий, охарактеризованы геологические условия формирования нефтяных и газовых скоплений* В этом направлении проводшш свои исследования Й.И.Тютрин (ТО ) , А.Я.Табояков (1,10), Бакаев Г.А. (9,10_) и другие.Вопросами грязевого вулканизма занимались И.М.Х^бкин, Е.Ф. явление Федоров, А.Д.Архангельский, В.А.Клубов и др^ Они считали это одним из признаков нефтегазоносности района. Газовый состав группы грязевых вулканов Сахалина (Южно-Сахалинского и Пугачевского) описан трудниками СахКНИЙ Шиловым В.Н. (1965), Захаровой М.А. (I96I), ИльевымС.Д., Подзоровым А.В, (1959), Гальцевым-Бизюком / толе л Д. (1963 ) , Сирыком Л.И. (1962), Маврияским Ю.М. и др. В своих работах этих авторы характеризуют качественный состав битумов, а также дают оценку перспектив нефтегазоносности Западного Сахалина, А.Ковалевский, Гальцев-Еизюк Д. (1964 г) и другие связывают грязевулканическую деятельность с постмагматическим вулканизмом.Изучение-же газоносности угленосных отложений Западного Сахалина, .как уже указывалось начато лишь с 1966 г. В цроцессе доразведки шахтных полей в небольшом объеме цррводилось опробование угольных пластов керногазонабо р пиками для определения природной газоносности. Эти работы до 1970 г выполняло Сахалинское территориальное геологическое управление (СТГУ). В отчете Копытовой.Г.В. (1968г) приведены результаты опробования и дана характеристика газоносности поля шх.Ударновская Шахтерского месторолрхения. С 1970 г разведку местороадений проводит СТГУ и трест "Дальвостуглеразведка".Систематические научно-исследовательские работы по изучению -14 газоносности угленосных отложений Сахалина начаты с 1968 г Московским геологоразведочным институтом им.С.Орджоникидзе, под научным руководством Заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, доктора геолого-мияералогических наук, профессора А.И.Кравцова совместно с сотрудниками треста "Дальвоотуглеразведка" производственного объединения "Союзуглегеология" МУП СССР. В тематических отчетах геолого-газовой партии М1РИ (Ушаков А.А., Бакалдина А.П., Шагова Н.Ф., I97I-I983 гг) цриводятся результаты . исследований газоносности угленосной толщи Западногг Сахалина. Дается характеристика качественного и количественного состава природных газов, условий его образования и характера распределения в угленосной толще описываемого района, дается прогноз метаяоносности угля на глубину по отдельным месторовдениям и района в целом..Таким образом, газоносность весьма сложных угольных месторождений Сахалина изучается относительно небольшой период времени.В литературе имеются единичные публикации по этому вопросу. Данная работа является первым обобщением накопленного к настоящему времени фактического материала. -I5-.
